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路面打毛拋丸機用于同步瀝青碎石橋面鋪裝防水黏結層施工技術

文章出處:www.ywtmcs.live人氣:1758發表時間:2018-07-15

  摘要:在對同步瀝青碎石封層作為防水黏結層材料優點分析的基礎上, 根據實體工程經驗對工程中最常用的幾種改性瀝青同步碎石防水黏結層的施工工序和要求進行研究, 并對采用不同種類改性瀝青的防水同步瀝青防水黏結層的經濟效益進行了分析, 結果表明, SBS改性瀝青同步碎石防水黏結層的綜合經濟效益最優。

  防水黏結層是橋面鋪裝系的重要組成部分, 在鋪裝結構中主要起著兩方面的作用:首先, 防水黏結層起著防止路表水在動載作用下產生的動水壓力穿透瀝青鋪裝層和防水黏結層而直接作用在混凝土調平層上;另一方面, 防水黏結層還起著將瀝青鋪裝層和混凝土調平層黏結為一個整體, 進而在車輛荷載作用下保持良好的整體性。因此, 防水黏結層應具有良好的防水性能和黏結性能。

  同步瀝青碎石封層是普通路面結構中常用的一種封層材料, 因具有良好的防水性能和黏結性能, 近年來也被用作橋面鋪裝防水黏結層材料。本文將在同步瀝青碎石封層作為防水黏結層材料優點分析的基礎上, 根據實體工程經驗對工程中最常用的幾種改性瀝青同步碎石防水黏結層的施工工序和要求進行研究, 并對采用不同種類改性瀝青的防水同步瀝青防水黏結層的經濟效益進行了分析, 為同步碎石防水黏結層的應用提供參考。

  1 同步瀝青碎石防水黏結層的優點

  同步瀝青碎石封層作為橋面鋪裝防水黏結層材料的優點主要包括以下幾方面:

  ⑴同步瀝青碎石封層兼具阻水、防水以及將瀝青鋪裝層和混凝土調平層黏結為一個整體的功能, 這是一種材料能否作為橋面鋪裝防水黏結層材料的最基本要求;

  ⑵同步撒布的碎石使得同步瀝青碎石防水黏結層具有良好的抗施工損傷性能。防水黏結層材料的施工損傷來源主要包括兩方面:一是攤鋪機、壓路機等機械在攤鋪碾壓時對防水黏結層材料的損傷;二是在攤鋪過程中不可避免會有運料車在防水黏結層上行駛過程中會對防水黏結層帶來不可忽視的水平剪切力的作用。相較傳統的卷材類和涂料類防水黏結層材料, 與瀝青黏結良好的碎石材料起到了保護防水黏結層的作用, 防止了車輛輪胎、履帶與瀝青材料的直接接觸;

  ⑶抗熱料刺破性能良好, 在橋面鋪裝瀝青鋪裝下層材料的攤鋪和碾壓過程中, 防水黏結層不可避免地會受到熱集料的推擠和碾壓作用, 瀝青混合料的攤鋪溫度通常在140~150℃, 遠高于瀝青材料的軟化點, 因此, 瀝青類防水黏結層很容易被熱集料刺破。對于同步瀝青防水黏結層, 由于同步撒布的碎石鑲嵌在改性瀝青材料中, 大大降低了熱集料直接作用在瀝青材料上的幾率, 進而降低了防水黏結層被熱集料刺破的可能性;

  ⑷獨特的結構特點, 造就了同步瀝青碎石防水黏結層可靠的黏結性能。同步瀝青碎石包括兩層結構, 下層是由施工機械采用三重疊加噴灑方法, 高溫狀態下的黏結材料具有自流平功能, 能均勻攤鋪在整個調平層的表面, 并彌補調平層表面的小缺陷。之后撒布的碎石材料一部分嵌入黏結料, 一部分突出黏結料的表面, 在鋪筑瀝青鋪裝下層材料時, 高溫瀝青混合料會與突出黏結料表面的碎石形成犬牙交錯的、粗糙的結合面, 這將大幅提高鋪裝結構的抗水平剪切性能, 增加結構的整體性;

  ⑸施工速度快的特點使其不但可以用于新建橋梁的防水黏結層施工, 同時也非常適合舊橋鋪裝結構的重鋪和防水黏結層的修復;

  ⑹同步瀝青碎石防水黏結層不但具有防水和黏結的效果, 還可以在一定程度上起到應力吸收的作用, 這與其剛柔并濟的材料性質有關, 即可以吸收瀝青鋪裝層與混凝土調平層間的相對位移, 進而釋放鋪裝結構內的部分應力, 改善鋪裝結構的整體受力。

  2 同步瀝青碎石防水黏結層施工關鍵技術

  在進行同步瀝青碎石防水黏結層正式施工作業前, 需要對混凝土橋面板進行一定的處治, 工程中常用的處治措施主要包括拋丸、銑刨和拉毛等, 在此著重對拋丸處治措施進行介紹;另外工程中常用SBS改性瀝青、橡膠瀝青或高黏改性瀝青等作為同步瀝青碎石封層中的黏結料, 在此將分別介紹以上幾種改性瀝青同步碎石防水黏結層的施工要求。

  2.1 拋丸處治措施施工關鍵技術

  拋丸是指利用高速旋轉的葉輪, 將一定粒徑的鋼丸按照一定的射擊角度高速拋出, 通過鋼丸對被處理的表面的高速撞擊, 達到去除各種雜質, 增加粗糙度的目的, 從而增加防水黏結層與水泥混凝土橋面的黏結性。狹窄的拋丸室里聚集了足夠數量的高速飛射的鋼丸, 在高頻率的沖擊下, 在有效的機械作業寬度內可使得整個機械作用面得到均勻處治。

  在進行拋丸處治前, 首先要進行混凝土調平層表面處理, 對于調平層上存在的浮漿要人工鑿除, 對于調平層上存在粉塵、銹跡、油污或者脫模劑等, 必要時可采用清潔劑進行清洗。

  拋丸打毛處治技術的主要要求如下:

  ⑴確定施工參數。在大規模施工開始前, 首先要進行小規模的施工工藝試驗以確定拋丸機行駛速度、拋丸磨料配比等關鍵施工參數。

  ⑵搭接處理方式。拋丸機械重疊部分之間需要搭接1~3cm, 根據工程具體情況, 合理調節設備, 使搭接部分與整體鋪裝打毛后的效果一致。

  ⑶處理去除深度及二次處理。根據待處理表面不同區域的不同狀況及浮漿層的厚度, 確定打毛深度, 根據施工需要可進行二次處理。

  ⑷露骨率及去除深度。拋丸處理后的表面要有一定的露骨率, 但是由于表面浮漿層厚度不均勻, 實際施工過程中, 已達到一定處理深度后, 表面露骨率仍達不到要求的, 為保證處理后表面平整度, 也不可繼續深入打毛, 否則會影響橋面整體質量。

  ⑸清潔度和粗糙度。根據待處理的橋面, 調整拋丸設備的參數, 確保打毛后表面有良好的清潔度和均勻的粗糙度。

  路面拋丸機能夠一次將混凝土的表面浮漿、雜質清理清除,并且可以對混凝土的表面進行打毛處理,使其表面均勻粗糙,大大提高了防水層和混凝土基層的黏著強度,以便防水層和橋面更好的結合,同時也能夠將混凝土的裂紋充分暴露出來,起到防患于未然的作用。

  路面拋丸機是利用電機驅動的拋丸輪在高速旋轉過程中產生離心力和風力,一定顆粒度的彈丸流入進丸管時(可以控制彈丸的流量)便被加速帶入高速回轉的分丸輪中,在離心力的作用下,彈丸由分丸輪窗口拋出進入定向套,再經由定向套窗口(控制丸料的拋打方向)拋出,由高速回轉的葉片拾起,并沿葉片之長度方向不斷加速運動直至拋出,拋出的彈丸形成一定的扇型流束,沖擊工作平面起著清理強化的作用。然后彈丸和灰塵、雜質一起經過反彈室來到儲料斗的上方。大功率的除塵器通過儲料斗上方的分離裝置將丸料和灰塵分離,丸料進入儲料斗繼續循環使用,灰塵則通過連接管進入除塵器。當灰塵進入除塵器后,通過濾芯的分離,停留在儲灰斗中和濾芯的表面。自動反吹除塵器可以通過壓縮機提供的反吹空氣自動間隔清理每一個濾芯。最后在機器內部通過配套吸塵器的氣流清洗,將丸料和清理下來的雜質分別回收,并且使丸料可以再次利用。拋丸機配有除塵器,可做到無塵無污染施工,既提高了效率,又保護環境。

  1.用于提高瀝青路面的粗糙度和摩擦系數,從而提高路面的附著力,用以保證行車的安全。與此同時, 瀝青路面的附著物(如燃油,機油等)也無處可逃,因而可以提高路面的抗滑性能

  2.鋼橋面防腐涂裝 在我國,拋丸工藝在鋼橋梁防腐涂裝中的應用不容否定。 在建和已建的大多數橋梁在進行防腐底漆或其他噴涂之前都會選擇使用拋丸工藝進行對表面的清潔和粗糙度處理, 青島跨海灣大橋使用的拋丸機,拋丸工藝處理鋼橋面可以達到SA2.5/SA3的鋼板清潔度要求,并且可以控制粗糙程度, 滿足用戶的涂裝要求,整個過程更是無塵操作,移動方便。既環保又便捷。

  3.隧道的維護 在我國,出于防水以及材料耐燃和耐油等方面的考慮,隧道內路面一般采用水泥混凝土。 但這對長隧道路面的抗滑性能也提出了較高的要求。對于以上的兩種在我國依舊難以解決的問題, 拋丸工藝是一種施工簡單、設備投入小、效果顯著而又環保的處理方法。

  4.近年來用戶推薦下使用拋丸工藝處理橋面和隧道的工程越來越多,在混凝土橋面防水鋪裝中, 拋丸工藝已經是歐美國家工藝規范的要求, 在中國也正在被逐漸接受,均采用拋丸工藝對混凝土路面進行維護。

  5.機場跑道的預防性養護路面拋丸機的使用將混凝土及瀝青跑道上的胎跡、標線去除問題變得輕松簡單。除胎跡(除橡膠)、去除標線、恢復及增加機場跑道表面粗糙度, 提高跑道的摩擦系數等都是路面拋丸機的處理范圍。 并且在處理過程中,游刃有余,路面拋丸工作進行的更是井然有序。

  6. 市政道路及鋪裝路面城市里的各種道路鋪裝均可采用拋丸機進行清潔處理, 去除路面的標志標線,對交通繁忙的十字路口,路面可進行拉毛,提高路面粗糙度和摩擦系數。 減少路面建設中的問題。因此, 路面拋丸機對于城市建設的輔助性作用正在一步步將我們的生活規范化、便捷化

  內襯擋板為Mn12合金鋼,增厚型,使用耐久,最長使用時間可以達到8-10年,拋丸器結構獨特,材料具有良好的沖擊韌性,耐磨性好,并且耐磨層可以使用過程中會不斷地達到再生。

  其他的易損件的壽命也是根據正常使用和處理環境。使用壽命僅僅是估計,諸多不定因數都會影響最終結果。

  1、操作和準備工作簡單,隨時清理,隨時撤離。

  2、采用了變頻調速、PLC控制、相序保護、文本顯示等多項先進的電器調控技術,確保各項功能的準確實現。

  3、可以根據路面的不同狀況來設定清理速度、鋼丸供給量、脈沖反吹時間周期、除塵濾筒的清灰間隔時間等,通過參數組合的調整、達到理想的清理效果。

  4、工作幅面較寬、效率高。

  5、整個施工過程無塵、無污染,有利于環保和施工人員的身體健康。

  6、施工中基本上不損傷路面結構。

  7、脈沖自動反吹除塵,可以實現連續工作。

  8、鋼丸在設備內部自動循環,消耗很低。

  9、整機結構合理,拆卸快捷,維修及更換易損件方便。

  工作條件

  1、工作面不平整度<20mm;無積水并相對干燥;坡度<25°

  2、環境溫度:-20℃~60℃;鋼板表面溫度大于露點3℃以上

  3、濕度:a、鋼表面拋丸時相對濕度不大于90%

  b、混凝土拋丸時相對濕度不大于95%

  4、海拔:0~3000m;不得在雨雪天氣中操作

  工作效率

  水泥表面:工作效率:200-400平方米/小時

  在鋼板上工作:鋼板質量等級SA 2,5到SA3速度:SA2,5約4米/分鐘;速度:SA3約3米/分鐘,每小時處理面積:SA2,5級,約75-100平方米/小時

 

 

型號

YG-10DS

YG-20DT

清理寬度

270mm

550mm

清理效率

約150㎡/h

(混凝土表面)

300㎡/h(混凝土表面)

450㎡/h(水泥混凝土)

500㎡/h(瀝青混凝土)

額定功率

11KW

15KW*2

外形尺寸

1940*380*1100mm

1940*720*1100mm

鋼丸損耗量

100g/㎡

100g/㎡

行走速度

0.5--25m/min

0.5--25m/min

行走方式

調速自動行走

調速自動行走

拋丸輪直徑

200mm

200mm

重量

460Kg

640Kg

配套專用除塵器

型號

PBXC0810D

PB

清理形式

自動反吹清理

自動反吹清理

濾芯數量

8

8

灰斗

小車

小車

額定功率

4K風機+3KW空壓機

4K風機+3KW空壓機

重量

580Kg

580Kg

外形尺寸

2030*870*1500mm

2030*870*1500mm

連接管徑

150mm

<, /TD>

150mm

  2.2 改性瀝青同步碎石防水黏結層施工要求

  SBS瀝青防水層灑布量為1.8kg/m2, 瀝青溫度宜為160~170℃;高黏瀝青防水層灑布量為2kg/m2, 瀝青溫度宜為180~190℃;橡膠瀝青防水層灑布量為2~2.2kg/m2, 瀝青溫度宜為170~180℃。SBS改性瀝青防水層灑布碎石粒徑為9.5~13.2mm, 灑布量為5.5~6.0kg/m2, 要求13.2mm篩孔通過率不低于98%, 9.5mm篩孔通過率不高于3%, 0.075mm篩孔通過率不得超過0.3%。如不滿足, 應先進行水洗。碎石覆蓋度應控制在60%~70%, 應滿足施工要求, 攤鋪時不粘輪。橡膠瀝青和高黏瀝青防水層灑布碎石粒徑為4.75~9.5mm, 灑布量為3.6~4.0kg/m2, 要求9.5mm篩孔通過率不低于98%, 4.75mm篩孔通過率不高于3%, 0.075mm篩孔通過率不得超過0.3%。橡膠瀝青碎石覆蓋度宜為80%左右, 高黏瀝青碎石覆蓋度應控制在60%左右, 但應滿足施工時不粘輪為宜。碎石應干燥, 最好采用預拌碎石, 瀝青量為0.4%。

  3 經濟效益分析

  3.1 直接經濟效益

  直接采用橡膠瀝青、SBS改性瀝青和高黏瀝青三種不同防水層進行試驗段鋪筑, 由于其他各施工環節都一樣, 影響橋面造價的因素主要是防水層, 在此比較防水層之間的造價差異, 對比不同防水層的經濟性。各材料的到場價格及每m2的平均價格等指標見表1。

表1:各種防水層的價格信息

  表1:各種防水層的價格信息

  橋面鋪裝專用防水層FYT-1綜合報價為16.75元/m2, 與高黏瀝青的價格相差不大。SBS改性瀝青價格最低, 同樣修筑30萬m2的橋面鋪裝層, 要比FYT-1節省直接工程費用99萬元, 具有顯著的直接經濟效益。

  3.2 間接效益

  橋面防水層的好壞, 直接影響整個橋梁的使用壽命, 也關系到橋梁的養護維修費用。試驗橋鋪裝層上層采用5cm SMA16, 費用為61.3元/m2;下層采用3cm SMA10, 費用為30.7元/m2;防水黏結層采用FYT-1, 費用為16.75元/m2;防水黏結層采用SBS, 費用為13.45元/m2。FYT-1防水黏結層的使用壽命按5年考慮, SBS防水黏結層橋面鋪裝的使用壽命按8年, 取最小公倍數40年計算維護費用。FYT-1防水黏結層總維護費用為: (61.3+30.7+16.75) ×8=870元/m2;SBS防水黏結層總維護費用為: (61.3+30.7+13.45) ×5=527.25元/m2。每m2節省資金342.75元, 如修筑3萬m2即節省間接資金1028.3萬元。同樣計算, 采用高黏瀝青和橡膠瀝青防水黏結層修筑3萬m2橋面鋪裝分別節省間接資金981.5萬元和1018萬元。

  4 結語

  本文在對同步瀝青碎石封層作為防水黏結層材料優點分析的基礎上, 根據實體工程經驗對工程中最常用的幾種改性瀝青同步碎石防水黏結層的施工工序和要求進行研究, 并對采用不同種類改性瀝青的防水同步瀝青防水黏結層的經濟效益進行了分析, 結果表明, SBS改性瀝青同步碎石防水黏結層的綜合經濟效益最優。

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