一种零覆土下地下道路顶板防水铺装层复合结构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及到零覆土下顶板防水铺装层复合结构，自上而下的结构层为橡胶沥青保护层、防水层、环氧树脂底涂层、水泥混凝土顶板。本发明是一种能有效的抵抗干湿循环以及地面道路冲击荷载的顶板防水铺装层复合结构。该顶板防水铺装层复合结构具有优良防水性能和抵抗冲击荷载的能力，大大改善地下道路防水体系的整体性和有效性，增强了结构耐久性，能够满足地下道路顶板防水要求。
【专利说明】 一种零覆土下地下道路顶板防水铺装层复合结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及地下结构工程，具体涉及到一种零覆土下地下道路顶板防水铺装层复合结构。
【背景技术】
[0002]随着我国改革开放的发展、经济的繁荣、城市化进程加快，城市公路、地铁、给排水、电力电缆、供气等隧道建设迅速。地下隧道的建设缓解了土地资源紧张的问题，改善了地面环境及交通状况，但地下工程不可避免的存在着结构渗漏水问题，影响隧道的正常运营及使用寿命。因此工程防水设计与施工，是地下隧道工程实施的重要组成部分。
[0003]浅覆土地下结构的顶板，在受地下水影响的同时还受到温变、干湿循环以及地面道路冲击荷载的作用。这种情况下如果防水措施不得当，必将严重影响结构的耐久性；而且顶板上的防水材料几乎没有可修复性，因此对防水材料的可靠性的研究非常重要。
[0004]调查研究表明，零覆土顶板防水难点主要在于:(1)隧道顶板接近零覆土，由于缺少上部覆土的隔热及缓冲作用，顶板外侧随四季气温变化明显，内外温差大，易产生较大温度应力，(2)顶板直接承受地面交通荷载(包括车辆碾压及刹车的冲击荷载)。这些作用使得混凝土自身容易产生裂缝，影响结构的自防水体系，降低结构的使用寿命。
[0005]零覆土顶板自防水中的这些不利因素也对顶板外包防水层产生影响:(1)防水层内外温差大，使防水材料自身产生张拉应力，对材料的拉伸强度及伸缩率要求高。(2)防水材料直接承受车辆碾压及刹车的冲击荷载，对材料自身强度、冲击性能及耐磨性提出更高要求，同时要保证防水材料与顶板粘结的可靠度，以免引防水材料起壳甚至与结构脱离，导致防水层失效。
[0006]通常地下工程具有2m以上覆土，其防水方式经历了多年工程实践后积累了一定的经验。但当地下工程变为浅覆土或者零覆土时，就产生了一系列问题，出现了桥梁防水与传统地下结构防水的交汇点，无论那一种传统防水方式都难以完全很好的适应这种模式。
[0007]将废旧轮胎磨细的胶粉应用于浙青路面，已经有几十年的历史。为了建设生态文明，保护环境和自然资源，近10年来废橡胶利用的重要性又再次被认识与关注。尤其作为旧水泥混凝土路面改造浙青加铺层最为普遍。为了防止反射裂缝，应用橡胶浙青设置应力吸收层收到了很好的效果，尤其是逐步形成了混凝土路面“白改黑”改造的基本模式。橡胶浙青应力吸收层是指将橡胶浙青结合料喷洒在路面上，随后撒布单一粒径的集料予以覆盖，经碾压成为结合料膜。根据撒布粒料粒径大小不同，其厚度约在范围内变动。在该层上面加铺浙青混合料面层，则橡胶浙青薄膜这一层成为应力吸收夹层(Stress-absorbing Membrane Interlayer,简称SAMI),因为它具有吸收下承层上传应力并使之消散的功能，同时还具有防止雨水下渗的能力，故具有防水层的作用。但是尚无资料表明，橡胶浙青应力层应用于地下道路顶板防水铺装结构。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种具有优良防水性能和抵抗冲击荷载能力的零覆土下地下道路顶板防水铺装层复合结构。
[0009]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:一种零覆土下顶板防水铺装层复合结构，其特征在于该结构自上而下依次为橡胶浙青保护层、防水层、环氧树脂底涂层、水泥混凝土顶板。
[0010]水泥混凝土顶板设置排水横坡，坡度宜为0.59Tl%，加强自排水功能。
[0011]环氧树脂底涂层采用环氧树脂粘结剂涂刷一层或两层，环氧树脂粘结剂用量0.5?lkg/m2，在环氧树脂粘结剂表面铺撒石英砂。
[0012]防水层采用热熔型防水卷材，厚度不小于4mm。
[0013]橡胶浙青保护层是采用橡胶浙青结合料和单一粒径集料，经碾压形成的结合料膜。
[0014]防水采用了三层防护体系:环氧树脂底涂层+防水层+橡胶浙青保护层。环氧树脂可有效深入基层表面，不仅能封闭混凝土顶板、防止混凝土内潮气上升到基层表面，同时也起到弥补防水层的防水作用，确保混凝土顶板与防水层的粘结。防水层采用改性浙青热熔型防水卷材，与橡胶浙青过渡层具有较好的粘结性能。橡胶浙青过渡层是指采用橡胶浙青结合料和单一粒径集料，经碾压形成的结合料膜；橡胶浙青过渡层设置在防水层与浙青铺装层之间，既可以起到粘结层和防水层的作用，同时还可用作应力吸收层:控制混凝土顶板由于干缩或温缩引起的反射裂缝向浙青铺装层发展，有效防止因顶板开裂引起的防水层撕裂后的防水失效，再次起到防水层作用。
[0015]基于上述理念，本发明的一种顶板防水铺装层复合结构，自上而下依次为橡胶浙青保护层、防水层、环氧树脂底涂层、水泥混凝土顶板。据此，达到了提高零覆土下地下结构的防水性能，延长了地下道路的使用寿命。本发明设计的地下道路顶板防水铺装层复合结构具有较好的防水效果，设置的三层防水体系(环氧树脂底涂层+防水层+橡胶浙青保护层)综合防水效果不仅能保证防水材料与顶板粘结，同时可减少由于混凝土顶板产生的裂缝引起的防水层失效。橡胶浙青保护层减缓了车辆冲击荷载对防水层的影响，避免了防水层与顶板结构剥离导致的防水失效。本发明是一种能有效的抵抗干湿循环以及地面道路冲击荷载的有效的顶板防水铺装层复合结构。该顶板防水铺装层复合结构具有优良防水性能和抵抗冲击荷载的能力，大大改善地下道路防水体系的整体性和有效性，增强了结构耐久性，能够满足地下道路顶板防水要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为一种零覆土下顶板防水结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]本发明的零覆土下顶板防水铺装层复合结构，自上而下的结构层为橡胶浙青保护层1-防水层2-环氧树脂底涂层3-水泥混凝土顶板4。
[0018]在水泥混凝土顶板4上先进行整平，整平层由细粒水泥混凝土组成，施工缝、伸缩缝和接缝采用嵌缝膏进行处理。
[0019]环氧树脂底涂层3采用环氧树脂粘结剂，视情况涂刷一层(约0.5kg/m2)或两层(0.9"lkg/m2),在处理剂表面铺撒适当粒径的石英砂。
[0020]环氧树脂粘结剂(或环氧树脂防水涂料)在桥面防水中应用较多，而在地下道路顶板防水方面应用较为少见。环氧树脂粘结剂粘结力强，对被粘的基面如新混凝土、浙青混凝土、卷材、聚氨酯涂料、聚脲、碳纤维布、钢板等具有突出的粘结力，并能固结松散的基面材料；在无明水的潮湿基面具有很好的渗入固结性，湿粘强度较高；另外还可短时耐受180°C摊铺浙青混凝土。综合分析地下道路顶板的受力特点及环境因素，环氧树脂粘结剂能较好的发挥其优势，是一种较为适宜的粘结防水材料。
[0021]防水层2采用改性浙青防水卷材等热熔型防水卷材，采用单层防水卷材，总厚度不小于4_ ;防水卷材应具有良好的防水性能和延展性，抗高温，与橡胶浙青过渡层具有良好的粘结性能。
[0022]橡胶浙青保护层I是指将橡胶浙青结合料喷洒在路面上，随后撒布单一粒径的集料予以覆盖，经碾压成为结合料膜。将橡胶浙青保护层作为混凝土顶板防水层与铺面结构层之间的过渡层，不仅具有吸收混凝土顶板裂缝顶端处荷载作用引起的应变能的能力，可成功的延缓裂缝反射，同时橡胶浙青是不透水材料，能阻隔雨水的下渗，从而起到粘结罩面层和防水的作用，延长地下结构的耐久性。橡胶浙青结合料中采用的废轮胎橡胶粉颗粒粒径宜在30目飞O目，橡胶粉所占重量比为10?30%。橡胶浙青可采用专业生产厂家进行生产，满足有关规范的技术要求，基质浙青与集料来源应保持与现场一致。单粒径碎石层的碎石粒径为:4.75mnT9.5mm或9.5^13.2mm，碎石撒布覆盖率以覆盖面积的7(Γ90%为宜。应力吸收层的厚度宜在1.5?2.0cm。橡胶浙青应力吸收层是现有的成熟技术，其详细配比不再赘述，施工时根据现场情况而定。
[0023]橡胶浙青的喷洒与碎石的撒布宜采用同步碎石封层车进行，橡胶浙青的温度宜控制在180°C ?190°C，按照设计的橡胶浙青与碎石用量进行撒布。同步碎石封层车应平稳、匀速行驶，其作业速度宜为3km/tT6km/h。碎石撒布之后，应对局部重叠、多余石料进行扫除，局部石料不足区域应进行人工补料。并及时碾压。施工完成后，应对橡胶浙青应力吸收层表面进行清扫，清除没有粘结牢固的松散碎石。
[0024]本发明提供的防水铺装层复合结构施工步骤如下:
(1)将混凝土表面拉毛并清除浮浆，涂抹环氧树脂粘结剂，封闭混凝土顶板的毛细管、微孔隙和细微裂缝；
(2)铺设防水卷材；
(3)采用同步碎石封层车进行橡胶浙青的喷洒与碎石的撒布，撒布之后，应及时清除多余石料，局部不足区域进行人工补料。并立即进行碾压，采用胶轮压路机进行压实，两台胶轮压路机同时作业，碾压遍数宜为2?3遍；
(4)施工完成后，应对橡胶浙青保护层表面进行清扫，扫除没有粘结牢固的松散碎石。
[0025]本发明一种零覆土下顶板防水铺装层复合结构较其他的顶板防水具有以下优占-
^ \\\.(1)采用环氧树脂底涂层可有效改善顶板混凝土与防水层之间的粘结界面状态，同时起到防水作用；
(2)采用橡胶浙青应力吸收层，减小铺装层层底拉应力，避免因顶板混凝土开裂引起的上层铺筑结构的反射裂缝开裂，从而改善上层结构裂缝渗水的可能性； (3)采用橡胶浙青应力吸收层，降低地面冲击荷载对防水层的剪切破坏影响，，改善防水层与顶板的层间剪切滑移状态；
(4)橡胶浙青应力吸收层作为防水层的保护层，不仅可以起到防水、隔热、缓冲荷载的作用，还可以提供上部结构层施工平台，避免进一步的施工对防水层的破坏等。
【权利要求】
1.一种零覆土下顶板防水铺装层复合结构，其特征在于该结构自上而下依次为橡胶浙青保护层、防水层、环氧树脂底涂层、水泥混凝土顶板。
2.根据权利要求1所述的零覆土下顶板防水铺装层复合结构，其特征在于橡胶浙青保护层是采用橡胶浙青结合料和单一粒径集料，经碾压形成的结合料膜。
3.根据权利要求2所述的零覆土下顶板防水铺装层复合结构，其特征在于单一粒径集料为单一粒径的碎石，所述单一粒径碎石的粒径为:4.75mnT9.5mm或9.5?13.2mm,碎石撒布覆盖率为覆盖面积的7(Γ90%。
4.根据权利要求2所述的零覆土下顶板防水铺装层复合结构，其特征在于橡胶浙青过渡层的厚度在1.5?2.0cm0
5.根据权利要求1所述的零覆土下顶板防水铺装层复合结构，其特征在于底涂层采用环氧树脂粘结剂涂刷一层或两层，环氧树脂粘结剂用量0.5?lkg/m2，在环氧树脂粘结剂表面铺撒石英砂。
6.根据权利要求1所述的零覆土下顶板防水铺装层复合结构，其特征在于防水层采用热熔型防水卷材，厚度不小于4mm。
7.一种零覆土下顶板防水铺装层复合结构的施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤:A、将混凝土表面拉毛，涂抹环氧树脂粘结剂，封闭混凝土顶板的毛细管、微孔隙和细微裂缝；B、铺设防水卷材；C、进行橡胶浙青结合料的喷洒与碎石的撒布，并进行碾压。
8.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，步骤D中橡胶浙青的喷洒与碎石的撒布宜采用同步碎石封层车进行，橡胶浙青结合料的温度宜控制在180°C ?190°C，同步碎石封层车作业速度为3km/h?6km/h。
9.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，步骤A中，涂刷一层环氧树脂粘结剂，用量为0.45、.55kg/m2，或两层环氧树脂粘结剂，用量0.1Tlkg/m2，在环氧树脂粘结剂表面铺撒石英砂。
【文档编号】E01C7/32GK104264561SQ201410463151
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】乔英娟, 范益群 申请人:上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司