桥面铺装层防水损害

桥面铺装层防水损害（共4篇）

桥面铺装层防水损害 篇1

摘要：桥面铺装是桥梁的重要组成部分, 设计及施工中应该给予足够的重视。而桥面铺装的损坏又是桥梁病害的主要形式, 它严重影响了桥梁的使用质量, 并危及到桥梁上部结构的使用寿命。引起桥面铺装损坏的直接原因之一就是由于铺装层透水而导致铺装层过早的损坏, 针对桥面铺装层透水原因从施工设计角度提出了防止桥面铺装水损害的一些方法及注意事项, 对桥面铺装的施工养护具有一定的借鉴意义。

关键词：桥面铺装,桥面防水,水损坏,防治措施

目前, 桥面铺装层主要有两种组成材料:一为水泥混凝土铺装层;二为沥青混凝土铺装层。由于这两种材料本身具有一定的防水性, 导致了很多人存在一个错误的认识:认为混凝土本身是不透水的, 而且不怕水。因此, 在施工及设计上很粗糙, 对桥面铺装的防水功能不另做要求, 等同于其他结构混凝土或道路面层混凝土, 从而留下隐患。

1 防水混凝土的设计

在满足一般混凝土设计要求的基础上, 通过采取对组成材料配合比及集料级配的改善, 以及适量掺加少量外加剂等措施, 来提高混凝土内部密实度或改善内部空隙结构, 从而提高混凝土的抗渗性。

1.1 提高水泥混凝土的密度

提高水泥混凝土防水功能的根本途径在于提高密实度, 以减少空隙率。这就要求在保证混凝土强度及和易性等一般要求的前提下尽量减少水灰比并适当提高水泥用量、砂率和灰砂比, 在粗骨料周围形成质量良好足够厚度的砂浆、包裹层。骨料采用小料径石子, 满足规范要求并改善骨料颗料级配, 力求降低空隙率。

1.2 掺入外加剂

在混凝土中加入适量的引气减水剂用来提高密实度减少空隙, 另外由于引气剂的作用在混凝土中形成大量的封闭小气泡, 这些气泡相互独立, 既不渗水又能使水路变的曲折、细小、分散, 可显著提高混凝土的抗渗性。

1.3 加强配合比的抗渗试验工作

虽然桥面铺装层设计为防水混凝土, 但大多数的施工单位在进行桥面铺装混凝土配合比设计时, 不把抗渗指标作为常规指标去考核。应该把抗渗指标列入水泥混凝土铺装层的设计指标体系, 施工中严格做到, 从而有效的保证桥面水泥混凝土铺装层的施工质量, 满足防水要求。

2 桥面沥青混凝土铺装层的设计

在组合型桥面铺装层的设计中, 沥青混凝土铺装层置于水泥混凝土铺装层的上层, 在一定程度上防水尤为重要, 水一旦透过面层渗入水泥混凝土的表面无法排除, 会直接影响水泥混凝土铺装层的耐久性, 造成桥面铺装层的损坏。

2.1 严格控制沥青混合料的空隙率

由于沥青混合料本身存在一定的空隙率, 使沥青混凝土的渗水成为必然, 根据研究资料表明, 在密实型沥青混凝土结构层中, 当沥青混凝土的实际空隙率在8%至15%时, 水容易进入混合料的内部, 且在荷载作用下, 易产生较大的毛细压力成为动力水, 造成沥青混合料的水损坏现象。在施工中应严格按照规范要求, 合理地确定沥青混合料的级配范围, 多试验、多比较, 尽量减少沥青混合料的空隙。

2.2 严格控制沥青混合料的压实度

沥青混合料的压实归根结底还是空隙率的问题, 压实度与空隙率在一定范围内成反比例关系, 现行规范对压实度要求为试验室马歇尔密度的96%或试验路密度的99%, 没有对空隙率具体要求, 而施工现象实际情况是压实度不能全面控制混合料的碾压情况, 往往存在一种现象, 压实度合格而现象空隙率很大, 施工过程中, 久压会影响路面平整度, 这就造成了施工单位满足于达到规定的压实度而不追求沥青混合料的最大密度, 直接导致沥青桥面的空隙率变大, 容易发生早期的水损坏。

3 桥面铺装层的设计

桥梁设计规范要求在桥面水泥混凝土铺装层上必须设置防水层, 通常应用柔性防水卷材, 无可置疑, 防水卷材本身具有良好的防水作用, 但由于它作用于水泥混凝土与沥青混凝土桥面铺装层之间, 这就要求防水层还要满足一系列的特殊要求, 否则防水层破坏, 不仅起不到防水作用还会成为隔离层, 而引起沥青混凝土桥面层的病害具体来讲, 有以下几个方面:

1) 具有良好的抗荷载开裂与抗温度收缩的性能;2) 具有良好的高温稳定性及较强的抗疲劳性与抗剪能力;3) 具有足够的强度、刚度及良好的变形适应能力;4) 桥面铺装各层必须具有良好的粘结力, 使桥面铺装各层能够牢固的形成整体, 才能保证在荷载作用或温度变化时共同受力, 共同作用;5) 有很好的防水性能;6) 铺装表面应具有良好的平整度和构造深度, 以减少车辆的冲击和提高铺装层的抗滑能力。

3.1 桥面防水层具体技术要求

1) 防水层应具有良好的耐久性, 至少应有不低于桥面沥青铺装层使用年限的寿命 (约8~10年) 。并能适应高架桥动荷载抗压, 抗拉的特点, 当混凝土桥面板开裂≤2mm时, 防水涂膜变形仍应满足不拉裂的需要, 以保证防水要求。2) 在环境条件-15~+90℃范围内, 仍能满足第2条的要求。同时, 在经受沥青层摊铺温度约160℃后, 不影响其长期耐久使用性时。防水涂层与其上沥青混凝土铺装层应有相融性, 二者之间的粘结力不低于沥青混凝土铺装层与混凝土桥面之间的粘结力, 层间抗剪强度25℃, ≥1.5MPa, 35℃≥1MPa。3) 喷涂水泥混凝土表面防水剂, 应保证防水剂能够渗入桥面混凝土10mm以上, 提高混凝土抗渗性>0.2MPa。4) 防水涂层对混凝土桥面板亦应具有良好的粘结性, 以保证沥青铺装层粘结力的需要, 并在粗糙桥面板上具有良好的密贴性。防水层粘结后不得夹有空气层。5) 防水层抗渗要求应在0.3MPa以上。

3.2 桥面混凝土构造要求

为提高防水层和沥青混凝土铺装层同混凝土桥面板之间抗剪强度, 混凝土桥面板进行拉毛处理是必要的。具体拉毛要求如下:拉毛深度3mm, 宽度4mm, 相邻拉毛净距24mm。

3.3 喷涂桥面混凝土防水抗渗剂施工技术要求

1) 在施工部位用自来水或清洁水冲洗表面浮灰, 并喷洒足量的水使基层混凝土完全湿润。2) 待基层清洗湿润后, 表面无浮水时, 喷涂防水剂于基层表面。当防水剂渗入基层内部, 表面无明显湿润状态时, 再喷涂第二通防水剂。3) 喷涂第二遍防水剂后, 应有专人负责观察涂层蒸发情况。

3.4 喷涂桥面防水涂料施工技术要求

1) 基层清理。喷涂桥面防水涂料前, 首先凿除混凝土浮浆, 平整凸凹不平处, 清除油污, 垃圾等, 然后彻底清扫基面, 再用吹尘器把基面吹干净。2) 喷涂桥面防水涂料。喷涂桥面防水涂料第一层时, 要在涂料中适当掺加一定量的表面活性剂溶液进行稀释, 以促使涂料掺入基层毛细孔隙以提高防水涂层的粘结强度和抗剪强度。3) 局部涂刷。为避免涂料污染防撞墙, 在喷涂桥面防水涂料时, 有两人执挡布护住防撞墙, 因此防撞墙底部防水层, 是采取人工涂刷的。

4 结语

希望通过本文对桥面铺装层防水损害的探讨, 能够对同行在以后的桥面铺装施工过程中, 起到借鉴作用。

桥面铺装层防水损害 篇2

关键词：防水粘结层,环氧下封层,剪切试验,抗剪强度,抗热冲击试验

美国从20世纪60年代开始认识到桥面发生腐蚀破坏的严重性。1979年，美国国会报告指出:研究和合理设置防水层的主要目的是保证和提高桥梁的耐久性，防水层可有效防止因冰冻造成的桥面混凝土破坏和主梁钢筋的锈蚀，设置防水层的费用和效益比为1∶2.75，显然经济效益十分显著。我国从20世纪80年代开始逐渐认识到桥面锈蚀的危害性，开始意识到桥面防水的重要性。根据对桥面防水材料使用条件的分析，认为其不仅要具有不透水性、耐高温、低温性、耐腐蚀性、耐老化性，还要与桥面铺装层具有良好粘结力，更重要的是能抵抗汽车水平荷载和垂直应力的综合作用，具有良好的抗剪性能，具有抵抗桥面裂缝的张拉作用和疲劳影响等作用。环氧下封层属于热固性柔性防水材料，它由一定比例的环氧树脂与固化剂混合后发生复杂物理化学反应而得到。本文对环氧下封层材料的使用性能进行试验研究，得出环氧下封层的合理结构形式。

1 试验方法

1.1 试验方案

通过如下试验对防水粘结层的力学性能进行评价:1)压剪试验，为检验防水粘结层抵抗行车荷载水平力作用下产生在防水粘结层位置处的剪切应力的能力，采用压剪试验来评价防水粘结层的抗剪能力;2)拉拔试验，桥面板与沥青混凝土铺装层的粘结强度对铺装体的抗疲劳特性有很大影响，为了检验上下两层间的粘结强度及对面层整体结构强度的影响，采用拉拔试验确定防水粘结层与桥面板和沥青混凝土铺装层之间的粘结力状况。

1.2 试件的成型

采用表1结构成型试件，此结构为常用的桥面铺装结构，可以反映防水粘结层的实际工作状况，模拟现场实际的施工环境和施工过程。

1.3 环氧下封层层数和材料用量

环氧下封层的层数采用单层及双层两种方案。单层分别撒布1.18 mm～2.36 mm及2.36 mm～4.75 mm两种类型的碎石;双层中底层分别撒布0.3 mm～0.6 mm,1.18 mm～2.36 mm,2.36 mm～4.75 mm三种类型的碎石，上层撒布的碎石粒径分别为1.18 mm～2.36 mm,2.36 mm～4.75 mm,4.75 mm～9.5 mm。

环氧下封层的材料用量是在参考JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范的基础上，根据实际撒布效果而确定的，各方案具体用量见表2。

2 剪切试验结果及分析

对于各方案，采用(25±2)℃的温度进行剪切试验，模拟常温条件下防水粘结层的抗剪强度。试验时，每组准备3个平行试件。各方案剪切试验结果见表3，剪切试验试件破坏界面图见图1。

从表3及图1可以看出:

1)从压剪试验结果来看，撒布同等粒径的碎石，双层环氧下封层的剪切强度要大于单层环氧下封层。分析其原因，单层环氧下封层碎石之间的间隙要大于双层环氧，双层环氧由于使用了两层粗细不同的碎石，小碎石弥补了大碎石的空隙，提高了环氧下封层的密实度和粗糙度，由此提高了环氧下封层的抗剪能力。因此双层环氧具有更好的使用保证性。2)不同粒径的环氧下封层，撒布大粒径碎石的抗剪强度要大于撒布小粒径碎石的，且提高程度较为明显。由于撒布大粒径碎石能够有效的提高试件的抗剪面的接触面积，从而提高环氧下封层的抗剪强度。

3 拉拔试验结果及分析

除了进行压剪试验，还进行拉拔试验，以便较为全面地评价防水粘结层的层间粘结效果。拉拔试验采用与剪切试验相同的试件，试验在常温(25±2)℃下进行，试验结果见表4，拉拔试验试件破坏界面图见图2。

从表4及图2可以看出:

1)从拉拔试验结果来看，不同粒径的环氧下封层，撒布小粒径碎石的粘结强度要大于撒布大粒径碎石的。分析其原因，撒布大粒径碎石后降低了环氧树脂的接触面积，因而降低了整体的粘结强度。2)同等粒径，双层环氧下封层结构的粘结强度要大于单层环氧下封层，双层环氧由于使用了两层粗细不同的碎石，小碎石弥补了大碎石的空隙，提高了环氧下封层的密实度和粗糙度，与沥青混凝土的联接面积增大，由此提高了环氧下封层的粘结强度。

4 抗热冲击试验

通过观察环氧下封层防水材料在热冲击作用下材料是否出现翘曲、开裂等变形，检验环氧下封层材料是否具备抵抗沥青混凝土施工温度(高温破坏)的性能，在摊铺碾压的时段内是否可抵抗短期温度破坏。

4.1 试验方法

1)将导热油在锅中加热，加热温度至250℃左右(模拟浇筑式沥青混凝土摊铺的冲击温度)。2)将准备好的试件，放入准备好的托盘中，注意清除在试件和托盘上的水分，否则容易引起水的迅速沸腾。3)将加热好的导热油倾倒在试件表面，观察试件变化情况。其过程见图3，试验后环氧下封层的情况见图4。

4.2 试验结果分析

通过观察抗热冲击试验中环氧下封层试件的变化情况可以发现:试件在250℃导热油冲击作用下，表面没有明显的变化，没有出现环氧下封层材料的翘曲和开裂，并且经过热冲击30 min后试件依然没有明显的变化，由此可以判定环氧下封层材料完全具备抵御250℃热冲击的性能，可以抵抗沥青混凝土施工温度(高温破坏)的性能，在摊铺碾压的时段内可抵抗短期高温的破坏。

5 结语

1)双层环氧下封层由于使用了两层粗细不同的碎石，小碎石弥补了大碎石的空隙，减小了环氧下封层碎石之间的间隙，提高了环氧下封层的密实度和粗糙度，所以双层环氧下封层结构的抗剪强度和粘结强度要大于单层环氧下封层结构。2)撒布小粒径碎石的环氧面比较光滑，环氧下封层与沥青混凝土铺装层联接面积大，所以撒布小粒径碎石的环氧下封层粘结强度要大于撒布大粒径碎石的环氧下封层。3)撒布大粒径碎石的环氧下封层能够有效的提高试件抗剪面的接触深度，可有效提高抗压剪强度。所以，不同粒径的环氧下封层，撒布大粒径碎石试件的抗压剪强度要大于撒布小粒径碎石的试件，撒布小粒径碎石的环氧下封层具有更好的使用保证性。4)试验结果表明双层环氧树脂较单层环氧树脂具有更大的抗剪强度和粘结强度，撒布碎石的最佳粒径为，底层0.3 mm～0.6 mm，上层1.18 mm～2.36 mm。5)环氧下封层材料完全具备抵御250℃热冲击的性能，在热沥青混凝土的施工过程中环氧下封层材料能够保证材料的完整性。

参考文献

[1]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

[2]JTG D50-2006,公路沥青路面设计规范[S].

[3]JTJ052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

[4]马涛,黄晓明,居浩.桥面防水粘结材料性能研究[J].公路交通科技,2007,24(1):43-46.

[5]李星星,李宇峙,邵腊庚,等.耐高温环氧树脂胶粘剂在钢桥面粘结层中的应用试验研究[J].公路,2007,1(1):161-164.

[6]孙恩杰.水泥混凝土桥面防水粘结材料的性能研究[J].公路,2007,2(2):111-115.

桥面铺装层防水损害 篇3

水对于混凝土的损害是主要的因素也是重要的因素, 几乎所有的此类结构如公路, 建筑物等在初期建成时都要强调排水防潮。而桥体有着自身的特殊原因:首先混凝土桥面不是一次完成的, 也不是一类人员完成的, 大多情况一个桥分给不同的承包单位, 不同单位对于施工的强度和施工的针对性有误差, 再由于每个施工团体基本上只对自己单位的成果负责, 统一性不好, 防水层也有断裂或缺陷处。再者防水层本身施工质量不过关, 缝隙, 漏洞、厚度不够, 水通过这些缺陷进入桥内后又进一步导致粘结性下降。另外桥体平整度不过关载重过程中加大了低洼处的下线, 这些地方易于存水, 且难以清理, 温度升高除了带走水分外还会降水体气化, 水汽令沥青和水泥铺装层两种层面粘合度下降, 分离。这中间又进一步渗入水变成含水层。导致龟裂、细纹、细沟等等。天长日久总体性变差, 桥面大块断裂和脱离状况发生, 重物承载能力变弱, 最终产生事故。

2 复合桥面混凝土铺装的防水层自身特点

由于防水工艺在复合桥面施工属于收尾环节, 而工作强度和量度都大大小于前期工作, 所以不可避免的引起工作人员对工作的不重视, 期望草草结束完工。而监工又不容易察觉这类疏忽, 对数据的检测, 试验, 报告过程不规范, 此外加上外界环境限制, 或催促完工等都会导致隔水地带施工效果不理想。虽然《公路工程质量检验评定标准》在单位、分部、分项工程的划分之中将桥面防水层施工单列为一项分项工程, 但所列的防水层实测项目存在现场检测手段未完善的现实情况, 容易造成重视原材料的试验结果而忽略现场施工工艺控制的实际情况。在《公路工程施工监理规范》中也未将复合桥面混凝土铺装层的防水层施工列为旁站项目, 从而形成整体上给人一种对复合桥面水泥混凝土铺装层上铺设的防水层重视不足的现实, 所以易在此处形成薄弱环节。实际上隔水地带对于整个工程的完善程度影响很大, 直接导致前期工作是否得到认真保护, 效用是否发挥正常, 建筑使用寿命和效果都受到它的完善程度的制约。

3 复合桥面混凝土铺装防水层的作用及特性

桥体隔水地带的设置最主要的目的就是抗水。其原理是:隔水地带的设置促进了桥体中两个重要部分相互融合, 粘合力增强, 加强稳定程度。这种强度的加强反过来又有利于防水能力的稳固, 综合克服水灾害。不受水体侵害的桥面寿命长, 通行率高、质量过关、安全系数好, 能够最大程度发挥其使用效果。隔水地带的直接作用是防止水体下渗, 保持桥内部结构完成不受侵害。另一方面防止桥体分离, 因为桥体并不是一个统一成分的整体, 它分为沥青混凝土面层和复合桥面水泥混凝土铺装层。这两个层面相组合才是现在我们所看到和使用的桥。沥青混凝土层面的效用和意义是适应温度产生的道路热胀冷缩, 加强弹性, 最高能够适应180度的高温而不液化。保护桥体由于硬度高而韧度小在内力和外力作用下产生破裂, 承重度也相应增加。

4 复合桥面水泥混凝土铺装层的防水层的施工监理要点

4.1 复合桥面混凝土防水层施工前的准备工作

复合桥面对表层材质和施工的要求有结实, 稳固、整洁、缓和、平实、但不可光滑。所以施工时会用到混凝土毛刷这一程序。进行处理好水泥混凝土铺装层的混凝土表层净浆。即在桥面水泥混凝土铺装层施工后, 水泥混凝土初凝后至未终凝的时间间隔内, 采用钢丝刷或刷毛机进行表面浮浆处理。要求刷毛的效果要达到水泥混凝土中的粗骨料的碎石均匀外漏。无混凝土表层浮浆。使水泥混凝土桥面铺装层表面无浮浆, 与桥面沥青混凝土面层的结合表面粗糙。为了使复合桥面水泥混凝土铺装层的平整度不受刷毛影响, 刷毛深度控制以清除表层浮浆为目的, 因此在水泥混凝土铺装层时适当将桥面标高提高2mm~3mm左右, 确保水泥混凝土桥面铺装层的施工厚度。另外采取刷毛的施工工艺可以有效地避免桥面混凝土铺装层表层裂缝的产生, 使复合桥面的水泥混凝土层达到表面平整、粗糙。经过刷毛处理后的二者界面的嵌锁力和接触面积都有很好的改善。

在复合桥面混凝土防水层施工前, 将在桥面上残余的水泥混凝土、砂浆及附着物清理干净。对防撞墙或防撞护栏基础施工之后残余的铁丝、钢筋、模板及密封模板时所用的杂物清理干净, 尤其对已完成的水泥凝土桥面铺装层上残留的油污要进行重点清理, 并对桥面水泥混凝土铺装层的局部突出处进行铣刨, 除去过高的突出部分, 以确保水泥混凝土桥面铺装层的平整、干净、无杂物、无油污。主要利用人工清理, 可使用鼓风机吹干路面, 减少潮湿, 加快坚固工作。清理后向监管人员进行报告, 进入检测试验阶段, 过关后进入下一环节, 这样做的目的是为了保质保量, 避免一层工作为下一层工作留下隐患。

4.2 复核桥面混凝土防水层施工前进行交通方案制定

复合桥面工程开展过程中要求断离交通。需要工作人员提前做好请示隔离工作。阻隔设施需明显, 注意夜晚照明工作, 以防过快车速来不及刹车造成双方事故。

4.3 复合桥面混凝土防水层的施工

清洁防水层的基面之后, 对水性沥青基防水涂料的洒布机车进行清洁, 做到车辆轮胎干净, 无粘结杂物、异物、轮胎干燥, 如预计在水性沥青基涂料表面干燥前会下雨则不应进行防水层的施工。水性沥青基防水涂料在气温15°以上, 表层干燥时间的参考值一般在3h左右, 在此期间, 对涂料的撒布时应注严禁随意踩踏未干的防水层, 水性沥青基防水涂料的施工方式为冷喷, 分2~3层喷洒。必须等施工的下层防水层彻底干燥后方可进行上层施工。喷洒前应将涂料搅拌均匀, 无结块等不良现象。喷洒时应对防撞护栏或防撞护栏基础进行局部封挡, 以防止影响防撞墙或防撞护栏混凝土的外观。喷洒时监理工程师要安排进行现场旁站, 并做好相应的旁站记录, 内容要求包括涂料的用料数量、撒布遍数、观感、撒布的起始时间、表层干燥的时间等相关内容。在复合桥面混凝土防水层桥面部分施工结束后, 应对防撞墙或防撞护栏的基部进行人工涂刷防水层涂料, 涂刷的高度要求为高出沥青混凝土面层2cm~3cm, 范围为全桥。时间要求在水性沥青基防水涂料表面干燥前进行涂刷, 对结合部位要做重点观测检查, 不得有疏漏或涂刷不到位的情况。防水层厚度按设计要求的厚度进行喷洒, 建议采用按材料用量推算, 一般情况下, 不少于2kg/m2。在防水层的施工过程中应注意水性沥青基防水涂料的运输、搅拌及使用时做好相应的防护措施, 以免沥青基防水涂料造成二次污染和环境污染。对桥梁设置有泄水孔的尤其要做好泄水孔的防渗、防流失的处理措施, 避免水性沥青基防水涂料在液态时流动造成环境污染、影响桥梁梁体侧面的外观等。以及减少或避免二次处理所发生的各项费用。

4.4 复合桥面混凝土防水层的养护

防水涂层即使在施工完毕只有也不可以立即投入交通使用, 一定要等到完全干透, 经过检查试验没有问题后通过载重物, 但前期车辆不能过重, 最好为10t以下, 且车速不能太快, 不能进行刹车, 漂移、转向, 急停急驶等破坏性动作。保证隔水地带有效成型, 使用效果发挥到最大层面。

4.5 复合桥面混凝土防水层内业资料

从监管层次来说, 对工作质量的检查, 数据的记录工作十分重要。要求在数据勘测阶段详细记录各项参数于实际状况, 对施工人员, 施工环境的记录也很重要, 如是否在下雨, 当日温度, 施工总量, 完成时间, 面积、机械使用。并签字。

参考文献

桥面铺装层防水损害 篇4

1 工程概况

江阴长江公路大桥于1999年建成通车,位于江苏省江阴市。大桥是典型的悬索桥,其主跨1 385 m,双向6车道,桥面宽29.5 m,主梁采用流线型箱梁断面,钢箱梁全宽36.9 m,梁高3 m。

江阴长江公路大桥原钢桥面铺装采用的是英国浇筑式沥青混凝土(Mastic Asphalt,MA),防水粘结层采用橡胶沥青,见图1。

铺装完成通车后仅1年即出现车辙、裂缝等早期破坏,后来经过不断的小修和大修,铺装层及防水粘结层的种类也发生变化,但桥面铺装的早期破坏问题依然没有得到解决。引起桥面铺装病害的原因,见表1。

鉴于江阴长江大桥铺装的病害情况,相关部门立项对其进行了研究,寻找解决方案。

2 桥面铺装设计

2.1 防水粘结体系选择

应用于桥面铺装体系中,常见的防水粘结材料有:溶剂型沥青橡胶粘结材料(GS)、环氧沥青粘结剂(DER)和环氧树脂(EA)粘结材料等。溶剂型沥青橡胶粘结材料(GS)存在着缺乏过渡层、较高温度下(50~60℃)与钢板粘结强度低等问题;环氧沥青粘结剂(DER)具有粘结力强和感温性低等优点,但在浇筑式沥青混凝土施工前并未固化,运输车和摊铺机难以行走,摊铺困难;常温固化的环氧树脂(EA)体系不耐高温,虽然能与钢板牢固粘结,但与铺装层界面不易粘结,同时还存在着材料韧性不足的问题。

Eliminator防水粘结体系是以一种源于英国、主要用于钢桥面和混凝土桥面铺装的材料系统,它包括Tack Coat No.2胶粘剂、甲基丙烯酸树脂类防水层和Zed S94底涂防腐层,各层的功能和用量见表2。

Eliminator防水粘结体系的基本特点:(1)使用可靠性较高,Eliminator防水粘结体系在世界上有近2 000座桥梁得到了应用,在欧洲,其使用寿命达到50年以上;(2)层间结合力强,韧性、抗剪性、抗拉拔性好(与钢板的拉拔强度和其他几种系统的比较结果,见图2),较少出现脱层问题;(3)防水可靠性好,Eliminator防水体系厚度约2 mm,成膜厚度大,防水耐久性好,并在浇筑式沥青混凝土与钢板之间起到有效的过渡作用,降低铺装层表面横向拉应变。

研究和实践应用表明,Eliminator防水粘结体系与浇筑式沥青混凝土的组合应用能够充分提高钢桥面铺装的防水能力,提高铺装的使用寿命。

2.2 江阴长江大桥桥面铺装结构设计(试验段)

江阴长江大桥双层聚合物改性沥青浇筑式混凝土铺装试验段,采用Eliminator防水粘结体系作为防水粘结层,构造如图3所示。

在聚合物改性沥青浇筑式混凝土(GA)铺装结构中,沥青用量在7%~9%之间,混凝土空隙率接近于0。因此,改性沥青浇筑式混凝土具有较好的防水性能,与沥青砂胶层(如果有)和防水粘结层一起构成有效的防水体系,阻止水分进入铺装下层与钢板之间,防止出现因水分侵蚀钢板和界面而造成降低粘结力、脱层病害。

3 桥面铺装防水粘结层施工

3.1 施工前的准备

对桥面进行清理,清除杂物或其他障碍物,见图4。

对桥面进行喷砂除锈处理,见图5。采用砂轮对边角进行人工打磨,采用自动喷砂机对中间区域进行除锈,然后对清洁度和表面粗糙度进行检测,清洁度应达到Sa2.5级,粗糙度应达到50~100μm。

3.2 Zed S94防腐层施工

喷砂除锈检验合格后,在3 h内进行Zed S94防腐底涂层施工,见图6。当采用喷涂施工时,可用质量分数为25%的二甲苯稀释Zed S94防腐剂。对喷涂过程中出现的涂料流淌部位,辅助以人工用滚筒补刷。Zed S94用量为150~200 g/m2,干膜厚度约为50μm。

Zed S94的干燥时间视现场环境而定,温度为10℃时,其固化时间约为60 min。

3.3 甲基丙烯酸树脂防水层施工

待防腐金属底漆Zed S94固化后,喷涂Eliminator防水材料,分两层进行施工,见图7。每层湿膜厚度不小于1.2 mm,干膜总厚度不小于2 mm,Eliminator材料的总用量为2 500~3 500 g/m2,待首涂层固化后,直接喷涂下一层,间隔时间取决于温度,参照产品说明书并结合完全固化标准现场确定。Eliminator防水材料含A和B两种树脂组分以及一种催化剂,施工前先将催化剂加入B组分充分搅拌均匀后,再和A组分搅拌后喷涂。具体掺配比例及喷涂时间,根据厂家的产品说明而定。

3.4 Tack Coat No.2胶粘剂施工

Eliminator防水层喷涂结束并完全固化后,应立即喷涂Tack Coat No.2胶粘剂,可采用刷涂、滚涂(图8)或无气喷涂的方法施工。施工时,应用直尺或其他工具将Tack Coat No.2胶粘剂与搭接区分隔。Tack Coat No.2胶粘剂的喷涂用量为100~200 g/m2。Eliminator防水粘结体系施工完毕后的效果,见图9。

3.5 质量控制

质量控制主要采取材料抽检和现场力学性能试验的方法,见图10。

3.6 跟踪观测

对采用Eliminator防水粘结体系的双层聚合物改性沥青浇筑式混凝土铺装结构进行了为期3年的跟踪观测,观察结果见图11。结果表明Eliminator防水粘结体系使用效果良好。

4 结论

本工程铺装结构试验段采用双层聚合物改性沥青浇筑式混凝土+Eliminator防水粘结体系。通过对施工工艺严格控制,使得Eliminator防水粘结体系施工质量得到了有效保障。3年的跟踪观测结果表明,Eliminator防水粘结体系+双层聚合物改性沥青浇筑式混凝土铺装结构性能优良,没有出现车辙、拥包、大面积开裂和脱层等问题,取得了成功,具有在钢结构桥梁中大规模推广应用的价值。

参考文献

[1]闫东波,赵国云《.江阴长江大桥重交通钢桥面聚合物改性沥青浇筑式混凝土铺装技术研究》研究报告[R].重庆:重庆交通大学,2012.