哈大線橋梁路基混凝土凍融防護(hù)試驗(yàn)工程施工方案

哈大客專橋梁路基混凝土防護(hù)工程現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)施工方案中國(guó)鐵道科學(xué)研究院金屬及化學(xué)研究所2013年6月匯報(bào)提綱1、試驗(yàn)工程概況 2、病害類型及程度 3、混凝土防護(hù)及防水涂料的研發(fā)及應(yīng)用情況 4、主要材料的技術(shù)要求 5、修補(bǔ)及防護(hù)方案 6、密封膠施工技術(shù)要求 7、密封膠施工質(zhì)量檢查 8、涂層施工技術(shù)要求 9、涂層施工質(zhì)量檢查 10、工程數(shù)量 11、機(jī)械設(shè)備 12、施工組織 13、施工進(jìn)度 14、施工管理、安全、衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)措施 1、試驗(yàn)工程概況

哈大客專作為世界上第一條嚴(yán)寒地區(qū)高速鐵路，自去年12月1日開通以來，經(jīng)歷了50年一遇的極寒天氣和較大風(fēng)雪的考驗(yàn)，經(jīng)歷了繁忙春運(yùn)工作的檢驗(yàn)，運(yùn)營(yíng)安全平穩(wěn)，工程質(zhì)量得到了檢驗(yàn)，社會(huì)反映良好。但是，在運(yùn)營(yíng)過程中也發(fā)現(xiàn)了部分橋梁和路基保護(hù)層混凝土出現(xiàn)凍融問題，存在一定的安全隱患。為此，公司領(lǐng)導(dǎo)高度重視，多次組織路局、設(shè)計(jì)及科研單位召開專題會(huì)議，分析問題原因、研究解決方案、部署工作安排。通過工作調(diào)研，公司初步選定相應(yīng)防護(hù)材料進(jìn)行工程試點(diǎn)試驗(yàn)，通過哈大客專工程實(shí)體驗(yàn)證后再全線推廣。2、病害類型及程度橋面保護(hù)層設(shè)計(jì)為6cm現(xiàn)澆C30纖維混凝土，路基段保護(hù)層設(shè)計(jì)為10cm現(xiàn)澆C30纖維混凝土，由于抗凍融性能不足，在極寒天氣和較大風(fēng)雪的共同作用下，均出現(xiàn)了不同程度的凍融病害，病害的表現(xiàn)形式主要有：粉化、開裂、剝離和強(qiáng)度下降等。病害修補(bǔ)前必須先對(duì)試驗(yàn)區(qū)段的保護(hù)層混凝土凍融情況進(jìn)行調(diào)研，并針對(duì)不同的病害類型采取相應(yīng)的修補(bǔ)及防護(hù)方案。針對(duì)混凝土粉化、開裂、剝離病害的嚴(yán)重程度，修補(bǔ)時(shí)將采用相應(yīng)的處理措施。針對(duì)保護(hù)層混凝土強(qiáng)度下降，可將病害程度分為三級(jí)，Ⅰ級(jí)為保護(hù)層混凝土強(qiáng)度大于C30，Ⅱ級(jí)為保護(hù)層混凝土強(qiáng)度大于C20，Ⅲ級(jí)為保護(hù)層混凝土強(qiáng)度大于C10。針對(duì)不同的病害等級(jí)，修補(bǔ)時(shí)將采用不同的基面處理方案。2、病害類型及程度2、病害類型及程度2、病害類型及程度2、病害類型及程度3、混凝土防護(hù)及防水涂料的研發(fā)及應(yīng)用情況2005年初，青藏公司與鐵科院金化所等簽訂了“青藏鐵路32m后張梁沿管道裂縫修補(bǔ)材料試驗(yàn)研究”課題研究協(xié)議，隨后該課題列入鐵道部計(jì)劃項(xiàng)目。2006年3月10日，通過鐵道部科技司組織的課題評(píng)審。會(huì)后，鐵科院牽頭編制了《青藏鐵路后張梁耐久性防護(hù)工程技術(shù)規(guī)程（暫行）》和《青藏鐵路后張梁耐久性防護(hù)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行規(guī)程》，并分別通過部科技司和建設(shè)司組織的專家評(píng)審。隨后青藏公司組織了青藏線混凝土梁防護(hù)施工。2009年8月鐵科院對(duì)對(duì)試驗(yàn)梁及正式施工的梁體運(yùn)營(yíng)3至4年后的實(shí)際情況進(jìn)行了考察，梁體涂層外觀完整并且仍有一定的光澤，涂層沒有出現(xiàn)粉化、龜裂、剝落等現(xiàn)象，梁體修補(bǔ)過的地方?jīng)]有再出現(xiàn)新的裂紋。3.1青藏線混凝土梁防護(hù)涂料研究及應(yīng)用情況

3、混凝土防護(hù)及防水涂料的研發(fā)及應(yīng)用情況3、混凝土防護(hù)及防水涂料的研發(fā)及應(yīng)用情況青藏線混凝土橋梁的耐久性防護(hù)施工后的實(shí)際使用效果證明了柔性氟碳漆用于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性防護(hù)的可行性。由于柔性氟碳漆成本較高，且內(nèi)陸地區(qū)不存在類似于青藏線的強(qiáng)紫外環(huán)境，所以2009年哈大線軌道板出現(xiàn)裂縫后，我們?cè)凇肚嗖罔F路32m后張梁耐久性防護(hù)涂裝技術(shù)》研究的基礎(chǔ)上，研發(fā)一種具有類似功能的柔性聚氨酯涂料。并依據(jù)哈大線的工程特點(diǎn)及哈大公司的具體要求，參與制定了《哈大客運(yùn)專線CRTSⅠ型板式無砟軌道混凝土軌道板用封閉涂層暫行技術(shù)條件》，并負(fù)責(zé)涂料的質(zhì)量檢測(cè)。2010年底軌道板的封邊涂裝已全部完成，到目前涂層質(zhì)量良好。3.2哈大線軌道板封邊涂料研究及應(yīng)用情況

3、混凝土防護(hù)及防水涂料的研發(fā)及應(yīng)用情況3.2哈大線軌道板封邊涂料研究及應(yīng)用情況

3、混凝土防護(hù)及防水涂料的研發(fā)及應(yīng)用情況2011年針對(duì)滬杭線聚脲防水層出現(xiàn)的病害情況，上海局杭州工務(wù)段、鐵科院金化所和北京博瑞眾誠(chéng)公司合作承擔(dān)了上海局課題“高速鐵路橋面聚氨酯防水體系及聚脲防水層病害整治技術(shù)研究”。2012年9月4日通過上海鐵路局總工程師室組織的技術(shù)驗(yàn)收，驗(yàn)收意見認(rèn)為，聚氨酯（PPU）防水體系中的防水層包括找平層、底涂層和面涂層。具有涂層薄，層間附著力（特別是潮濕基面上）強(qiáng)等特點(diǎn)，其面涂層所采用的脂肪族柔性聚氨酯面漆，綜合物理力學(xué)性能較好，耐紫外老化性能達(dá)3000h以上。同時(shí)具有施工工藝簡(jiǎn)單、施工質(zhì)量可靠、對(duì)基面的適應(yīng)性好、綜合成本低等特點(diǎn)，可用于新建高鐵橋面防水和運(yùn)營(yíng)高鐵防水層病害整治。目前實(shí)際應(yīng)用情況，滬杭線病害修補(bǔ)1孔，杭甬線新建防水2孔，杭長(zhǎng)線新建防水2孔，應(yīng)用情況良好。3.3高鐵橋面防水及病害修補(bǔ)涂料研究及應(yīng)用情況

確定修補(bǔ)范圍，對(duì)出現(xiàn)剝離、龜裂、嚴(yán)重黃變及附著力不足的聚脲防水層橋面，進(jìn)行修補(bǔ)；基面清理，使用手工或機(jī)械設(shè)備清除橋面的聚脲防水層；基面修補(bǔ)，對(duì)于清理后暴露的混凝土基面裂縫、孔洞、蜂窩、麻面、酥松等應(yīng)按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行清除，并使用溶劑型環(huán)氧膩?zhàn)踊蛩原h(huán)氧砂漿找平層修補(bǔ)；潮濕基面的處理，對(duì)于潮濕基面，先噴涂1mm厚水性環(huán)氧找平層，48h后可涂底涂；噴底涂，對(duì)于含水率低于7%的混凝土基面，可直接噴涂或輥涂底涂；噴面涂，對(duì)于清理后附著力良好的的環(huán)氧底涂，經(jīng)打毛后可直接噴涂或輥涂面涂；面涂構(gòu)成，面涂由底面涂和表面涂構(gòu)成，底面涂的干膜厚度≥400μm，表面涂的厚度≥200μm。3.4滬杭高鐵現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)試驗(yàn)情況-修補(bǔ)方案3、混凝土防護(hù)及防水涂料的研發(fā)及應(yīng)用情況3、混凝土防護(hù)及防水涂料的研發(fā)及應(yīng)用情況3.4滬杭高鐵現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)試驗(yàn)情況-基面清理情況3、混凝土防護(hù)及防水涂料的研發(fā)及應(yīng)用情況3.4滬杭高鐵現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)試驗(yàn)情況-基面清理情況3、混凝土防護(hù)及防水涂料的研發(fā)及應(yīng)用情況3.4滬杭高鐵現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)試驗(yàn)情況-修補(bǔ)施工情況3、混凝土防護(hù)及防水涂料的研發(fā)及應(yīng)用情況試驗(yàn)完成后，2012年4月9～10日上橋進(jìn)行檢查及附著力測(cè)試。測(cè)試工作委托國(guó)家建筑材料測(cè)試中心進(jìn)行。檢測(cè)結(jié)果表明，涂層外觀整體表面平整，無剝離、開裂、黃變等病害。18個(gè)測(cè)點(diǎn)中有14個(gè)測(cè)點(diǎn)的附著力≥2.5MPa、4個(gè)測(cè)點(diǎn)不足2.5MPa，2個(gè)為原有聚脲層底漆處斷裂，另2個(gè)為基材斷裂。3.4滬杭高鐵現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)試驗(yàn)情況-試驗(yàn)結(jié)果3、混凝土防護(hù)及防水涂料的研發(fā)及應(yīng)用情況4、主要材料的技術(shù)要求封閉漆技術(shù)要求序號(hào)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)1不揮發(fā)物含量≥20%，≤30%2細(xì)度μm≤203干燥時(shí)間表干h≤2實(shí)干h≤244附著力MPa≥3.0或混凝土基面破壞4、主要材料的技術(shù)要求薄涂型改性聚氨酯防水漆技術(shù)要求序號(hào)項(xiàng)目PPU-M1PPU-M21流出時(shí)間(6號(hào)杯)，s30～6030～602不揮發(fā)物含量≥65%≥60%3細(xì)度，μm≤50≤304適用期，min≥15≥155干燥時(shí)間，h表干≤2≤2實(shí)干≤24≤246外觀均勻一致均勻一致7拉伸強(qiáng)度，MPa≥10≥78斷裂延伸率≥150%≥70%9低溫柔性(-35℃)，mm≤2≤24、主要材料的技術(shù)要求薄涂型改性聚氨酯防護(hù)層綜合技術(shù)要求1外觀涂層均勻、無色差、無流掛、無斑點(diǎn)、不起泡、不龜裂、不剝落2附著力,MPa≥2.5或基材破壞3耐溫變性（5個(gè)循環(huán)）防水層無破壞4耐堿性（飽和Ca(OH）2，10d）不起泡、不龜裂、不剝落5耐鹽霧試驗(yàn)（1000h）不起泡、不龜裂、不剝落6耐紫外老化性（1000h）無明顯變色，無粉化7耐紫外老化性（3000h）無明顯變色，無龜裂，無剝落8不透水性（防水層厚度600μm~700μm，0.3MPa，24h）不透水4、主要材料的技術(shù)要求密封膠的技術(shù)要求序號(hào)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)50LM25LM1流動(dòng)性下垂度（N型）/mm垂直≤3水平≤無變形流平性（S型）光滑平整2表干時(shí)間/h≤83擠出性1/(ml/min)≥804適用期2/h≥0.55彈性恢復(fù)率/%≥定伸150%時(shí)定伸100%時(shí)806拉伸粘結(jié)性拉伸模量/MPa23℃≤0.4-40℃≤2.5拉伸強(qiáng)度/MPa23℃≥0.2-40℃≤3.0破壞伸長(zhǎng)率/%23℃≥300-40℃≥1504、主要材料的技術(shù)要求7定伸粘結(jié)性定伸150%時(shí)定伸100%時(shí)無破壞8浸水后定伸粘結(jié)性定伸150%時(shí)定伸100%時(shí)無破壞9-40℃凍融循環(huán)定伸粘結(jié)性定伸100%時(shí)定伸50%時(shí)無破壞10冷拉-熱壓后粘結(jié)性拉伸壓縮率±50%拉伸壓縮率±25%無破壞11熱處理后定伸粘結(jié)性定伸150%時(shí)定伸100%時(shí)無破壞12質(zhì)量損失/%≤813熱處理后硬度變化/邵氏≤1014-40℃下振動(dòng)疲勞粘接性定伸75%時(shí)定伸37.5%時(shí)無破壞15紫外老化后定伸粘接性定伸150%時(shí)定伸100%時(shí)無破壞注1：擠出性僅適用于單組分膠。注2：適用期僅適用于多組分膠。4、主要材料的技術(shù)要求幾種主要性能的試驗(yàn)方法：耐溫變性測(cè)定在150×75的水泥樣板上，按現(xiàn)場(chǎng)施工工藝依次涂裝封閉漆、PPU-M1和PPU-M2，干燥7d后做耐溫變性試驗(yàn)。60℃熱烘2h，室溫下水中浸泡6h，-40℃冷凍16h，為一個(gè)循環(huán)。

4、主要材料的技術(shù)要求幾種主要性能的試驗(yàn)方法：-40℃凍融循環(huán)定伸粘結(jié)性

將處理后的試件放入23℃±2℃的蒸餾水中浸泡2d后，開始-40℃凍融循環(huán)定伸粘結(jié)性試驗(yàn)。第1天：先將試樣放入23℃±2℃的有水容器中，恒溫3h，然后取出擦干，放入-40℃±2℃的低溫箱內(nèi)，3h后在試驗(yàn)機(jī)上于相同溫度下以(5～6)mm/min的拉伸速度拉伸至表1規(guī)定的寬度，然后用相應(yīng)尺寸的定位墊塊保持試樣寬度并在相同溫度條件下保持16h，檢查試樣粘結(jié)或內(nèi)聚破壞情況，試件“破壞”的檢查方法同5.9。第2天～第20天：重復(fù)第1天的試驗(yàn)。4、主要材料的技術(shù)要求幾種主要性能的試驗(yàn)方法：-40℃下振動(dòng)疲勞粘結(jié)性

按GB/T13477.10的A法處理后，將試件裝入低溫振動(dòng)粘接試驗(yàn)機(jī)，將試件倉(cāng)環(huán)境溫度調(diào)至-40℃±2℃，并保持3h，然后將試件拉伸至密封膠標(biāo)稱拉伸位移量的1.5倍，并開始振動(dòng)。振動(dòng)頻率30Hz，振幅±0.5mm，振動(dòng)次數(shù)2000萬次。試驗(yàn)結(jié)束后，密封膠在表面任何位置，如果粘結(jié)或內(nèi)聚破壞深度超過4mm，則試件為“破壞”。三個(gè)試件中有兩個(gè)試件“破壞”，則試驗(yàn)評(píng)定為“破壞”，若只有一個(gè)試件“破壞”，則試驗(yàn)評(píng)定為“合格”。底涂材料的性能試驗(yàn)-幾種底漆的性能測(cè)試

4、主要材料的技術(shù)要求底涂材料的性能試驗(yàn)-幾種底漆的性能測(cè)試

4、主要材料的技術(shù)要求底涂材料的性能試驗(yàn)-幾種底漆的性能測(cè)試

4、主要材料的技術(shù)要求底涂材料的性能試驗(yàn)-幾種底漆的性能測(cè)試

4、主要材料的技術(shù)要求面涂材料的性能試驗(yàn)4、主要材料的技術(shù)要求面涂材料的性能試驗(yàn)-耐紫外老化性能4、主要材料的技術(shù)要求面涂材料的性能試驗(yàn)-耐紫外老化性能紫外老化1000h后涂層狀態(tài)

4、主要材料的技術(shù)要求面涂材料的性能試驗(yàn)-耐紫外老化性能紫外老化3000h后涂層狀態(tài)

4、主要材料的技術(shù)要求-40℃下振動(dòng)疲勞粘結(jié)性試驗(yàn)4、主要材料的技術(shù)要求-40℃下振動(dòng)疲勞粘結(jié)性試驗(yàn)4、主要材料的技術(shù)要求5、修補(bǔ)及防護(hù)方案防護(hù)涂層施工前，必須徹底清除混凝土保護(hù)層中的粉化層、浮漿層及剝離、酥松部分；防護(hù)涂層的基本構(gòu)成為：底漆+底面漆+表面漆。底漆無厚度要求，應(yīng)具有良好的滲透性、耐堿性，與混凝土基面及面涂具有良好的附著力。底面漆的干膜厚度≥400μm，表面漆的干膜厚度≥200μm。面漆應(yīng)與底漆具有良好的附著力，具有較高的力學(xué)性能、表面漆由脂肪族聚氨酯構(gòu)成，具有良好的防腐和耐紫外老化性能；保護(hù)層混凝土強(qiáng)度大于C30時(shí)；保護(hù)層混凝土強(qiáng)度大于C20，清理后平整、密實(shí)、無麻面時(shí)，直接涂裝防護(hù)涂層，涂層結(jié)構(gòu)見圖1、圖4；5、修補(bǔ)及防護(hù)方案混凝土表面漆200μm底面漆400μm底漆5、修補(bǔ)及防護(hù)方案保護(hù)層混凝土強(qiáng)度大于C30，基面潮濕時(shí)；保護(hù)層混凝土強(qiáng)度大于C20，清理后存在較大面積的麻面時(shí)，或基面潮濕時(shí)，先施工找平層，再涂裝防護(hù)涂層。找平層由水性環(huán)氧和P.O.42.5水泥配合而成，厚度為1～2mm。找平層主要起封孔、找平及對(duì)基面水份的封閉作用，與混凝土基面（含潮濕基面）及底漆具有良好的附著力，涂層結(jié)構(gòu)見圖2；保護(hù)層混凝土強(qiáng)度小于C20、大于C10時(shí)，先施工補(bǔ)強(qiáng)層，再涂裝防護(hù)涂層。補(bǔ)強(qiáng)層可由高滲透性樹脂滲入混凝土中構(gòu)成，也可由特制的聚合物砂漿構(gòu)成，厚度為2～4mm，主要起補(bǔ)強(qiáng)作用，與混凝土基面及底漆具有良好的附著力，涂層結(jié)構(gòu)見圖3；保護(hù)層混凝土中存在裂縫時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)后，再涂裝防護(hù)涂層。裂縫寬度小于0.2mm時(shí)，可采用水性環(huán)氧封閉漆或溶劑型環(huán)氧封閉漆進(jìn)行3次以上刷涂，讓漿液自然滲入裂縫中，至裂縫不再吸收漿液為止。裂縫寬度大于0.2mm時(shí)，則先沿裂縫切出V型槽，然后用聚合物砂漿堵塞修補(bǔ)5、修補(bǔ)及防護(hù)方案混凝土表面漆200μm底面漆400μm底漆找平層5、修補(bǔ)及防護(hù)方案混凝土表面漆200μm底面漆400μm底漆補(bǔ)強(qiáng)層5、修補(bǔ)及防護(hù)方案5、修補(bǔ)及防護(hù)方案橋梁段上，防護(hù)涂層在板間混凝土保護(hù)層與底座板間的轉(zhuǎn)角部位過渡時(shí)，先安裝三角型背襯