改性沥青防水卷材在公路桥梁桥面铺装系统中应用

1、改性沥青防水卷材在公路桥梁桥面铺装系统中的应用摘要：阐述了桥面防水系统对于公路桥梁混凝土结构耐久性的重要作用；对桥梁使用过程中桥面铺装层所受各种因素影响。常见病害等进行了分析；介绍了公路桥梁混凝土桥面防水系统的材料选择和施工工艺。关键词：公路桥梁；桥面铺装层；受力分析；防水系统abstract: the article discusses the bridge deck waterproof system for highway bridge concrete structure endurance of the important role; in the process of use of

2、 bridge deck pavement layer by various factors. common diseases are analyzed; introduced highway bridge concrete bridge deck waterproof material selection and construction of the system process.keywords: highway bridge; bridge deck pavement; stress analysis; waterproof system中图分类号： u448.14文献标识码：a文章编

3、号：1 桥面防水系统是桥梁工程的重要组成部分桥梁是交通线中的重要组成部分，是交通运输的咽喉，桥梁在设计使用上，一般要求年限都比较长，中小桥梁至少要满足使用50年以上，大型桥梁使用要求长达100年以上，因此桥梁的安全性和耐久性是非常重要的，桥梁防水问题一直没有得到足够的重视，过去很多人都有一个错误的观点，认为混凝土本身不怕水，钢筋混凝土结构的桥梁无需做防水。因此，在实践中，对桥面的构造设计不注重防水设计，甚至不设防水系统。在已经建成使用的桥梁工程中，因为未设桥面防水系统或桥面防水系统构造设计存在缺陷，引起了很多病害.再加之由于交通量的增长和超载交通的影响，致使国内上世纪六七十年代建设的桥梁目前基

4、本上都被列为病桥，危桥。据不完全统计，截至2003年，国内各种桥型的桥梁总和约31 万座，其中存在安全隐患和耐久性问题的约占50% ，个别地区超过70% ，其中危桥占到20%，30%新建桥梁中约50% 在使用5 年内出现不同程度的渗漏水侵蚀现象。2 .1 桥面铺装层各层次在桥梁使用过程中所受各种作用1）桥面防水层在桥面铺装层结构中，作为柔性体的防水层，其弹性模量与其上下混凝土刚性层有差别而形成一个弹性夹层，其存在影响了上下刚性结构层应力传递的连续性。在承受车轮动荷载时，会在防水层的上下表面产生间接拉应力和水平剪应力。如果材料的抗剪强度或者粘结强度低，以及延伸率不够，防水层就会被破坏而防水层一经

5、破坏，车轮的动力荷载会迅速扩大破损面积，导致铺装层松散.脱落或者防水层滑动、重载、坡路、急刹车、掉头等都会加剧这种影响。2）桥面结构层钢筋混凝土桥梁在使用过程中除受到车辆行驶和行人等引起的力学作用外，其桥面结构层还不可避免地遭受雨水侵蚀作用.雨水的侵蚀作用表现在雨水渗透到混凝土结构内，引发混凝土碱环境破坏，造成混凝土溶蚀、钢筋生锈、膨胀，并与混凝土剥离，使其结构强度降低，最终导致桥梁使用寿命降低，沿海地区的临海区域大气中盐度较高，潮气对桥梁结构的侵蚀作用很强，大气也会因混凝土不致密而进入结构内，加剧混凝土内钢筋的腐蚀路面铺装层。桥面上铺装沥青混凝土路面，沥青混凝土并非密实配比，即经过压实的沥青

6、混凝土内仍然存在孔隙，降雨时孔隙会存水、滞水、孔隙水在行车动荷载作用下会产生瞬间”唧筒”压力水；这种往复产生与消失的”唧筒”压力水对桥梁路面具有很强的渗透破坏作用。2 .2 各种影响因素对桥面铺装层的破坏作用1）剪切破坏和裂缝的产生当车辆对铺装层产生冲击作用时，会在铺装层与桥面板层间产生剪切应力.一般新旧混凝土层间粘结强度为1左右，一旦剪切应力大于层间粘结强度，将破坏桥面板与铺装层之间的粘结.荷载重复作用在铺装层底面，铺装层将形成裂缝，加铺铺装层时在桥面板上涂抹聚合物与水泥浆粘结剂，可以预防裂缝的产生。2）桥面破坏原因分析由于桥梁工程使用性质的不同，桥面结构也不同，桥面破坏的方式同样有所不同.

7、现将公路桥面沥青混凝土铺装层常见的病害分析如下：结构混凝土变形或强度降低而引发的防水层破坏混凝土会因温度变化和结构的变形而产生裂隙,在车辆荷载及桥面渗入水的作用下，产生面层松散和坑槽破坏动荷载以及裂缝使防水层产生疲劳荷载，从而降低防水层的使用寿命，桥面沥青混凝土铺装层存在质量问题而引发防水层破坏，由于沥青混凝土在骨料配比以及混拌、运输、摊铺设备和技术方面存在的局限，造成面层沥青混凝土的离析、孔隙、密实度低等缺陷，可导致铺装层内孔隙水的产生和沉积.这些孔隙水在车轮动荷载的重复作用下形成很强的间隙压力，即”正压”和”负压”频繁转换，不但会严重破坏铺装层及结构层与防水层间的粘结，也会大大降低防水层自

8、身的使用年限，桥面铺装层裂缝原因导致的破坏引起混凝土铺装层裂缝的原因有多种，如干缩裂缝、温度裂缝和疲劳裂缝，裂缝的存在加上混凝土本身的透水性，使水渗入混凝土内部，加剧混凝土内部。3 .1 国内外桥梁防水基本做法在欧洲，桥梁防水一般采用改性沥青卷材+浇筑沥青混凝土的技术，其中浇筑沥青混凝土。可以是，也可以（普通密级配沥青混凝土）美国桥梁防水，除了有欧洲的做法外，还有涂料涂膜/乳化沥青+沥青混凝土的做法，不同的州有不同偏重。3 .2 国内桥梁工程桥面防水发展概况在国内，20 世纪0 年代前建设的公路钢筋混凝土桥梁，基本上未做防水处理（铁路桥梁为例外，一直沿用前苏联的设计技术，桥梁构件在出厂前就采取

9、一毡两油防水处理，取得了一定的效果）。3 .3 公路桥梁混凝土桥面防水系统基本设置混凝土桥面防水系统一般包括：混凝土铺装层自防水；桥面铺装防水层；桥面伸缩缝防水；桥面泄水管入水口防水；桥面金属护栏、灯柱等部位防水（本文仅围绕混凝土桥面铺装层防水材料的选择施工工艺作一介绍）桥面混凝土施工质量不管多好，均不能完全保证桥面无裂缝，所以桥面水泥混凝土铺装层上面必须设置防水层、防水层不但本身要起到防水作用，而且要求其与水泥混凝土和沥青混凝土都有很好的亲和性和附着力，下层能牢固地与水泥混凝土表面粘结，上层与沥青混和料牢固地粘结。否则，就成为一个层间抗剪力很低的夹层，将导致桥面沥青混凝土出现拥包滑移，直至松

10、散，破坏采用改性沥青卷材作为防水层的公路桥梁混凝土桥面铺装系统，在新建桥梁与维修桥中有不同的应用，分别见图1 和图2。3 .4 公路桥梁混凝土桥面防水材料要求与选择3 .4 .1 材料性能要求用于桥梁上的防水材料，除应满足普通防水材料要求外，由于其应用的特殊性，有着更高的性能要求，具体如下：1）应具有优良的不透水性能，以屏蔽桥面雨水渗透。2） 防水材料应与桥梁基面和混凝土铺装层之间有足够的粘结力，保证其上下两层结为一体。3）具有良好的抗拉强度和延伸性，以适应桥面裂缝和变形。4）具有一定的抗剪切强度，以适应车辆行驶对防水层产生的剪切作用。5）具有良好的耐高.低温性能，适应不同的环境温度，特别是对

11、于卷材的耐高温性能比普通防水卷材要求更高，以适应路面沥青混合料高温摊铺的要求。6）具有优良的抗老化性能和耐腐蚀性能，以保证达到铺装层的设计使用年限。7）施工简单快捷，便于机械化作业，以保证工期。3、4、2 材料选择桥面铺装层的防水层通常设置在桥面调平层与沥青混凝土路面结构层之间.因此，桥面防水层的关键除保证防水层具有足够的不透水性能外，还必须保证防水层同混凝土桥面铺装层（预制安装或现浇）及沥青混凝土路面结构层两者之间都有足够的粘结强度和抗剪切强度，以适应桥面行车的需要。防水层使用的材料有卷材和涂料两种类型。卷材和涂料应用在桥面铺装系统中各有利弊.研究和实践证明，只要针对工程实际情况，进行详细的

12、试验和认真的调查研究，并由专业人员进行材料的选择和设计，则无论卷材和涂膜防水层均可提供良好的防水效果、卷材防水中，根据国内外的经验， 和改性沥青卷材适用于桥梁桥面铺装系统.但是，正如前面提到的，对于桥梁混凝土桥面防水，并非所有的和改性沥青卷材都适用.下面以北京东方雨虹公司开发的道桥专用防水系统为例，介绍专用于桥梁混凝土桥面防水系统的改性沥青卷材及其配套材料。东方雨虹公司开发的道桥用改性沥青防水卷材系列产品包括-811 道桥用改性沥青防水卷材和道桥用改性沥青防水卷材两大类，配套材料主要有：路桥专用改性沥青、基层处理剂、环氧改性沥青基层处理剂、环氧树脂基层处理剂、沥青基卷、材密封膏等道桥专用改性沥

13、青防水卷材。3.5 公路桥梁混凝土桥面防水卷材施工技术3.5.1 施工工艺流程对基层抛丸打磨清理清扫基层（涂刷环氧树脂基层处理剂、撒砂、固化后清除浮砂）涂刷路桥专用基层处理剂或环氧改性沥青基层处理剂弹线、热熔法、热熔胶法或自粘法铺贴卷材、排气压实、密封处理质检验收采用东方雨虹道桥专用改性沥青防水卷材系统技术对公路桥梁混凝土桥面进行防水施工，见图33.5.2 操作要点1）基层处理：有缺陷的基层应先选用环氧树脂基层处理剂进行处理具体处理方法：先清除基层灰尘、泥土及其他有害物；将基层处理剂的组分按2.5 1 的比例混合均匀，在基层表面均匀涂刷，未固化前撒上砂粒，固化后，除去浮砂、环氧树脂基层处理剂混合料混合好后应尽快用完。2）卷材铺贴热熔法：用自动热熔铺贴机械（采用遥控操作，按照要求自动运行卷材铺贴）火焰喷枪或喷灯烘烤卷材底面和基层表面，使卷材表面的沥青熔化，边烘烤边向前推铺卷材，随后用压辊滚压，把卷材下面的空气挤出，使卷材平整、紧密、牢固地粘贴在基层上搭接缝部位要求有热熔的改性沥青溢出，溢出的改性沥青宽度以2 左