本發(fā)明涉及水泥混凝土橋面鋪裝防水體系，特別適用于水泥混凝土橋面大修養(yǎng)護(hù)快速開(kāi)放交通的施工，也適用于新建水泥混凝土橋面防水粘結(jié)層的施工。

背景技術(shù)：

橋梁是道路交通的重要組成部分，尤其是大城市道路交通，橋梁占比更大。現(xiàn)在城市道路橋梁結(jié)構(gòu)主要有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)兩種形式，在我國(guó)絕大多數(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，橋面也是水泥混凝土橋面為主。目前，隨使用年限增多，橋梁橋面鋪裝層及橋梁結(jié)構(gòu)自身在使用過(guò)程呈現(xiàn)出不同的病害形式，主要有滑移、擁胞、坑槽等鋪裝層病害及混凝土橋面板的凍融裂縫和鋼筋銹蝕等病害。造成這些病害的原因是多方面的、綜合性的，位于橋梁橋面和瀝青混凝土鋪裝層之間的防水粘結(jié)層的破壞是導(dǎo)致這些病害重要原因之一。

目前，國(guó)內(nèi)外常用的防水粘結(jié)層主要是卷材類和涂料類兩種。由于卷材類防水粘結(jié)材料要求防水粘結(jié)層與橋面找平層之間、防水粘結(jié)層與防水粘結(jié)層搭接部位之間粘結(jié)緊密，以防行車(chē)作用使路面產(chǎn)生移動(dòng)造成破壞，加之橋面邊角部位較多，給現(xiàn)場(chǎng)施工及質(zhì)量控制帶來(lái)一定困難；另外，其對(duì)橋面的平整度要求較高，在城市橋梁路面大修工程中對(duì)舊路面的銑刨和橋面的處理要求比較苛刻，這些因素都要求較長(zhǎng)的施工時(shí)間，限制了其使用范圍。涂料類防水材料的鋪裝工藝較之卷材類更為復(fù)雜，且由于環(huán)保要求的日益提高，溶劑型防水涂料的應(yīng)用受到了限制，目前普遍采用水基型防水涂料，這類防水涂料固化成型時(shí)間較長(zhǎng)，一般需要4h以上。另外，這兩類材料所用的基層處理劑的干燥實(shí)干時(shí)間較長(zhǎng)，需要至少24h。

目前，我國(guó)城市道路橋梁已進(jìn)入養(yǎng)護(hù)維修期，并且養(yǎng)護(hù)維修的任務(wù)越來(lái)越重，有相當(dāng)一部分要更換防水粘結(jié)層。而現(xiàn)階段，橋面防水粘結(jié)層采用的防水卷材或防水涂料需要的施工周期較長(zhǎng)，至少24h，再加防水粘結(jié)層上面瀝青混凝土層的施工，時(shí)間更長(zhǎng)。而城市道路橋梁大修，一般在夜間施工，施工時(shí)間短，且每天的作業(yè)量大。例如北京市城區(qū)道路橋梁大修一般在0:00封路、5:00開(kāi)放交通，且每天作業(yè)量大，平均3000平方米左右，除了要進(jìn)行防水粘結(jié)層施工，還要進(jìn)行瀝青混凝土的鋪裝，預(yù)留給防水粘結(jié)層的施工時(shí)間不足3小時(shí)，這要求必須采取快速施工方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種快速施工的水泥混凝土橋面防水粘結(jié)層，可以緩解城市道路施工封堵帶來(lái)的交通壓力，提高施工效率，具有明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

同時(shí)本發(fā)明還提供該防水粘結(jié)層的施工方法。

本發(fā)明是將“基層處理劑+胎體增強(qiáng)纖維+復(fù)合改性橡膠瀝青+單粒徑預(yù)拌瀝青碎石”組成水泥混凝土橋面防水粘結(jié)層，采用“基層處理劑和胎體增強(qiáng)纖維同步施工撒布+復(fù)合改性橡膠瀝青和單粒徑預(yù)拌瀝青碎石同步施工撒布+膠輪碾壓成型”的機(jī)械層鋪法進(jìn)行施工。該發(fā)明將快速破乳固化成型改性乳化瀝青基層處理劑、復(fù)合改性橡膠瀝青與層鋪法機(jī)械施工有機(jī)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)2小時(shí)內(nèi)完成3000平方米以內(nèi)橋面防水粘結(jié)層的施工，達(dá)到了橋面防水粘結(jié)層機(jī)械化快速施工的效果，解決了城市水泥混凝土橋面防水粘結(jié)層維修養(yǎng)護(hù)快速施工開(kāi)放交通的問(wèn)題。

一種快速施工的水泥混凝土橋面防水粘結(jié)層，從下至上由下列各結(jié)構(gòu)層組成：改性乳化瀝青層、胎體增強(qiáng)纖維層、復(fù)合改性橡膠瀝青層和單粒徑預(yù)拌瀝青碎石層，所述改性乳化瀝青撒布量為0.5kg/m²～1.0kg/m²，胎體增強(qiáng)纖維撒布量為120g/m²～300g/m²，復(fù)合改性橡膠瀝青灑布量為2.2kg/m²～3.0kg/m²，單粒徑預(yù)拌瀝青碎石覆蓋率在70％～90％；其中：

改性乳化瀝青組成為：

55％～65％的改性瀝青，1.0％～4.0％的瀝青乳化劑，0～0.5％的助劑，0.5％～10％的濃度為40～60％的聚合物膠乳，0.6％～1.8％的pH值調(diào)節(jié)劑，其余為水；所述的改性瀝青質(zhì)量百分比組成為：50％～80％的重交道路瀝青，針入度為6.0mm～10.0mm；20％～40％的脫油瀝青，軟化點(diǎn)大于100℃；0～10％的C₅或C₉石油樹(shù)脂；

復(fù)合改性橡膠瀝青組成為：

65％～85％的瀝青，15％～25％的廢輪胎膠粉，0.5％～5％的改性劑，0～6％芳烴抽出油；所述的改性劑為苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、聚乙烯、聚丙烯、石油樹(shù)脂、多聚磷酸中的兩種或兩種以上，其中石油樹(shù)脂為C₅或C₉石油樹(shù)脂；

單粒徑預(yù)拌瀝青碎石組成為：99.3％～99.8％的單粒徑碎石和0.2％～0.7％的瀝青。

所述的瀝青乳化劑為陽(yáng)離子胺類快裂乳化劑；所述的助劑為銨鹽、羥乙基纖維素、聚乙烯醇、聚乙二醇、羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺中的一種或多種。

所述的聚合物膠乳為丁苯膠乳、氯丁膠乳、丙烯酸膠乳中的一種或兩種。

pH值調(diào)節(jié)劑為鹽酸、硫酸或磷酸中的一種。

所述胎體增強(qiáng)纖維為玻璃纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維、聚乙烯醇纖維、木質(zhì)素纖維中的一種。

所述復(fù)合改性橡膠瀝青中的瀝青為重交道路石油瀝青，針入度為6.0mm～10.0mm。

所述的廢輪胎來(lái)源為子午胎或斜交胎，膠粉目數(shù)為30目～100目。

所述的單粒徑預(yù)拌瀝青碎石中的瀝青為重交道路石油瀝青，針入度為4.0mm～13.0mm。

所述的單粒徑碎石采用石灰?guī)r或玄武巖，顆粒大小為4.75mm～9.5mm或9.5mm～13.2mm。

本發(fā)明所述的水泥混凝土橋面防水粘結(jié)層快速施工方法，包括以下幾個(gè)步驟：

(1)制備改性乳化瀝青，灑布，撒布量為0.5kg/m²～1.0kg/m²，改性乳化瀝青的灑布溫度為60℃～90℃；

(2)撒布胎體增強(qiáng)纖維，撒布量為120g/m²～300g/m²，纖維長(zhǎng)度為1.5cm～6cm；

(3)制備復(fù)合改性橡膠瀝青，灑布，待改性乳化瀝青和胎體增強(qiáng)纖維施工后0.5小時(shí)～1.0小時(shí)、改性乳化瀝青破乳固化成型后即可進(jìn)行，灑布量為2.2kg/m²～3.0kg/m²，撒布溫度為180℃～210℃；

(4)撒布單粒徑預(yù)拌瀝青碎石，覆蓋率在70％～90％，撒布溫度不小于150℃；

(5)膠輪壓路機(jī)碾壓成型。

所述改性乳化瀝青的制備方法，包括下述步驟：

(A)將所述的助劑用水溶解稀釋得到溶解稀釋后的助劑；

(B)將水加熱，然后加入瀝青乳化劑、溶解稀釋后的助劑、聚合物膠乳和pH調(diào)節(jié)劑制備成皂液，皂液pH值調(diào)到2.0～3.5，皂液的溫度控制在50℃～65℃；

(C)將改性瀝青溫度加熱控制在150℃～180℃；

(D)將所述皂液和所述改性瀝青按一定的配比同時(shí)通過(guò)膠體磨剪切研磨即得所述改性乳化瀝青。

所述復(fù)合改性橡膠瀝青制備方法為：將瀝青加熱至190℃，然后加入廢輪胎膠粉和苯乙烯丁二烯嵌段共聚物攪拌10min，過(guò)膠體磨研磨，然后進(jìn)行溶脹，溶脹溫度190℃，溶脹時(shí)間2h～3h，然后加入多聚磷酸攪拌發(fā)育0.5h～1.5h，得到復(fù)合改性橡膠瀝青。

上述步驟(1)和步驟(2)采用改性乳化瀝青和胎體增強(qiáng)纖維同步撒布車(chē)進(jìn)行同步施工。

步驟(3)和步驟(4)采用復(fù)合改性橡膠瀝青和單粒徑預(yù)拌瀝青碎石同步灑布車(chē)進(jìn)行同步施工。

在步驟(1)施工之前要確?；鶎踊炷帘砻娓蓛簟⒏稍?、平整，無(wú)水泥浮漿、雜物、油類物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)物質(zhì)，基層水泥混凝土表面的粗糙度應(yīng)為0.5mm～1.0mm，基層水泥混凝土的含水率應(yīng)小于10％。

步驟(5)之后即可進(jìn)行橋面瀝青混凝土鋪裝層施工。

本發(fā)明是將“基層處理劑+胎體增強(qiáng)纖維+復(fù)合改性橡膠瀝青+單粒徑預(yù)拌瀝青碎石”組成水泥混凝土橋面防水粘結(jié)層，該發(fā)明將快速破乳固化成型改性乳化瀝青基層處理劑、復(fù)合改性橡膠瀝青與層鋪法機(jī)械施工有機(jī)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)2小時(shí)內(nèi)完成3000平方米以內(nèi)橋面防水粘結(jié)層的施工，達(dá)到了橋面防水粘結(jié)層機(jī)械化快速施工的效果，解決了城市水泥混凝土橋面防水粘結(jié)層維修養(yǎng)護(hù)快速施工開(kāi)放交通的問(wèn)題。

本發(fā)明提供的改性乳化瀝青具有體積平均粒徑小，不大于5μm，儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，軟化點(diǎn)高，粘結(jié)強(qiáng)度大的特點(diǎn)；而且，該改性乳化瀝青破乳固化成型速度快，噴灑在30℃的水泥混凝土表面，完全破乳并固化成型的時(shí)間不大于30min。

本發(fā)明提供的復(fù)合改性橡膠瀝青具有軟化點(diǎn)高，低溫抗裂性好，粘結(jié)強(qiáng)度大，抗剪切能力強(qiáng)，防水效果好的特點(diǎn)。

本發(fā)明的有益效果包括：(1)施工速度快，可以實(shí)現(xiàn)2小時(shí)內(nèi)完成3000平方米以內(nèi)的橋面防水粘結(jié)層的施工，滿足了城市橋梁養(yǎng)護(hù)施工快速開(kāi)放交通的要求；(2)改性乳化瀝青和復(fù)合改性橡膠瀝青均為瀝青基產(chǎn)品，二者相容性好，有利于整體結(jié)構(gòu)形成，增加了層間粘結(jié)和防水效果；(3)便于機(jī)械化施工，工藝簡(jiǎn)單，提高了施工效率，減少了人力成本，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益明顯。

附圖說(shuō)明

圖1快速施工水泥混凝土橋面防水粘結(jié)層組成結(jié)構(gòu)示意圖

1-瀝青混凝土鋪裝層；2-單粒徑預(yù)拌瀝青碎石層；3-復(fù)合改性橡膠瀝青層；4-胎體增強(qiáng)纖維層；5-改性乳化瀝青層；6-水泥混凝土橋面，

其中圖中2、3、4、5組成快速施工水泥混凝土橋面防水粘結(jié)層

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的防水粘結(jié)層改性乳化瀝青和復(fù)合改性橡膠瀝青制備方法、胎體增強(qiáng)纖維和預(yù)拌瀝青碎石做了說(shuō)明，并對(duì)其施工方法做了介紹。

實(shí)施例1

(一)制備改性乳化瀝青

首先制備改性瀝青，選取AH-70瀝青，針入度為6.8mm，軟化點(diǎn)為47℃；脫油瀝青軟化點(diǎn)為133℃；C₅石油樹(shù)脂，軟化點(diǎn)為101℃。

將上述材料按質(zhì)量百分比稱取：63％的AH-70瀝青，35％的脫油瀝青，2％的C₅石油樹(shù)脂。將AH-70瀝青加熱至165℃，邊攪拌邊加入脫油瀝青，連續(xù)攪拌2h，使脫油瀝青完全溶解，然后保持165℃，攪拌下加入C₅石油樹(shù)脂，保持該材料基本在165℃，以備用。

采用如下原料制備改性乳化瀝青：上述改性瀝青，瀝青乳化劑，助劑為羥乙基纖維素(2％溶液粘度為1500mPa·s)，濃度為60％的聚合物膠乳為丁苯膠乳，pH值調(diào)節(jié)劑為鹽酸，上述組分的質(zhì)量百分比如表1所示。

具體制備方法包括下列步驟：

①將上述改性瀝青加熱至165℃?zhèn)溆茫?/p>

②將上述助劑溶于冷水中按1:50比例稀釋，備用；

③按上述質(zhì)量比將瀝青乳化劑、溶解稀釋后的助劑以及聚合物膠乳溶于60℃水中，配成皂液，并用工業(yè)鹽酸調(diào)pH值至2.4左右。

④將計(jì)量好的改性瀝青和皂液同時(shí)泵送進(jìn)膠體磨進(jìn)行乳化，得到改性乳化瀝青。

(二)制備復(fù)合改性橡膠瀝青

按表2百分比組成稱取原料。

制備工藝：將基質(zhì)瀝青加熱至190℃，然后加入40目膠粉和苯乙烯丁二烯嵌段共聚物攪拌10min，過(guò)膠體磨研磨，然后進(jìn)行溶脹，溶脹溫度190℃，溶脹時(shí)間3h，然后加入多聚磷酸攪拌發(fā)育0.5h，得到復(fù)合改性橡膠瀝青。

實(shí)施例2

(一)制備改性乳化瀝青

首先制備改性瀝青，選取AH-70瀝青，針入度為6.8mm，軟化點(diǎn)為47℃；脫油瀝青軟化點(diǎn)為133℃；C₉石油樹(shù)脂。

將上述材料按質(zhì)量百分比稱?。?0％的AH-70瀝青，25％的脫油瀝青，5％的C₉石油樹(shù)脂。將AH-70瀝青加熱至165℃，邊攪拌邊加入脫油瀝青，連續(xù)攪拌2h，使脫油瀝青完全溶解，然后保持165℃，攪拌下加入C₅石油樹(shù)脂，保持該材料基本在165℃，以備用。

采用如下原料制備改性乳化瀝青：上述改性瀝青；瀝青乳化劑；助劑為羥乙基纖維素(2％溶液粘度為1500mPa·s)，聚合物膠乳為50％氯丁膠乳，膠乳pH值調(diào)節(jié)劑為鹽酸，上述組分的質(zhì)量百分比如表1所示。

改性乳化瀝青制備方法同實(shí)施例1。

(二)制備復(fù)合改性橡膠瀝青

按表2百分比組成稱取原料。

制備工藝：將基質(zhì)瀝青加熱至190℃，然后加入40目膠粉和苯乙烯丁二烯嵌段共聚物攪拌10min，過(guò)膠體磨研磨，然后進(jìn)行溶脹，溶脹溫度190℃，溶脹時(shí)間2h，然后加入PPA攪拌發(fā)育1.5h，得到復(fù)合改性橡膠瀝青。

實(shí)施例3

(一)制備改性乳化瀝青

首先制備改性瀝青，選取AH-70瀝青，針入度為6.8mm，軟化點(diǎn)為47℃；脫油瀝青軟化點(diǎn)為133℃；C₅石油樹(shù)脂，軟化點(diǎn)為101℃。

將上述材料按質(zhì)量百分比稱?。?9％的AH-70瀝青，30％的脫油瀝青，1％的C₅石油樹(shù)脂。將AH-70瀝青加熱至165℃，邊攪拌邊加入脫油瀝青，連續(xù)攪拌2h，使脫油瀝青完全溶解，然后保持165℃，攪拌下加入C₅石油樹(shù)脂，保持該材料基本在165℃，以備用。

采用如下原料制備改性乳化瀝青：上述改性瀝青；瀝青乳化劑；助劑為羧甲基纖維素(2％水溶液)，聚合物膠乳為60％丁苯膠乳，pH值調(diào)節(jié)劑為鹽酸，上述組分的質(zhì)量百分比如表1所示。

改性乳化瀝青制備方法同實(shí)施例1。

(二)復(fù)合改性橡膠瀝青制備

按表2百分比組成稱取原料。

制備工藝：將基質(zhì)瀝青加熱至190℃，然后加入40目膠粉和苯乙烯丁二烯嵌段共聚物攪拌10min，過(guò)膠體磨研磨，然后進(jìn)行溶脹，溶脹溫度190℃，溶脹時(shí)間2h，然后加入PPA攪拌發(fā)育1h，得到復(fù)合改性橡膠瀝青。

(三)施工方法：

(1)在處理干燥、潔凈的水泥混凝土橋面上進(jìn)行施工。采用專用改性乳化瀝青和胎體增強(qiáng)纖維同步施工車(chē)均勻撒布改性乳化瀝青和纖維，改性乳化瀝青撒布量為0.6kg/m²，胎體增強(qiáng)纖維撒布量為120g/m²。施工溫度為30℃，破乳固化成型時(shí)間22min。

(2)待改性乳化瀝青破乳固化成型后，采用復(fù)合改性橡膠瀝青和單粒徑預(yù)拌瀝青碎石同步施工車(chē)均勻撒布復(fù)合改性橡膠瀝青和單粒徑預(yù)拌瀝青碎石，復(fù)合改性橡膠瀝青撒布量為2.6kg/m²。

(3)采用膠輪壓路機(jī)碾壓兩遍成型。

分別將實(shí)施例1和實(shí)施例2制備得到的防水粘結(jié)層材料進(jìn)行室內(nèi)性能試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。實(shí)施例3進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)施工，施工溫度為22.7℃，施工面積為3500m²，從改性乳化瀝青和胎體增強(qiáng)纖維開(kāi)始施工至膠輪壓路機(jī)碾壓成型共用時(shí)2h，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。其中，拉拔強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)依據(jù)CJJ 139-2010進(jìn)行檢測(cè)，不透水性依據(jù)GB/T 16777-2008進(jìn)行檢測(cè)，抗硌破性依據(jù)DB11/T 380-2006進(jìn)行檢測(cè)。

表1改性乳化瀝青質(zhì)量百分比組成

表2復(fù)合改性橡膠瀝青質(zhì)量百分比組成

表3水泥混凝土橋面防水粘結(jié)層體系性能

注：“-”表示現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有進(jìn)行檢測(cè)。