混凝土桥面铺装防水黏结体系试验研究.pdf
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1、 混凝土祸面铺装盼水黏结体系i ff g 研究 徐 立 红 ,孟 丛 丛 ( 江西 省高 速公路 投 资集 团有 限责任 公 司) 摘要 : 通过室 内试验 , 比较 了三种桥面防水黏结体系( A MP 1 0 0 、 热熔 S B S改性沥青撒碎石 和 AMP 一 1 o 0上铺热熔 S B S 改性 沥 青撒 碎石 ) 在不 同温度环境 中的剪切性能和黏结性能 。试验结果表 明, 新型桥面防水黏结材料 AMP 一 1 0 0上铺 S B S改性 沥青撒碎石 的防水 黏结体 系性 能最 优 , 且受温度影响较小 。针对江西省 九景高速公 路鄱 阳湖大 桥的气候 特点及 使用条 件 , 将 上
2、述 防水黏结体 系应用 于桥 面铺装 中, 取得 了较好 的效果 , 对混凝 土桥面铺装防水黏结体系 的发展提供一定参考 。 关键 词: 桥面铺装 ;防水 黏结层 ; 剪切性能 ;黏结 性能 ; 试验研究 0 引 言 在 钢筋混 凝 土结 构 中 , 钢 筋 处 于水 泥水 化 时生 成 的强碱介质里( p H值在 1 2 1 4之间) , 表面会形成钝 化 膜 , 可 以抑 制 钢 筋 的 腐 蚀 过 程 。 因此 , 在 一 般 情 况 下 , 钢筋受 到周 围混 凝土 的保 护 , 并 不产 生 锈蚀 。但 是 当出现混凝 土保 护层 过 薄 、 开 裂或 密实性 较 差 , 海水 侵
3、蚀 , 大气 污染等 情况 , 钢筋 周 围的钝 化膜 遭 到局 部破 坏 后将 导致 钢筋 锈蚀 , 钢筋 锈 蚀 严 重 影 响 了桥 梁 的耐 久 性 。 据美 国公 路 战 略 研 究 计 划 ( S HR P) 报 告 统 计 , 1 9 8 6年美 国修 复 因钢 筋 锈 蚀 引 起 的桥 梁 损 坏 所 需 费 用为 2 0 0亿 美元 , 而且 这 项 费用 还 在 以 每年 5亿 美 元 的速 度递增 。 l 2 由此可 见 , 钢 筋 的锈蚀造 成 的破 坏 相 当 严 重 , 已成 为世界 性 的难题 。 本 文 针对 江 西 省 九 景 高 速 公 路 鄱 阳 湖 大
4、桥 的 具 体情况 , 通过 试 验研 究 了三 种桥 面 防水 黏 结 体 系 : AMP 一 1 O 0 、 热 熔 S B S改 性沥 青 撒 碎 石 和 AMP 一 1 0 0上 铺 热 熔 S B S改 性 沥青 撒 碎 石 , 对 其 黏 结 、 剪 切 性 能 进 行 比较 , 并 确 定 一 种 性 能 最 好 的 防水 黏 结 体 系 应 用 于 大 桥桥 面铺 装 中 , 为 桥 面 防水 黏 结 体 系 的 选 择 提 供 一定 参 考 。 l项 目概 况 鄱 阳湖 大桥 位于 江西 省九 江至景 德镇 高 速公 路 的 鄱 阳湖湖 口县 境 内 , 主 孔 上部 结 构
5、 为 6 5 m+1 2 3 m+ 3 1 8 m+3 0 m 的 四跨 预应 力 混 凝 土 高低 塔 斜拉 桥 , 主 跨 跨径 3 1 8 m, 其连 续 长度 为 6 3 6 m。大桥 于 2 0 0 0年 1 1月建成通车。 通过 对 大桥近 几年 的交 通量 以及 交通 量构 成 进行 收稿 日期 : 2 O 1 O O 7 一 O 6 调查 , 得 到 以下数据 , 见 图 1 一图 2 。 驿 血I 蚓 霜 廿 1 O 0 00 0 90 0 8 00 鄱阳湖大桥2 0 0 6 2 0 0 8 年交通量统计 豳 豳 露 i 。 黧 t 目 I 墓 露 曩 震 2 0 0 6 年
6、 2 0 0 7 年 2 0 0 8 年 图 1 鄱 阳湖大桥 近年交通量统计 鄱阳湖大桥2 0 0 8 年度交通量构成 7 4 图 2鄱 阳 湖 大 桥 交 通 量 构 成 囵 客1 型 客2 型 口 客3 型 口 客4 型 客5 型 圈 货1 型 货2 型 口货 3 型 货4 型 一货5 型 由图 1 、 图 2可 知 , 鄱 阳湖 大 桥交 通 量 较 大 , 且 在 2 0 0 6年 2 0 0 8年 逐 年 上 升 , 交 通 量 构 成 主 要 以客 1 型 、 货 1型 为主 , 占据 6 3 的 比例 。运行 近 十 年后 , 大 桥 桥面 出现 病害 , 2 0 0 9 年
7、借 九 景高 速 公 路技 术 改造 之 机 , 对大 桥进 行桥 面铺 装改造 , 并 针对 桥 面铺 装 防水 黏 结 体系展 开 系列试 验研 究工 作 。大桥 桥 面铺 装 结 构为 AMP 一 1 0 0二 阶反应 型 防水 黏 结层 + S B S改性 沥青 防 水 黏结 层 +4 c m 改 性 沥 青 玛 蹄 脂 碎 石 S MA 一 1 3 , 见 图 3 。 N o 3 2 0 1 0上踢么堍3 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m sHANGHAI Hz一 图 3鄱 阳 湖 大 桥 桥 面铺 装 结 构 2试验设 计 2 1 试件 制作 按施
8、工 过程 在室 内成型 试件 , 首先 预制 3 0 0 mm 3 0 0 mm3 0 mm 的水 泥混凝 土板 , 初凝后 对其 上表 面 模拟桥面板表面实际纹理构造进行拉毛处理; 待水泥 混凝 土板 养 护结束 后 , 除去混凝 土试 件表 面 浮浆 , 洗净 表面 浮尘 , 在预制 水 泥 混凝 土板 上 按施 工 要 求 程 序撤 布防水黏结材料, 最后加装厚度为 4 0 mm的第二层模 板 , 利用 车 辙 轮 碾 机 成 型 4 0 mm 厚 的沥 青 混 凝 土 铺 装 层 。 放 置 4 8 h脱 模 , 用 切 割机切 成 1 0 0 mm1 0 0 mm 7 0 mm 的试
9、 块 进行 试 验 , 不 同防 水黏 结体 系 至少 取 3个试 件进行 平行试 验 。 2 2拉 拔试验 将拉 头底 部 涂 布 一 层 AB胶 , 黏 附 在需 测 试 的试 件表 面 , 待 AB胶完 全 固化后 ( 见 图 4 ) 将 黏附好 拉头 的 试件 , 用取 芯机 取 芯 至露 出混 凝 土板 表 面 。将 拉 拔 仪 和试 件一 起 置 于恒 温箱 中 ( 0 , 2 5 , 6 0 ) 一 定 时 间 后 进 行 试 验 。 拉 拔 仪 的 拉 伸 速 率 控 制 在 1 0 mm mi n , 试验 过程保 持 温度在 规定 范 围内 。 将 拉 拔力 F 和 拉头
10、底 面 面积 按 下 面 公 式 计算 拉 拔强度 : Pg s ( 1 ) 式 中 : P 为拉拔强 度 , MP a ; F为试 验拉 拔力 , N; S为拉 头底面 面积 , mm。 ; 2 3 剪 切试验 由于 重载 、 高 速 车辆制 动 、 转 向时 的水平 剪 切力 而 引起 的沥 青混合 料 铺 装层 推 移 , 是 导 致 防水 黏结 层 破 坏 的主要原 因。 因此 , 防 水 黏结 层 不 仅 自身必 须 有 足 够的强度防止被剪裂, 同时要求与水泥混凝土桥面及 沥青混合料铺装层底 面均有优 良的黏结性 , 以避免接 触 界 面在剪切 力作用 下 的脱层 。为 了较 准确
11、 地反 映 防 水黏结 材料 的实 际路 用 性 能 , 模 拟 桥 面铺 装 结 构 和运 3 2 上踢 堍 N o 3 2 0 1 0 行受 力情 况作 室 内剪 切试 验 。 将剪 切试件 放在 倾角 a 一 4 5 。 的夹 具 中 ( 如 图 5所 示 ) , 以 1 0 0 2 0 0 N s的速 度加 载直 至试 件 黏 结层 被 剪裂 。 试 件 的剪切 强度 : r g s ( 2 ) 式 中 : 水 平剪 切力 FP s i n c ; 受 剪面 积 S 一1 0 0 ml T l 1 0 0 m m 一 1 0 mm 。 拉拔力 图 4拉 拔 试 验 示 意 图 P 、
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