城市橋梁因橋面防水不利造成常見病害分析及結(jié)構(gòu)防水技術(shù)研究

鄧曉路

(招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司)

1 常見病害分析及防治

1.1 病害形式一

(1)病害原因

由于填縫材料老化，使雨水滲漏導(dǎo)致鋼筋銹蝕后體積膨脹，對鋼筋周圍混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生張力導(dǎo)致開裂破損，開裂后雨水更容易進入混凝土裂縫，從而加快了鋼筋的銹蝕過程和受凍融破壞的程度，使得病害更加嚴(yán)重。

(2)病害防治

①將碎裂混凝土徹底鑿除，露出混凝土新鮮表面，鋼筋除銹后，涂刷阻銹劑，如鋼筋銹蝕嚴(yán)重，應(yīng)補植鋼筋，在新鮮的混凝土表面用環(huán)氧砂漿進行修補。

②拆除原有伸縮縫填充料，重新填泡沫塑料嵌條。用防水膠面漆灌縫，縫頂部須留有膨脹空間。

③重新安裝伸縮縫，注意澆筑混凝土的標(biāo)號應(yīng)比原有路面混凝土的標(biāo)號高一個等級。

1.2 病害形式二

(1)病害原因

由于保護層過薄，雨水沿橋邊梁外側(cè)自由外溢或橋面防水性能差，箱粱內(nèi)存水，引起梁底或邊孔肋下緣鋼筋銹蝕，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開裂、破碎、鋼筋外露。開裂后雨水更容易進入結(jié)構(gòu)內(nèi)，反過來加快了鋼筋的銹蝕過程，使得病害加重。造成粱底及邊孔肋下緣大面積混凝土破損，鋼筋截面削弱，承載力下降。堿骨料反應(yīng)是病害原因之一，而水的滲漏是堿骨料反應(yīng)的必要因素和促進原因。

(2)病害防治

①按病害一的局部修補方式進行修補。

②全面清理鋪裝層，清洗干凈，在局部裂縫處鋪貼“防裂貼”，橋面按1.5kg/m2的量分兩次涂刷“優(yōu)止水”并養(yǎng)護24h，最后進行橋面鋪裝。

③橋面應(yīng)有序排水，防止雨水沿橋邊梁外側(cè)自由外溢。

2 提高橋梁質(zhì)量的應(yīng)對措施

橋梁常見病害多與水有關(guān)，而這些常見病害如果不能及時進行治理，將直接影響橋梁使用壽命，造成經(jīng)濟損失。僅僅對病害處進行維修而不采取必要的保護措施對整個結(jié)構(gòu)進行保護，是不能徹底解決混凝土的病害問題。要想延長混凝土橋梁的使用壽命，節(jié)省維修成本，必要的防水保護措施是必不可少的。

3 橋面防水概述

3.1 剛性防水

目前國內(nèi)常用的剛性防水材料有水泥基滲透結(jié)晶型防水材料和聚合物改性水泥基滲透結(jié)晶型防水材料。結(jié)晶型防水材料的作用機理是:它不僅依賴于其表面涂層，更重要的是能滲透到混凝土內(nèi)部形成結(jié)晶體，封閉了水的通道，但有一個前提:其基底混凝土不產(chǎn)生新的裂縫。一般來說，無論混凝土施工質(zhì)量如何均不能完全保證不開裂。因此剛性防水系統(tǒng)現(xiàn)很少使用。

3.2 柔性防水

(1)防水卷材。卷材防水層有較好的韌性，能承受一定的壓力、振動和變形，具有較好的耐腐蝕和抗?jié)B能力。卷材防水從石油瀝青卷材發(fā)展到催化氧化瀝青卷材、再生膠油氈，再到現(xiàn)在流行的SBS改性瀝青防水卷材、APP改性瀝青防水卷材。其中以聚酯氈為胎基，采用無規(guī)聚丙烯(APP是無規(guī)聚丙烯材料的縮寫)或其他聚烯烴類聚合物(APAO，APP)做改性劑，兩面附以隔離材料所制成的路橋防水卷材(統(tǒng)稱路橋用甲防水卷材)。這些防水卷材已在工程中較廣泛應(yīng)用。

(2)防水涂料。涂料防水層是在橋梁混凝土橋面板(或混凝土鋪裝層)結(jié)構(gòu)表面上涂刷防水涂料，固化后形成防水層。涂料防水層要求選用粘結(jié)性強、無毒和施工簡便的涂料。工程實際中主要采用陽離子乳化瀝青氯丁膠乳、聚合物改性瀝青和聚氨酯防水涂料、JS復(fù)合涂料等橋梁防水涂料。為增強防水效果，涂料還與玻璃纖維布、土工布等纖維材料復(fù)合使用。

4 APP防水卷材的工作機理

4.1 防水卷材的工作機理

柔性防水材料是依靠防水材料粘貼到橋面板上形成具有良好彈性的防水薄膜，隔斷水與混凝土的接觸，起到防水作用。同時防水材料良好的滲透能力使其從混凝土表面孔隙中進入混凝土內(nèi)部，堵塞混凝土內(nèi)孔隙，強化混凝土表面的自防水能力。這樣，通過雙重屏蔽作用使防水材料的防水功能得到有效實現(xiàn)。在形成防水膜和鋪面層的過程中，防水層與基層和面層的協(xié)調(diào)接觸是至關(guān)重要的，關(guān)系到橋面鋪裝的穩(wěn)定性和耐久性，有必要進行深入研究。

4.2 防水卷材的現(xiàn)狀

近年來，為滿足國家路橋建設(shè)的需要，北京、徐州、重慶、青島等地區(qū)的一些廠家均已陸續(xù)研究并正式生產(chǎn)路橋?qū)Ｓ玫母吣蜔崴苄泽w瀝青防水材料，各項指標(biāo)均已達到國家水平。

5 工程實例

以內(nèi)蒙古赤峰市2005年修建的臨潢大橋為例，該橋成功地應(yīng)用了APP防水材料。該橋為17孔×20m跨徑為340m的簡支梁橋，雙幅橋全寬53.3m。

設(shè)計荷載:城-A級。

設(shè)計車速:60km/h。

在該橋上使用了3mm聚酯胎，卷材上表面為頁巖片，下表面為PE膜的改性瀝青防水卷材。

6 結(jié)語

該橋從2005年建成至目前，從6年的使用情況來看，該橋未出現(xiàn)因水腐蝕引起的病害。APP柔性防水材料以其高強度、高延展性、高韌性、高耐溫性等性能，取得了良好的使用效果。通過采取防排相結(jié)合的防水對策，城市橋梁結(jié)構(gòu)防水技術(shù)取得了良好的效果，對減少橋梁病害的發(fā)生，提高橋梁耐久性具有積極的意義。

[1] 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ04l-2000)[S].人民交通出版社，2001.

[2] 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTJ021-89)[S].人民交通出版社，2001.