稀浆封层施工技术Word文件下载.docx
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日温差引起翘曲变形，导致面板的翘曲和拱起。
季节性温差引起板的胀缩变形，导致面板在基层上滑动，基层对面板产生约束剪应力。
传统复合式路面结构设计，混凝土面板与半刚性基层直接接触，由于浇筑混凝土面板时，水泥浆体有部分渗透进入到基层表面一定范围，随后凝结、硬化，导致路面板与基层之间处于粘着状态，粘着结合强度最高可达1.0MPa。
在界面接触破坏前，面板需要克服相当大的阻力才能移动。
这主要是由于混凝土板与基层之间存在较大的粘结力和嵌挤摩擦力。
而面板在刚浇筑后，混凝土强度不足，当温度发生变化时，混凝土产生伸缩变形，过大的粘结力会导致板块早期开裂。
沥青防水联结层的设置，在某种程度上也改善了混凝土面板与半刚性基层的界面状态，将面板与基层界面由强限制转化为弱限制，避免了由于混凝土早期强度不足，但粘结力过大造成板块早期开裂所引发的一系列病害的发生。
（3）减弱清除混凝土板下半刚性基层的不均匀支撑，起整平作用；
（4）防止水泥板与半刚性基层之间的反复摩擦产生的半刚性基层的磨损。
（5）防止积水对基层及路基造成的冲刷，作为路面层间防水与排水的第一道屏障。
（6）起应力消减层的作用，减轻半刚性基层。
反射裂缝对上部路面的影响。
（7）保护基层，充当施工期间的临时路面，而如果采用乳化沥青或防水连接层，则还可以起到半刚性基层的养生作用。
为了达到以上性能要求，防水连接层层必须具有良好的均匀性和密水性，并具有一定的抗变形能力和延展性。
许尉高速公路采用1.5cm厚双层改性沥青稀浆封层，特别要求蒸发残留物5℃延度不小于50cm,达到了上述的要求。
3、
防水连接层混合料的组成和技术要求
防水连接层由良好级配的矿料、乳化沥青、填料、水及添加剂等组成，选用的材料事先需由实验室试验确定，各种材料的配合比也应由实验室决定。
为了保证实际所用的材料及材料的配比与实验室相符，在施工前必须进行选择评价。
不同防水连接层材料用量
可按表3-1选用。
最大厚度和材料用量表3-1
项目
ES－1细封层
ES－2中封层
ES－3粗封层
干矿料用量（kg/m2）
3.2～3.5
5.4～8.1
8.1～13.6
沥青用量（干矿料质量百分比）（％）
10～16
7.5～13.5
6.5～12
填料用量（干矿料质量百分比）（％）
0～3
总含水量（干矿料质量百分比）（％）
12～20
加水量（干矿料质量百分比）（％）
6～11
稀浆混合料的室内试验技术指标
稀浆混合料技术指标表3-2
单位
类别
指标
可拌和时间Tm
s
改性防水连接层摊铺机
＞120
人工拌和或普通防水连接层摊铺机
稠度值CV
cm
机械拌和摊铺
2～3
人工拌和摊铺
3～5
磨耗量WTAT
g/m2
＜800
粘附砂量LWT
＜600
粘结力CT
N·
初凝
120
开放交通
200
矿料的选择
矿料在防水连接层混合料中起骨架作用，其最大粒径决定防水连接层的厚度。
矿料用矿质材料，可采用石屑、天然砂、机制砂等。
对矿料要求如下：
（1）级配
防水连接层用的矿料要有一定的颗粒级配组成，使其形成密实而又稳定的沥青混合料，在集料中要有一定数量的粗粒料起骨架作用，其最大粒径决定防水连接层厚度。
为保持沥青稀浆的密实性、耐久性、与稀浆拌和摊铺时的和易性，集料中要有一定数量的细粒料，如细料过少，稀浆混合料施工拌和摊铺时会离析分散，大颗粒沉淀不易摊铺。
规范中要求的乳化沥青防水连接层的矿料级配如表3-3。
（2）材质要求
①坚硬耐磨
防水连接层一般是铺在路的表面，直接与车轮接触，为提高乳化沥青防水连接层的抗滑耐磨性能，延长封层使用寿命，最好选择强度
矿料的级配表表3-3
孔径
通过百分率
（mm）
细封层
中封层
粗封层
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
100
90～100
65～90
40～65
25～42
15～30
10～20
45～70
30～50
18～30
10～21
5～15
70～90
28～50
19～34
12～25
7～18
高、硬度大、耐磨性好的石料作集料。
②干净
必须清除集料中一切泥土杂物。
当土含量过高时，将产生下列不利因素：
纯沥青需要量增加，而无任何相对利益；
养护时发生过分的收缩；
抵抗磨耗的能力降低；
对慢裂快凝防水连接层而言，将会产生极为不利的影响，有可能在拌和时就破乳，而形成不了一个相对稳定的稀浆。
③粗糙
矿料应用棱角较多、石质表面粗糙的轧制石屑，这样可以提高防水连接层抗滑及抗磨耗性能。
而使用天然砂，由于砂子表面光滑，就要降低防水连接层的抗滑性能，沥青也容易剥落。
因此，在交通量大、行驶车速高的路段应选用石质表面粗糙的集料，尽量少用或不用天然砂。
④超规格粒径的颗粒要彻底清除
矿料中含有粒径超过封层厚度的大颗粒，在稀浆混合料摊铺时，由于受防水连接层摊铺机橡胶刮板的阻挡，将大颗粒积聚在摊铺箱橡胶刮板的前方，这样大颗粒随摊铺箱前进时，就会将铺好的防水连接层混合料划成纵向条痕。
同时，一旦摊铺箱从积聚的大颗粒上越过，则由于抬高了摊铺箱，就会增加该处的封层厚度。
因此，必须彻底清除集料中超规格粒径的大颗粒。
（3）矿料的砂当量技术指标
普通慢裂慢凝防水连接层大于45％，慢裂快凝防水连接层和改性防水连接层大于65％。
砂当量的试验方法：
将通过四号筛（筛孔为4.75mm）的样品，装入带有刻度的塑料量筒容器之中，加少量絮凝剂搅动，使试桦中覆盖在矿料表面上的泥土颗粒脱落下来，而后灌注一定数量的絮凝剂，再经过一定时间的沉淀后，即可从量筒中读出泥土的高度与砂的高度。
两者高度的比值乘以100即为砂当量（SE）：
SE＝（砂高度读数／泥土高度读数）×
表面光滑的砂（水吸收率小于1.25％），不应超过矿料总质量的50％。
对于重交通的路面，要使用100％的轧碎石料。
乳化沥青的选择
防水连接层混合料中起粘结作用的是所用乳化沥青中的沥青材料，因此，乳化沥青中的沥青应符合道路石油沥青标准。
对于高等级公路，应采用合乎标准的优质沥青，如重交通道路沥青；
对于高速公路或城市快速干道，应采用高分子聚合物改性的乳化沥青。
作为用于防水连接层的乳化沥青，还要满足防水连接层级配矿料的拌和要求，也就是乳液和矿料在拌和、摊铺过程中，稀浆混合料必须均匀、不破乳、不离析、处于良好流动状态。
选用阳离子慢、中、快裂和阴离子慢、中裂乳化沥青，均能作为防水连接层的结合料。
一般是阴离子乳化沥青对矿料的粘附性较差，只适用于石灰岩等碱性矿料，并且其成型时间较长。
而阳离子乳化沥青，由于它对酸、碱性矿料均有良好的粘附性，所以，它对防水连接层的矿料选择范围较广。
慢、中裂乳化沥青防水连接层铺后成型时间都在4.5h以上，慢裂快凝防水连接层铺后成型时间可以控制在lh左右。
施工用的乳化沥青必须进行质量检测，检测的内容及标准必须符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）中BC－1、BA－1型乳化沥青的技术要求和《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》
防水连接层用乳化沥青的技术指标表3-4
检测内容
技术要求
试验规程
筛上剩余量（1.18mm筛）
％
≤0.1
T0652
颗粒电荷
+，-
T0653
破乳速度试验
慢裂
T0658
标准粘度C25，3
S
10～60
T0621
蒸发残留物含量
≥55
T0651
贮存稳定度
1d
≤1
T0655
5d
≤5
粘附性试验
≥2/3
T0654
蒸发残留物性质
针入度25，100，5
1/10mm
45～150
T0651T0604
延度15
延度5
Mm
≥50
T0651T0605
融解度（三氯乙烯）
≥97.5
T0651T0607
中有关乳化沥青的试验规程（表3-4）。
上表3－4中比规范中增加了蒸发残留物5℃延度不小于50cm，以增加抵抗基层裂缝的能力。
3.1.5水的选择
水是构成稀浆混合料的重要组成部分，它的用量的大小是决定稀浆稠度和密实度的主要因素。
稀浆混合料的水相是由矿料中的水、乳液中的水和拌和时的外加水构成的。
任何一种混合料都可由集料、乳液及有限范围的外加水组成稳定的稀浆。
①矿料中的水：
一般矿料的含水量相当于矿料质量的3％．5％。
矿料中的含水量对于混合料中的用水量是次要的。
矿料含水量过大主要影响矿料的容重，而且容易在矿料斗里产生架桥现象，影响矿料的传送，因此矿料输出量应随其含水量不同而作相应调整。
矿料的含水量还将影响封层的成型，含水量饱和的矿料，其成型开放交通时间需要更长。
②乳液中的水：
沥青乳液中含有35％～45％的水。
③拌和时的外加水：
典型的外加水质量比范围是干矿料质量的6％～1l％。
外加水量低于6％的稀浆混合料太稠太干，不便于摊铺；
而外加水量高于11％时，稀浆混合料太稀，发生离析、流淌，变得不稳定，而且可能产生集料下沉沥青上浮现象，成型后表面一层油膜而下面都是花白的松散集料，与原路面粘接不牢，容易成片起皮脱落，因此慎重控制总外加水量对于保证防水连接层质量至关重要。
对于机械摊铺，9％的外加水量是值得推荐的，但要根据集料与机械的情况作适当的调整，外加水量超过11％的机械操作应该避免。
因此总含水量（包括外加水、乳液中含水和矿料中含水）应控制为矿料质量的12％～20％。
填料的选择
填料可分为具有化学活性的填料和不具有化学活性的填料。
不具有化学活性的填料一般指矿粉等，具有化学活性的填料包括水泥、石灰粉、硫酸铵粉、粉煤灰等。
在添加具有化学活性的填料时，应充分考虑填料与矿料、乳化沥青的反应及相容性，应有利于稀浆混合料的拌和、摊铺和成型，保证封层的整体强度。
填料的作用主要有以下几点：
1）改善级配；
2）提高稀浆混合料的稳定性；
3）加快或减缓破乳速度；
4）提高封层的强度。
最常用的矿物填料是水泥，其次是石灰。
矿粉的质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032—94）的有关规定。
添加剂的选择
乳化沥青防水连接层混合料中的添加剂视需要而定。
添加剂可分为促凝剂和缓凝剂，其作用主要是加快或减缓乳化沥青在稀浆混合料中的破乳速度，满足拌和摊铺和开放交通的需要。
添加剂的类型应在室内试验时确定，或由乳化剂生产厂配套指定。
它可以是有机酸、碱、无机盐，也可以是其他高分子聚合物、表面活性剂等，如盐酸、氨水、硫酸铵、氯化铵、氯化钙、硫酸铝、OP10、0P40或其他乳化剂以及一些水乳性的高分子乳胶。
另外，如抗剥落剂、改性剂等也可以通过添加剂的方式添加到稀浆混合料中。
防水连接层混合料的配合比设计
稀浆混合料的配合比设计程序
制备合格的乳液
合格的集料
水
按预定的配比制备稀浆
稠度试验
湿轮磨耗试验
荷载车轮试验
粘结力试验
最佳配合比
N
Y
图3-1防水连接层混合料配合比设计程序图
（1）稀浆混合料的配合比设计应根据道路条件、日交通量、气候情况、耐久性要求等，选择适当的封层结构。
（2）选择符合质量要求的乳化沥青、矿料、矿粉、填料等，将各种集料进行筛分，乳液测定其沥青含量。
（3）根据各种集料的颗粒组成，确定符合级配曲线要求的各种集料的配合比例。
（4）作混合料的稠度试验，以确定稀浆混合料的用水量。
（5）作初凝时间试验：
当粘结力达到120N·
cm的时间，应确定为混合料的初凝时间。
（6）作固化时间试验：
当粘结力达到200N·
cm的时间，应确定为混合料的固化时间及开放交通时间。
（7）确定最佳沥青用量
①进行湿轮磨耗试验，根据试验结果绘出沥青用量与磨耗量关系曲线，确定沥青用量最小值；
②进行轮荷压砂试验，根据试验结果绘出沥青用量与粘附砂量关系曲线，确定沥青用量最大值；
③确定沥青用量范围，并以最大值为准，以3个百分点的范围定为容许范围；
④可按图3-2所示的图解法确定沥青用量范围、容许范围和容许范围中值。
稀浆混合料的配合比设计内容
（1）稀浆混合料的加水量及稠度试验
如前所述，稀浆混合料的含水量关系到施工和易性，而混合料中的水来自矿料的含水量、乳液中的水及外加水，矿料和乳液的含水量是由这两种材料决定的，外加水就得用稠度试验来确定。
因此，稠度试验就是用于检验乳化沥青防水连接层混合料的摊铺和易性，并在乳化沥青防水连接层混合料的配比设计中确定适宜的用水量。
稠度试验需要专用的仪器进行测试，见图3-3。
图3-2图解法确定最佳沥青用量
图3-3稠度试验仪
稠度试验按[T0751—1993乳化沥青防水连接层混合料稠度试验]进行。
（2）稀浆混合料的初凝时间
稀浆混合料的初凝时间不能太长也不能太短，初凝时间太长，就会延长开放交通时间，给施工管理带来困难，初凝时间太短，会给搅拌和摊铺带来困难，保证不了质量。
乳化沥青稀浆混合料的初凝时间是指混合料拌和以后至乳液完全破乳，用滤纸检验已无沥青斑点的时间。
初凝时间试验按[T0753－1993乳化沥青防水连接层混合料初凝时间试验]进行。
（3）稀浆混合料的固化时问
乳化沥青稀浆混合料的固化时间，也就是乳化沥青稀浆混合料摊铺后开放交通的时间。
稀浆混合料摊铺后开放交通的时间不能太长，太长了对施工和管理将带来很大困难，如这样就得考虑用外加剂来调节。
稀浆混合料的固化时间，是初凝后的混合料在粘结力试验中达到最大粘结力的时间。
稀浆混合料的固化时间测试按《乳化沥青稀浆混合料固化时间试验》（T0754－2000）进行。
专用的测试仪器产品见图3-4。
图3-4NL－20粘结力测定仪
（4）乳化沥青稀浆混合料的湿轮磨耗试验
乳化沥青稀浆混合料的沥青用量是配比设计中最重要的参数，沥青用量太少，防水连接层就会松散，沥青用量太多，路面就会起拥包，并且也浪费沥青材料。
湿轮磨耗试验可与负荷轮载试验一起确定乳化沥青防水连接层混合料的最佳沥青用量，此试验是用来确定稀浆混合料的最小沥青用量，同时也用于检验稀浆混合料成型后的耐磨耗性能。
湿轮磨耗试验是按规定的成型方法，将成型后的稀浆混合料试件放在水中，用湿轮磨耗仪磨头磨5min，测定磨耗损失的试验，湿轮磨耗损失量以g/m2表示。
试验方法按《乳化沥青防水连接层混合料的湿轮磨耗试验》（T0752－1993）进行。
湿轮磨耗试验仪见图3-5。
图3-5湿轮磨耗试验仪
（5）乳化沥青稀浆混合料碾压试验
乳化沥青稀浆混合料碾压试验是用来测定混合料中是否有过量的沥青，也就是确定稀浆混合料的最大沥青用量，可与湿轮磨耗试验一起确定乳化沥青稀浆混合料的最佳沥青用量。
碾压试验是稀浆混合料成型后，在57kg负荷轮下碾压1000次，模拟车辆行驶碾压，然后在试件上撒定量的热砂，再碾压100次，以每平方米吸收的砂量来表示。
试验方法按《乳化沥青防水连接层混合料碾压试验》（T0755－2000）进行。
专门用于碾压试验的仪器见图3-6。
图3-6LWT－65型负荷轮试验仪
、防水连接层施工与养护技术
防水连接层施工
图4-1防水连接层施工
人员配备及分工
防水连接层施工质量的好坏，有赖于一支高素质的施工队伍，取决于他们的知识、经验和技巧。
施工队的人员基本组成，应包括队长一名、操作手一名、驾驶员四名（防水连接层、装载机、油罐车和水罐车驾驶员各一名）、工人若干。
队长的职责是指挥整个施工队伍，制定每天的工作计划，包括每天的材料需要量、人员的分工、与交通管理部门的联系、对天气的判断，以及熟悉各个技术环节，处理现场出现的突发事件等。
队长是施工队的核心，不仅要自己能干，还得善于组织整个队伍都能干好。
防水连接层机的驾驶员，不仅要有熟练的驾驶技术，还必须充分了解机械后方所进行的操作。
如果驾驶员与操作手可以互相交换岗位，那将是非常有益的事。
驾驶员必须熟知操作手发出的（事先约定的）手势或喇叭声，并能及时起动、停止、加速、减速、向左、向右。
对于边线与接缝，与操作手的密切合作就显得更为重要。
驾驶员应很快将机械进入位置，确保摊铺箱位置准确。
一名熟练的驾驶员，应通过后视镜密切关注后方的工作进程，随时按需要调整机械的前进速度，以保持摊铺箱内稀浆为一定数量。
操作手除了必须与驾驶员配合默契之外，还必须熟悉标定原理和标定方法，能随时根据材料的情况，调整配合比。
更为重要的是，能准确判断流入摊铺箱及摊铺箱内的稀浆稠度。
从拌和缸中流出的稀浆，必须是稳定的，乳液能均匀地分布在粒料上，并含有足够的水，使它能容易分布，但又不司离析。
要有效地完成这一工作，需靠操作手以往的经验，以及从拌和缸与摊铺箱里的稀浆混合料的外观和形状，来判断这些混合料是否稳定及拌和比例是否适当。
操作手的技巧也表现在恰如其分地起动、停止，以及混合料在摊铺箱中的左右分布，取得完美的接缝和边线处理。
当队长不在现场时，则由操作手负责现场工作。
装载机驾驶员的任务除了给防水连接层车上料外，还应经常观察矿料的质量，尤其是注意粗细料的均匀性和含水量的一致性，当料堆表面的矿料与堆中的矿料有不同时，应立即翻堆。
若干工人的工作主要包括：
筛料、协助装料（包括矿料、乳化沥青、填料、水和添加剂）、安放及搬运隔离墩、摊铺后起点终点的处理、边线与接缝的刮平、摊铺箱的清洁、原路面的清扫以及一些必需的手工作业。
交通管理与控制
刚摊铺的防水连接层，必需有一段养护成型期。
在养护成型期内，应严禁车辆和行人进入，因此交通的管制非常重要。
（1）施工前，必须制定交通管制方案；
（2）必须保证施工后有足够的养护成型时间；
（3）采取措施尽可能减少施工对交通的影响；
（4）最大可能使用快开放交通的防水连接层类型；
（5）交通标志应醒目，夜间施工时，应采用反光标志；
（6）若有需立即通行的情况，在这些地段除尽可能地给予养护时间外，还应采取一些特殊措施，力保给防水连接层带来的损坏为最小。
施工应具备的条件
（1）施工前的准备工作，包括材料、机械设备、原路面补强与清扫、交通管制等都已按要求完成。
（2）确定能否施工的天气气候条件为：
①养护成型期内气温大于10℃；
②雨后路面积水未干或未清除以前，不可施工；
③施工养护成型期内可能会降雨，则不可施工。
（3）施工队伍人员配备整齐，一支训练有素的专业施工队伍是防水连接层施工质量的保证，他们应该技术熟练，配合默契。
（4）落实交通管理，并有专人负责。
（5）对道路上的各种设施，如上下水井盖、雨水井篦、路缘石等，都已采取保护措施。
施工程序
一般防水连接层施工采用以下程序：
路基检测一封闭管制交通－清扫路面－放样放线－摊铺－修补修边－早期养护－开放交通。
当准备工作和施工条件均符合要求后，可以正式施工。
施工方法可分为机械摊铺和人工摊铺两种类型。
（一）机械摊铺施工程序
1）放样画线
根据路幅全宽，调整摊铺箱宽度，使施工车程次数为整数。
据此宽度从路缘开始放样，一般第一车均从左边开始，画出走向控制线。
2）装料
将符合要求的矿料、乳化沥青、填料、水、添加剂等分别装入摊铺
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