道路橋梁工程防水路基面的施工技術(shù)研究

劉詠銘

廣州機(jī)施建設(shè)集團(tuán)有限公司 廣東 廣州 510000

引言

在現(xiàn)代道路橋梁工程中，路基面滲漏是一項(xiàng)典型的質(zhì)量通病，如果路基面滲漏問(wèn)題反復(fù)出現(xiàn)，滲漏嚴(yán)重，將影響道路橋梁的使用壽命與交通安全，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響道路的正常使用。因此，在這一工程背景下，加大防水路基面施工技術(shù)的實(shí)踐研究，是提高工程綜合效益與交通安全的重要途徑，也是保障道路橋梁工程安全使用的關(guān)鍵。

1 道路橋梁防水路基面施工影響因素

1.1 設(shè)計(jì)因素

道路橋梁設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性活動(dòng)，要全面掌握工程資料與現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)條件，根據(jù)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)選擇施工工藝、技術(shù)種類(lèi)與設(shè)計(jì)道路構(gòu)造，才能夠?qū)崿F(xiàn)理想的效果。但根據(jù)實(shí)際情況來(lái)看，部分道路橋梁工程的設(shè)計(jì)水平仍需強(qiáng)化，設(shè)計(jì)方案存在諸多缺陷未得到及時(shí)的處理，沒(méi)有根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)條件與路基面防水要求采取相應(yīng)的措施，最終導(dǎo)致路基面在施工與投運(yùn)使用階段出現(xiàn)滲漏問(wèn)題。例如，在工程現(xiàn)場(chǎng)地下水位偏高、地面流經(jīng)地表徑流的情況下，并未在施工方案中采取設(shè)置輕型降水井點(diǎn)、挖設(shè)排水溝與截水溝等措施，導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間受到地下水與地表水侵蝕，由此引發(fā)路基面滲漏和路基變形、地基不均勻沉降、路面開(kāi)裂等連鎖問(wèn)題出現(xiàn)[1]。

1.2 技術(shù)因素

道路橋梁工程路基面施工流程復(fù)雜，主要由基底碾壓、填料鋪設(shè)、分層碾壓、路面攤鋪等多道工序組成，一旦篡改工序流程，在施工中出現(xiàn)錯(cuò)誤操作行為，都會(huì)給工程埋下質(zhì)量隱患，將對(duì)最終的路基面結(jié)構(gòu)性能與防水效果造成明顯影響，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)滲漏等質(zhì)量通病。例如，混凝土路基施工時(shí)，在混凝土澆筑、振搗完畢后，施工人員未按照規(guī)定要求對(duì)初凝混凝土表面進(jìn)行拉毛處理和清理表面灰塵雜質(zhì)，導(dǎo)致成型的混凝土表面粗糙度較差，實(shí)際黏合效果有限，后續(xù)受到上部行車(chē)荷載等因素影響，在黏合面等部位形成裂縫，并以結(jié)構(gòu)裂縫作為滲水通道，出現(xiàn)路基面滲漏問(wèn)題。

1.3 材料因素

在道路橋梁工程中，為強(qiáng)化路基面結(jié)構(gòu)防水性能，需要使用到SBS卷材、PVC卷材、自粘防水卷材、高聚物改性瀝青防水涂料等材料，起到封閉滲水通道、隔離路基面結(jié)構(gòu)與地表水和地下水接觸的作用。防水材料的選擇、材料性能質(zhì)量直接影響路基面的防水效果與實(shí)際使用壽命。根據(jù)投運(yùn)使用情況來(lái)看，部分道路橋梁工程存在使用劣質(zhì)材料的問(wèn)題，如破損SBS防水卷材，由于材料質(zhì)量監(jiān)管力度薄弱，所使用的防水材料中夾雜少量劣質(zhì)材料和破損材料，最終在劣質(zhì)材料使用部位形成路基面防水薄弱環(huán)節(jié)。

2 道路橋梁工程中防水路基面施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 拋丸處理

從路基面防水施工角度來(lái)看，施工重點(diǎn)在于如何增加路基面粗糙度、有效清除表面浮漿、暴露裂紋等路基面質(zhì)量缺陷，只有順利實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，才能夠顯著強(qiáng)化路基面總體防水效果。例如，在路基面經(jīng)過(guò)處理來(lái)增加粗糙度后，可以明顯改善路基面、防水層以及路面鋪裝層間的黏結(jié)效果。而在有效清除路基表面浮漿后，有利于提高路基面和防水層二者黏結(jié)強(qiáng)度。因此，需要在路基面處理環(huán)節(jié)應(yīng)用到拋丸處理技術(shù)，在工程現(xiàn)場(chǎng)配備履帶式拋丸機(jī)等設(shè)備，控制機(jī)器按照特定距離、角度向路基面上拋射鋼丸，憑借鋼丸沖擊力來(lái)處理路基面表面，再通過(guò)吸塵設(shè)備將鋼丸與沖擊表面時(shí)所產(chǎn)生灰塵一同回收至儲(chǔ)料箱內(nèi)，持續(xù)一段時(shí)間后完成拋丸處理作業(yè)。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，拋丸處理技術(shù)有著徹底去除表面起砂層與浮漿、打開(kāi)路基面毛細(xì)孔、充分暴露路基面缺陷、有效控制路基面粗糙度的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，為取得理想路基面處理效果，可以提前在工程現(xiàn)場(chǎng)選擇一處代表性路段作為試驗(yàn)段，按照技術(shù)方案開(kāi)展試驗(yàn)段施工，根據(jù)路基面處理效果來(lái)準(zhǔn)確計(jì)算鋼丸流量、鋼丸粒徑、拋射速度與角度等工藝參數(shù)的最佳值[2]。

2.2 自由度刨床處理

自由度刨床處理技術(shù)是在現(xiàn)場(chǎng)配備三自由度銑刨機(jī)等設(shè)備，此類(lèi)設(shè)備由刀鼓、刀具與刀桿等部分組成，施工人員控制刀鼓沿水平方向以及軸向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使刀片反復(fù)對(duì)路基面進(jìn)行沖擊，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間打擊后完成路基面處理，一般情況下的自由度刨床處理效果與拋丸效果較為理想。相比于其他路基面處理技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)有著徹底去除表面起砂與浮漿、保證表面均勻粗糙、控制防水層完全滲入路基面結(jié)構(gòu)、作業(yè)效率高的優(yōu)勢(shì)。此外，在路基面自由度刨床處理環(huán)節(jié)，要求施工人員將自由度銑刨機(jī)在路段起點(diǎn)一側(cè)就位，調(diào)節(jié)各項(xiàng)操作參數(shù)，確定無(wú)誤后啟動(dòng)銑刨機(jī)，在刀鼓與刀片轉(zhuǎn)動(dòng)后控制銑刨機(jī)按勻速向前行駛，分多段開(kāi)展路基面刨床作業(yè)，盡可量一次銑刨成型，避免遺留邊角。同時(shí)，施工人員對(duì)刨床處理后的路基面狀態(tài)進(jìn)行檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)刨面不平整、深槽等問(wèn)題時(shí)，及時(shí)采取相應(yīng)處理措施，如更換破損刀頭。

2.3 打磨處理

在路基面打磨環(huán)節(jié)，施工人員可選擇采取磨削、甩錘與鋼絲刷等處理方式，經(jīng)過(guò)處理后來(lái)提高路基面粗糙程度，并去除表面殘留的灰塵浮漿。例如，路基面磨削處理是在現(xiàn)場(chǎng)配備圓盤(pán)式地坪磨削機(jī)等設(shè)備，在圓盤(pán)中設(shè)置鋼絲刷，在磨削機(jī)啟動(dòng)后高速旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)，帶動(dòng)鋼絲刷來(lái)持續(xù)刷洗路基面，此項(xiàng)方法可以有效去除路基面灰塵污漬與浮漿，但基本不會(huì)改變路基面粗糙度，適用于路基面粗糙度達(dá)標(biāo)的道路橋梁工程。而路基面甩錘處理則是在設(shè)備上安裝一定數(shù)量甩錘，設(shè)備啟動(dòng)后在軸帶動(dòng)作用下控制甩錘反復(fù)錘擊路基面，起到清理殘留浮漿與增加粗糙度作用，但由于此項(xiàng)工藝鑿毛密度較差，路基面打磨處理效果并不理想，多用于粗糙度要求較為寬泛的道路橋梁工程，也可選擇增加打磨次數(shù)、延長(zhǎng)打磨時(shí)間來(lái)把控路基面粗糙度[3]。

2.4 黏結(jié)防水層

待路基面處理完畢后，施工人員要嚴(yán)格檢查路基面的平整度、粗糙度與潔凈度是否達(dá)標(biāo)，確定無(wú)誤后，即可在路基面上施作防水層，保持上部防水層與路基面的黏結(jié)狀態(tài)，以此來(lái)隔離外部水分與路基面直接接觸。一般情況下，普遍選擇施作SBS改性瀝青黏結(jié)防水層，此類(lèi)防水層有著顯著提升層間抗剪強(qiáng)度、預(yù)防改性瀝青裂縫形成、消除層間軟弱夾層的特點(diǎn)，防水效果較為顯著。

在路基面黏結(jié)防水層施工環(huán)節(jié)，施工人員在必要情況下對(duì)路基面進(jìn)行二次處理，如清理殘留浮漿與起砂層、對(duì)缺陷部位進(jìn)行修補(bǔ)與補(bǔ)強(qiáng)處理等。確定路基面保持干燥、潔凈狀態(tài)后，在表面均勻撒布改性瀝青材料，根據(jù)道路構(gòu)造形式與防水要求來(lái)控制灑布量，一般情況把防水層厚度控制在1.4～2.0mm區(qū)間內(nèi)，SBS改性瀝青材料用量控制在1.8～2.0kg/m3以?xún)?nèi)即可，并在撒布前對(duì)改性瀝青材料的溫度、粒徑進(jìn)行檢查，對(duì)溫度偏低的瀝青材料進(jìn)行預(yù)熱處理，通過(guò)撒布設(shè)備噴嘴朝指定角度撒布瀝青材料[4]。最后，在防水層撒布完畢后立即操縱碾壓機(jī)重復(fù)多遍開(kāi)展壓實(shí)作業(yè)，可選擇在碾壓前于防水層中撒布適量碎石，碎石覆蓋率保持在50%～60%左右，起到保護(hù)路面結(jié)構(gòu)的作用。

此外，在SBS改性瀝青防水層施工期間，受到工藝操作等因素影響，普遍會(huì)在瀝青材料內(nèi)部形成少量空隙，削弱了路基面防水性能。針對(duì)于此，施工單位可選擇在防水層中額外噴灑防水劑。一般情況下，選用有機(jī)硅樹(shù)脂材料作為防水劑，待防水層施作完畢后，清理表面灰塵污漬與積水，確定防水層恢復(fù)干燥、潔凈狀態(tài)后，施工人員在表面分多次噴灑防水劑，沿行車(chē)道完成首次噴灑作業(yè)，再沿逆行車(chē)道方向完成二次噴灑作業(yè)，最后沿行車(chē)道方向進(jìn)行第三次噴灑，將前后次噴灑間隔時(shí)間控制在1～5h左右，使防水劑進(jìn)入防水層中，起到填補(bǔ)材料空隙、增強(qiáng)防水效果的作用。

2.5 裂縫防水養(yǎng)護(hù)

在道路橋梁工程施工期間，受到地基沉降、上部荷載等多方面因素影響，偶爾在道路結(jié)構(gòu)中形成裂縫，裂縫作為滲水通道，使得現(xiàn)場(chǎng)地表水與地下水通過(guò)裂縫持續(xù)侵蝕道路結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致道路使用壽命縮短。同時(shí)，裂縫還具備擴(kuò)展性特征，如果沒(méi)有在裂縫形成后及時(shí)采取相應(yīng)修補(bǔ)措施，隨著時(shí)間推移，裂縫持續(xù)向道路內(nèi)部結(jié)構(gòu)與兩端延伸，裂縫寬深度持續(xù)擴(kuò)大，對(duì)道路結(jié)構(gòu)性能與使用狀況造成更加明顯的影響。

因此，在防水路基面施工期間，需要重復(fù)多次檢查道路結(jié)構(gòu)中是否形成裂縫，根據(jù)裂縫類(lèi)型采取相應(yīng)的防水養(yǎng)護(hù)方法。例如，對(duì)于因基層反射或因承受過(guò)重上部荷載而形成的裂縫，可采取開(kāi)槽灌縫與銑刨加鋪處理方法。其中，開(kāi)槽灌縫法應(yīng)用作為常見(jiàn)，適用于處理寬度不超過(guò)2mm、基層強(qiáng)度下滑幅度不明顯的裂縫，施工人員操縱開(kāi)槽機(jī)沿裂縫切開(kāi)槽體，開(kāi)槽寬度控制在1.2cm左右、深度控制在2cm左右，使用吹風(fēng)機(jī)吹處槽內(nèi)灰塵雜質(zhì)，將預(yù)熱完畢的密封膠均勻嵌填在裂縫內(nèi)部，靜置一段時(shí)間后形成密封膠封層。而對(duì)于因路面修補(bǔ)而形成的施工接縫，則采取表面封閉法進(jìn)行處理，清理裂縫表面與內(nèi)部灰塵污漬，在表面均勻鋪貼封條或是壓縫帶即可。

3 道路橋梁工程中防水路基面施工技術(shù)的注意事項(xiàng)

3.1 設(shè)計(jì)優(yōu)化

為減小設(shè)計(jì)因素對(duì)路基面防水效果造成的影響，需要對(duì)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化處理，從中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷并加以改正。一般情況下，需要應(yīng)用到BIM技術(shù)，在軟件中導(dǎo)入設(shè)計(jì)方案開(kāi)構(gòu)建路基面模型，設(shè)置地下水位等假定條件，開(kāi)展施工模擬試驗(yàn)與功能性試驗(yàn)，觀察試驗(yàn)期間的路基面防水效果是否達(dá)標(biāo)，必要時(shí)采取調(diào)整防水層厚度、切換路基面處理方式等措施。同時(shí)，也可選擇采取樣板先行措施，在現(xiàn)場(chǎng)選擇一處路段進(jìn)行試驗(yàn)段施工，施工完畢后對(duì)路基面滲透系數(shù)等性能進(jìn)行測(cè)量、對(duì)比，從而鎖定路基面防水薄弱環(huán)節(jié)。

3.2 優(yōu)選防水材料

為減小材料因素對(duì)路基面防水效果造成的影響，需要根據(jù)工程情況來(lái)選擇恰當(dāng)品種防水材料，施工單位根據(jù)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)明確防水材料的性能指標(biāo)要求，從多種備選材料中挑選性能質(zhì)量完全達(dá)標(biāo)、相對(duì)較好的防水材料。隨后，在入場(chǎng)環(huán)節(jié)，按照采購(gòu)清單對(duì)各批次防水材料的規(guī)格材質(zhì)、數(shù)量與外觀質(zhì)量進(jìn)行詳盡檢查，如退回尺寸有誤、薄厚不均、存在孔洞與邊緣不規(guī)整的防水卷材，并從中隨機(jī)抽取少量材料送至實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，如檢測(cè)防裂性能、滲透系數(shù)等，確定樣品性能達(dá)標(biāo)后，再辦理入場(chǎng)驗(yàn)收手續(xù)，將防水材料投入使用。

3.3 路基面排水

在路基面施工與道路使用期間，如果長(zhǎng)時(shí)間受到地表水與地下水侵蝕，會(huì)持續(xù)削弱路基面防水性能，一段時(shí)間后出現(xiàn)道路結(jié)構(gòu)滲水等質(zhì)量通病，存在質(zhì)量安全隱患。因此，在路基面防水施工過(guò)程中，施工單位需要同步開(kāi)展路基面排水作業(yè)，通過(guò)控制地下水位與攔截地表徑流，為道路結(jié)構(gòu)營(yíng)造一個(gè)干燥、穩(wěn)定的施工環(huán)境與使用環(huán)節(jié)。其中，在路基排水環(huán)節(jié)，應(yīng)在路基周邊區(qū)域中設(shè)置若干排水設(shè)施，如在邊溝底部處設(shè)置橫縱向滲溝，在周邊挖設(shè)明溝與暗溝來(lái)攔截地下水，在挖方路段中挖設(shè)蓋板矩形邊溝，并將路基排水系統(tǒng)與橋涵等配套設(shè)施相互連通。而在路面排水環(huán)節(jié)，采取漫流形式，保持一定的路面橫坡坡度，控制路面雨水在重力作用下排至兩側(cè)排水設(shè)施內(nèi)，并在路肩部位施加作碎石路肩作為排水層，在路面兩側(cè)施作橫向滲溝來(lái)匯集雨水[5]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為建設(shè)高品質(zhì)道路橋梁工程，最大限度預(yù)防道路滲漏質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)。施工單位理應(yīng)提高對(duì)防水路基面施工技術(shù)的重視程度，全面掌握技術(shù)操作要點(diǎn)，嚴(yán)格把控路基面拋丸處理、自由度刨床處理、打磨處理、黏結(jié)防水層、裂縫防水養(yǎng)護(hù)等施工環(huán)節(jié)的作業(yè)質(zhì)量，并加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)優(yōu)化、防水材料選型、路基面排水等方面的重點(diǎn)關(guān)注，為工程建設(shè)質(zhì)量與交通安全提供有力技術(shù)保障。