浅析桥面防水粘结层作用及其常见问题分析

浅析桥面防水粘结层作用及其常见问题分析

郭彦伟

黑龙江省农垦绥化管理局交通运输局

摘要:为了保护桥梁免遭渗水侵蚀，提高桥梁的耐久性能，延长其使用寿命，在桥梁设计和施工时，必须高度重视路桥的防水问题。本文详细介绍了桥面防水粘结层作用,以及目前存在的主要问题,为桥面防水粘层问题的解决提供了有利的技术积累。

关键词: 桥面 防水粘结层 问题

1.桥面防水粘结层重要性及目前存在问题分析

国内在新建或改造的桥梁工程中，其防水工程的做法是在桥梁的钢筋混凝土结构与沥青混凝土铺装层之间加设防水层，其防水效果也逐步得到了广泛的认可。高等级公路的桥梁桥面防水也逐步成为一项必须采取的措施。

1.1桥面防水特点

桥梁防水同建筑防水相似，是一个系统工程，涉及材料、设计、施工和维护管理，其中材料是基础，设计施工是保证。目前我国公路桥梁及城市立交的桥面普遍采用沥青混凝土铺装层，在这种条件下，做好防水层设计，合理选择防水材料，正确制定施工工艺就显得尤为重要。

(1)因为桥梁面层普遍采用沥青混凝土或改性沥青混凝土做行车路面层，所以防水层所采用的材料必须能够承受热沥青混凝土摊铺碾压施工过程中的施工损伤以及夏季高温下防水层的传载性能。要求其材料在150℃时不流淌，并具有抗硌破指标。

(2)防水层必须具有在高温下碾压不透水性。

(3)防水材料必须同时具有与水泥混凝土和沥青混凝土的较强亲和性，以保证沥青混凝土摊铺时桥面结构的稳定，防止防水层产生挪动。

(4)桥面防水材料必须具有较好的低温柔性，具有低温抗裂指标，在冬季条件下能有效遏制桥面裂缝。

(5)桥梁正式投入使用后，如产生渗漏，其治理难度是很大的，因此桥面防水层的施工质量必须保证一次合格，而且必须保证桥面施工全过程中防水层不受损害，施工管理必须适应这种要求。

1.2桥面防水材料分类

目前，国内的钢筋混凝土桥梁设置防水层，所采用的防水材料以柔性防水材料为主，其主要大类品种有:防水卷材、防水涂料、专用防水密封材料等。

根据对近年来数条高速公路采用防水材料种类的调查，常用的桥面防水材料主要有乳化沥青、改性乳化沥青、热沥青、热改性沥青、APP卷材、SBS卷材。其中，改性乳化沥青、热改性沥青、APP卷材用量最多，乳化沥青和热沥青已经很少使用，部分高速公路的桥面防水工程开始将国外的自粘卷材、树脂类防水层用于实验工程。与国外相比，我国的桥面防水材料种类少，档次低，若采用英国TRRL根据实际应用防水材料的调查来分类的思路，则不能体现防水材料在国际上的先进发展方向。

我国尚未生产合成高分子类涂膜，但是，已有国外产品开始进入中国市场。在沥青类防水层中，溶剂型属淘汰产品，已基本不用

在分类中将复合改性乳化沥青类和复合改性沥青类单独分类。原因是目前使用的涂膜类防水层基本都属于单一改性类产品，存在许多缺点。由于水乳型防水涂膜施工快、无污染，所以使用量极大。但是，目前使用的所有此类产品均为薄质涂膜，厚度不超过1mm，极易遭受施

工损坏，防水效果极差，故在分类中强调水乳型防水涂膜属薄质或厚质。

1.3桥面防水粘结层的作用及技术要求

1.3.1桥面铺装防水粘结层的作用

桥面铺装防水粘结层的作用概括起来有几个方面:

(1)防止水渗入水泥混凝土桥面或滞留在桥面板上，起到防水、隔水作用;

(2)保护混凝土桥面，防止混凝土桥面与水及有害物质的接触，防止桥面混凝土发生水损害与其它有害物质的腐蚀;

(3)将铺装层与桥面板粘结成一个整体，充分发挥铺装层与桥面板的复合作用，改善桥面板与铺装层的受力情况;

(4)用作应变吸收层，吸收铺装层和桥面板之间部分相对位移，从而减小铺装层内的应力，同时防止反射裂缝;

(5)在防水粘结层的使用年限内，应保持上述各项功能不发生过早的衰减与失效。

1.3.2桥面防水粘结层材料技术要求

防水粘结层的整体性能、作用与其所选用材料的性能要求是密不可分的，选择防水粘结材料时必须注重如下一些要求:

(1)不透水性:首先，作为防水材料，在桥面所可能遇到的各种情况下都应该是不透水的，包括交通荷载促使面层结构内孔隙水造成的瞬间高压。另外，面层、主梁、防水粘结层上的接缝处，尤其应注意。

(2)力学性能稳定:防水粘结层分离面层(作用交通荷载)和桥梁结构，因此，防水粘结材料还须具有良好的力学性能能够适应结构的各种变化，且在面层传来的各种荷载应力下(包括垂直应力和水平剪力)或在急弯、陡坡区域不会使面层和主梁脱离。在桥面可能遇到的所有温度状况下保证力学性能稳定，不致由十设置防水粘结层而导致面层的早期破坏。

(3)抵抗桥面裂缝处的破坏:虽然在桥梁设计时，就通过配筋设计或设置预应力筋来确保桥面不出现裂缝或将裂缝控制在一定的容许范围内，并进行裂缝宽度验算，但仍有必要要求防水粘结材料具有抵抗裂缝破坏的能力。其中，交通荷载、温缩效应和桥面负弯矩(连续梁结构或悬臂梁结构)造成的裂缝是主要的。当这一种方式叠加时，出现裂缝的几率也会大大增加。

(4)耐久性:柔性防水粘结材料多为有机材料或高分子改性沥青，而有机物最大的缺点是容易老化。在热、光、风雨、微生物、氧等各种因素综合作用下，材料会发生以过氧基为中间体的链式反应(自动氧化过程)。不少研究表明，这种自动氧化反应在常温下进行缓慢，当加热时，由于在热分解的同时还发生热氧化反应，会使反应加速。老化后，材料会丧失原先的一些优良性能，弹性、韧性、强度都会逐渐退化。如果耐老化性能过差，还会降低与其它层次的粘结力，导致面层早期破坏。

2.常用桥面防水粘结层存在问题分析

2.1材料问题

2.1.1材料的软化点过低或软化点过高都会导致它与上、下结构层间的粘结力过低。软化点过低的粘结层材料在高温条件下内聚力下降，即使有好的粘附性，粘结力也会降低。

2.1.2有一些粘结层材料软化点过高，通常为化学反应型，其强度在形成后有不可逆性。这类材料虽然高温稳定性很好，但是强度形成以后，材料表面光滑而且缺少剩余化学键力，与沥青混凝土铺装层的粘附性很差，因此层间的粘结力也很低。

2.1.3采用防水卷材或多布涂油进行桥面防水处理时，因为大多数桥面是不平整的、粗糙的，而卷材是光面的，所以，桥面板的表面相对平整度不能够满足与防水卷材100%结合的要求，施工中难免防水卷材下有局部空鼓，这些空鼓空间的空气遇热膨胀，在车辆荷载作用下产生漂移运动，使原本粘结良好的地方被撕开。而且，在桥梁复杂应力与恶劣气候影响下，两者的结合面极易遭到破坏，层间发生滑移与脱离，而使防水失效。

2.2施工问题

(1)喷洒型沥青或改性沥青防水粘结层施工工序复杂，多机操作，结合料温度降低快，石料粘附性差，在桥梁复杂受力作用下和恶劣气候条件影响下，粘结力显著不足，易发生层间滑动与剥离，使防水失效。

(2)防水卷材类防水粘结层，施工难度大，施工不当经常会发生漏铺、破漏、脱开、翘起、皱折、火气等问题，造成防水粘结层的失效或破坏，而且易在摊铺机与装运车辆作用下遭到破坏而发生漏水。

(3)由于上述防水粘结层与其上面的沥青混凝土桥梁铺装层及下面的水泥混凝土桥面的层间结合面上缺乏硬质骨料层，因此，与上、下面层之间缺乏过渡与连续过程，易与沥青铺装层与水泥混凝土桥面之间发生滑移与剥落，造成水的渗入而引起水损害，引起各类局部的或大面积的后继性病害，危及行车安全。

参考文献：

[1]沈金安，《改性沥青与SBS路面》，人民交通出版社，1998.

[2]沙庆林，高速公路沥青路面早期破坏现象及预防 北京:人民交通出版社，2001.

[3] JTG H10-2009《公路养护技术规范》 人民交通出版社，2009

作者简介：郭彦伟，男，生于1979年11月，毕业于黑龙江工程学院，本科学历，现职称交通工程师，工作于黑龙江省农垦绥化管理局交通运输局。

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