隧道超薄沥青混凝土路面防水阻裂技术.pdf

道路与桥梁 防水 隧 道 起 薄 沥 青 涅 凝 土路 面 防水 阻裂 技术 徐韧立， 王方亮 ( 重庆渝建国有资产经营有限公司， 重庆 4 0 0 0 4 2 ) 摘要 ： 分析 了我 国隧道沥青混凝土路面的水损坏现象， 采用试验的手段对聚酯玻纤布在隧道路面中的防水阻裂效果进 行 了研究， 提出了采用聚酯玻纤布作为层间粘结层的解决方法， 并进行 了实践应用。 关键词 ： 隧道路 面 ； 聚酯玻纤布 ； 防水阻裂 文章编号 ： 1 0 0 7 4 9 7 X ( 2 0 1 3 ) 一 0 9 0 0 2 9 0 3 中图分类号 ： U 4 4 ； T U 7 6 1 r1 文献标识码 ： B W a t e r pr o o fing a n d An t i c r a c k i ng Te c hno l o g y f o r Ul t r a -t h i n As p h a l t Co n c r e t e Tu n n e l P a v e me n t Xv Re n l i ， W a n g F a ng l i a n g ( C h o n g q i n g Y u j i a n S t a t e o w n e d A s s e t Ma n a g e me n t C o ， L t d ， C h o n g q i n g 4 0 0 0 4 2 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e p a p e r a n a l y s e s t h e w a t e r d a ma g e s o f a s p h a l t c o n c r e t e t u n n e l p a v e me n t s i n C h i n a T h e a p p l i c a t i o n o f fib e r g l a s s p o l y e s t e r p a v i n g ma t i n t u n n e l p a v e me n t s i s s t u d i e d b y t e s t s Th e p a p e r p o i n t s o u t t h a t t h e p r o b l e m c a n b e s o l v e d b y u s i n g fi b e r g l a s s - p o l y e s t e r p a v i n g ma t a s t h e b o n d i n g l a y e r wi t h p r a c t i c a l a p p l i c a t i o n s Ke y wo r d s ： t u n n e l p a v e me n t ； f i b e r g l a s s p o l y e s t e r p a v i n g ma t ； w a t e p r o o f i n g a n d a n t i - c r a c k i n g t e c h n o l o g y 我国基础设施建设速度 E t 益加快 ， 公路作为一种 重要的基础设施 ， 其建设速度与质量关系到我国国民 经济的发展。但是， 目 前国内关于隧道工程的研究主 要集 中在隧道洞体 的结构设计 和施工技术以及隧道 通风、 照明等方面1j ， 关于隧道路面的研究则较少涉 及 ， 而隧道内的气候环境和水文地质条件却 明显地不 同于隧道外 ， 导致隧道路面容易出现破坏2 1 。 本研究采用一种新型玻纤复合 防裂材料聚 酯玻纤布作为隧道路面复合结构层的防水粘结材料， 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 3 0 8 作者简介： 徐韧立， 男， 1 9 6 9年生， 工程师。 主要从事土建施工、 管理以及相关研究工作。 联系地址： 4 0 0 0 4 2重庆渝中区大坪彭 家花 园 1 6号 。 以期解决隧道路面常见 的水损害及反射裂缝等问题。 1 国内隧道路面防水研究概况 1 1 国内隧道路面防水的现状 目前 ， 隧道 防水大多针对隧道洞体进行 ， 往往 忽 视 了对路面的防水。 隧道开挖改变了山体的水渗流条 件， 使山体内部水向开挖的临界面渗流， 地下水向防 水最为薄弱 的路面部分渗流 ， 地下水沿水泥混凝土面 板接缝处上升 ， 当水分进入到沥青混凝土层后 ， 在行 车荷载的反复作用下就会使沥青从集料表面剥落并 最终形成坑槽 ， 导致水损坏。 我国公路隧道内的复合式路面主要为水泥混凝 土+ 沥青混凝土复合式路面 ， 其中水泥混凝土为下层 ， 沥青混凝土为上层。 下层的水泥混凝土可采用普通混 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 道路与桥梁防水 凝土 、 贫混凝土、 碾压混凝土、 钢纤维混凝土及连续配 筋混凝土等； 上层沥青路面一般采用超薄沥青混凝土 层 。 在隧道 内采用超薄沥青混凝土铺装可以减小沥青 层的厚度， 从而在隧道净空高度一定的情况下减小围 岩的开挖量， 大大降低了工程费用。 1 2 隧道路面渗漏水原 因分析 隧道路面一般采用特殊的复合式路面结构形式 ， 容易产生裂缝f 3 1 。隧道路面的裂缝主要存在于复合式 路面的沥青面层上 ， 究其原 因主要有 ： 由于不 同季 节的温度变化造成水泥板的收缩与膨胀， 使水泥混凝 土板接缝处产生水平位移 ， 从而产生张开型反射裂 缝； 在车辆荷载的连续作用下， 水泥混凝土板接缝 两边产生竖向位移 ， 从而引起沥青面层的剪切型反射 裂缝 。 通过上述分析可知， 隧道中路面产生破坏是水泥 面板和沥青混凝土面层间缺少一层能起到防水 阻裂 作用的粘结层。因此， 在水泥面板和沥青混凝土面层 之间铺设一层防水粘结层 ， 可以有效阻止面板 的渗水 和反射裂缝， 改善复合结构层间受力条件 ， 从而对防 治隧道路面复合结构层的破坏产生重要作用。 2 隧道路面防水阻裂技术研究 2 1 试验方案 为了研究聚酯玻纤布的防水阻裂性能 ， 试验选取 了聚酯玻纤布、 S B S 改性沥青防水卷材和自粘式玻纤 格栅进行 了对 比试验 ， 测定几种材料与上下层间的抗 剪强度随浸水时间的变化 ， 以评价材料的水稳定性。 试验试件采取成型水泥混凝土+ 防裂材料+ 沥青 混凝土的形式 。 为模拟防裂材料在隧道路面中的实际 使用状态， 使试件层间接触面处于含水状态， 将试件 分别进行浸水 5 d 、 1 5 d 、 2 5 d处理后 ， 进行剪切试验。 试验设备为U T M试验机。 2 2 试验所选聚酯玻纤布简介 聚酯玻纤布是由玻璃纤维与聚酯纤维复合而成 的材料， 具有玻璃纤维的强度及聚酯纤维的韧性 ， 如 抗拉强度好、 延伸率低、 高温稳定性好、 与沥青和沥青 混凝土相容性好等。 另外 ， 聚酯玻纤布施工方便 ， 易于 回收。正因为如此， 由聚酯玻纤布和沥青混凝土组成 的复合夹层具有良好的防水性能和分散应力集中的 作用 。 在 国外 ，聚酯玻纤布 已广泛用于沥青混凝土罩 面 、 水泥混凝土路面改造 、 半刚性基层收缩裂缝处置 、 桥面防水层的处理 中， 并且取得了良好 的效果 5 1 。 2 3 试验结果及分析 3种试样的剪切强度试验结果 ， 见表 1 。 表 1 3种试样的剪切强度试验结果 试件类型 项目 S B S改性沥 自粘式玻 聚酯玻纤布 青防水卷 材 纤格栅 干燥 0 9 1 0 7 3 0 5 3 剪切强度 浸水 5 d O 8 5 0 6 2 0 4 6 ， MP a 浸水 1 5 d 0 7 9 0 4 9 O 3 9 浸水 2 5 d O 7 2 O - 4 l O -3 5 由表 1 可知 ， 采用聚酯玻纤布作为层间粘结材料 的试样， 其层间抗剪强度优于采用防水卷材和玻纤格 栅的试样。另外， 聚酯玻纤布的粘结性能受层间水的 影响比其他两种材料小 ， 在隧道路面特殊的环境 中具 有较大的应用优势 。 3 实 际工程应 用 3 1 工程概况 本试验路段位于重庆绕城高速公路狮子岩隧道 右幅， 总长度为 1 6 3 0 m。隧道所处地区地下水丰富 ， 主要为松散岩类孔隙水 、 基岩( 红层 ) 裂 隙水 、 裂 隙层 间水和碳酸盐岩岩溶水， 这些水的存在是导致隧道路 面早期破坏的潜在因素。 3 2 路面防水设计方案 结合工程实际情况， 拟定了在隧道路面中设置聚 酯玻纤布的防水方案， 见表 2 。 3 _ 3 基本施工工艺 1 ) 隧道水泥混凝土面板处理 将水泥混凝土面板的尘土及杂物清扫干净， 将尖 锐的部分铲除。对水泥混凝土面板进行喷砂打毛处 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 道路与桥梁防水 表 2 隧道路面防水设计方案 结构层次 所用材料 铺设厚度 e ra 上面层 S MA - 1 3 5 一 下面层 A C 一 2 O C 7 防水阻裂层 聚酯玻纤布+ 粘 结层 C 3 5水泥混凝土 3 0 基层 C 2 0水泥混凝土 1 5 C 2 0水泥混凝土调平层 1 0 理， 清除表面浮浆。面板切缝采用沥青混合料填充。 在经监理工程师验收合格的水泥板上， 按铺设方 案确定聚酯玻纤布铺设位置。 按拟铺设 的聚酯玻纤布 宽度在水泥混凝土面板上定好基准线 ， 并用石灰或粉 笔划线作为铺设聚酯玻纤布的基线。 2 ) 粘层油喷洒 采用智能沥青洒布车洒布 S B S 改性热沥青粘结 层。 洒布粘结层时， 施工温度应在 5以上， 粘结料温 度应保持在 1 6 0 1 8 0， 并且喷洒均匀、 计量准确， 切 忌洒布量不足或过多； 粘结层的喷洒宽度应该比聚酯 玻纤布宽出5 1 0 c m左右； 水泥面板潮湿时不得喷洒 粘结层， 必须等干燥后方可安排施工。 3 ) 聚酯玻纤布铺设 待粘结料完全渗透底面且仍呈液体状时， 立即进 行聚酯玻纤布铺设施工。用自制辅助摊铺车铺设， 不 得使沥青喷洒车与铺装车距离过远； 若铺装时发生褶 皱现象 ， 应当及时用工具刀切开褶皱部位， 然后沿铺 设方向再搭接连贯成整体，用粘结料胶结并压实； 在 弯道处铺设时， 将聚酯玻纤布在弯曲处剪开， 重新铺 设并喷粘结料胶结 ，尽量避免聚酯玻纤布打折起皱 ； 横向搭接方 向应 当为摊铺沥青混凝土的方向， 将后一 端压在前一端之下 ， 并用热粘结料粘结好。聚酯玻纤 布搭接宽度宜为 5 1 0 c m。对于水泥混凝 土面板接 缝， 应保证接缝两侧的布宽1 0 m 。 4 ) 摊铺碾压沥青混合料 按设计要求铺筑并碾压沥青混合料，宜隔天进 行。施工车辆可以在聚酯玻纤布上行驶， 但不得在上 面转向调头及左右移动或突然刹车。为防止出现粘 轮， 可在摊铺机及料车行驶轨迹上洒布沥青混合料。 3 。 4 试验路性能检测 采用拉拔试验测试材料粘结性能。 通过测试沥青 混凝土与水泥混凝土面板拉离时的力， 然后换算成单 位面积上的受力， 即可评价层间粘结性能。在铺设聚 酯玻纤布的路面和 S B S 改性沥青防水卷材的路面分 别进行拉拔试验， 测试结果见表 3 。 可以看出， 采用聚 酯玻纤布作为防水粘结层粘结强度高于 S B S改性沥 青防水卷材 。 表 3 路面层间粘结强度检测结果 项目 聚酯玻纤布 S B S改性沥青防水 卷材 测试点 1 O 7 3 0 4 9 粘结强度， 测试点 2 O 6 9 0 4 6 MP a 测试点 3 0 7 0 0 4 5 测试点 4 O 7 1 0 4 8 4 结语 防止隧道山体中的水分从路面底部进入沥青混 凝土层是保证路面结构稳定性的关键， 也是防治隧道 路面水损害的关键 ，采用聚酯玻纤布作为路面粘结 层 ， 可以较好地解决隧道路面的水损害问题。 参考文献 ： 1 1 沙庆林 高等级公路半刚性基层沥青路面【 M】 北京： 人民交 通 出版 社 1 9 9 8 【 2 】 郑健龙 ， 周志刚， 张起森 沥青路 面抗裂设计理论与方法 M】 北京 ： 人 民交通 出版社 ， 2 0 0 2 3 】 胡长顺 ， 王秉纲 复合 式路 面设计原 理与施 工技 术【 M】 北 京： 人 民交通 出版社 。 1 9 9 8 4 】倪 富建 聚 酯玻 纤布 加筋 沥青混合 料应 对超 限病 害 J 中国公路 ， 2 0 0 4 ( 7 ) ： 6 4 6 6 【 5 】 倪富建， 尹应梅 聚酯玻纤布复合沥青混合料疲劳性能 J 1 交通运输工程 学报 。 2 0 0 5 ( 3 ) ： 3 1 - 3 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m