橋面鋪裝防水粘結(jié)層分析

劉杰勝，李東來，蔡振剛，何益平

（1.武漢工業(yè)學(xué)院 土木工程與建筑學(xué)院，武漢430023；2.中建商品混凝土公司新型建材廠，武漢430205）

1 概述

隨著交通建設(shè)的發(fā)展，橋面鋪裝已成為世界關(guān)注的技術(shù)難題。橋面鋪裝問題近年來在我國受到了普遍重視，但仍不能滿足實際生產(chǎn)的需要。橋面鋪裝也出現(xiàn)了各種病害。橋面防水層設(shè)置的主要目的是提高橋梁的耐久性和整體性，作用主要表現(xiàn)在層間防水與粘結(jié)過渡［1］。它將橋面板與鋪裝層連結(jié)為一個整體，可有效改善橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的受力狀況，對鋪裝層的使用耐久性影響顯著［2］。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，防水粘結(jié)層破壞或脫落導(dǎo)致水分的滲入，造成橋面鋪裝破壞及腐蝕橋面板，究其原因是由于鋪裝層與橋面板層間結(jié)合面粘結(jié)力差，抗水平剪切能力較弱，在水平方向上產(chǎn)生相對位移發(fā)生剪切破壞，產(chǎn)生橋面推移、擁包等病害［3］。因此，開展橋面防水粘結(jié)層研究對提高橋梁服役質(zhì)量和延長橋梁使用壽命具有重要意義。

2 防水粘結(jié)層材料種類

目前，應(yīng)用于橋面鋪裝層中的粘結(jié)材料主要有3類：①高分子聚合物類，如氯丁膠乳瀝青、橡膠瀝青、環(huán)氧樹脂、SBS改性瀝青等；②瀝青基類，如再生橡膠瀝青、乳化瀝青等；③卷材類，如聚合物瀝青防水卷材、瀝青熱熔卷材、瑪蹄酯等。

2.1 高分子聚合物類

目前高分子聚合物防水材料用于橋面防水粘結(jié)層的主要有環(huán)氧膠乳、聚氨酯彈性防水涂料和丙烯防水涂料。其中，環(huán)氧膠乳防水涂料是環(huán)氧樹脂乳液和氯丁膠乳的混合體。聚氨酯彈性防水涂料是以聚氨酯為主體配合其他材料，由甲乙兩種組合而成，固化而成的富有彈性的橡膠防水層。丙烯防水涂料是以改性丙烯酸酯多元聚合物為基料，添加各種助劑及填充料構(gòu)成的高性能單組份涂膜材料，可在潮濕地面施工，有一定的透氣性［4］。

2.2 瀝青基類

針對不同的橋面，瀝青基防水粘結(jié)材料種類也不同。鋼橋面鋪裝防水粘結(jié)層使用的材料可分為熱熔型粘結(jié)材料、溶劑型粘結(jié)材料和熱固性粘結(jié)材料。熱熔型粘結(jié)材料由瀝青摻加樹脂（松香）和各種聚合物（PVA、PE、SBS、MAC、SBR）等組成。溶劑型粘結(jié)材料由乳化瀝青和可溶性橡膠瀝青。熱固性粘結(jié)材料主要是指環(huán)氧樹脂，將環(huán)氧樹脂加入瀝青中，經(jīng)與固化劑反應(yīng)，形成固化物。

水泥混凝土橋面鋪裝防水粘結(jié)層使用材料包括水乳瀝青類、熱融瀝青類、封層類、胎體類、細(xì)質(zhì)瀝青混凝土類等。其中，水乳瀝青類、熱融瀝青類和封層類使用較多［5］。水乳和熱熔瀝青是目前使用較多的一類橋面鋪裝防水粘結(jié)層材料。水乳型瀝青如乳化瀝青、改性乳化瀝青及可溶性橡膠瀝青。熱熔瀝青包括瀝青及各種改性瀝青等。乳化瀝青稀漿封層技術(shù)是以級配碎石材料為集料，以滿足相關(guān)技術(shù)要求的乳化瀝青材料為結(jié)合料，加入適量的水、填料及必要的外加劑，按設(shè)計比例配制成具有一定技術(shù)性能的稀漿混合料。

2.3 卷材類

卷材類防水粘結(jié)材料是指由工廠預(yù)制生產(chǎn)成型的材料，使用時被粘到橋面板上形成連續(xù)的防水層。主要種類有APP卷材、聚合物瀝青防水卷材、瀝青熱熔卷材、砂膠瑪蹄酯等。

3 防水粘結(jié)層施工工藝

交通部JTJ 014—97《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》指出：防水層有3種類型：①撒布薄層瀝青或改性瀝青，其上撒布一層砂，經(jīng)碾壓形成瀝青涂膠下封層；②涂刷聚氨酯膠泥、環(huán)氧樹脂、陽離子乳化瀝青、氯丁膠乳等高分子聚合物涂膠；③鋪裝瀝青或改性瀝青防水卷材，以及浸漬瀝青的無紡?fù)凉げ?。設(shè)計時應(yīng)選用便于施工、堅固耐久、質(zhì)量穩(wěn)定的防水材料［6］。具體的防水粘結(jié)層施工工藝如下所示：

3.1 橋面板處理

對于水泥混凝土橋面鑿毛處理后要保持橋面干凈，要完全清除浮漿，做到橋面清潔，沒有浮沉雜物。對于不平整的地方應(yīng)先找平層，再進(jìn)行拉毛處理，這樣可以提高防水層與混凝土的抗剪切能力，增加二者之間的粘結(jié)力［7］。

3.2 鋪設(shè)、噴灑施工

3.2.1 灑布、涂布施工

灑布施工主要適用于改性乳化瀝青，一般采用專用的瀝青灑布設(shè)備，既可控制灑布速度、油量，又可大面積地快速施工。涂布施工主要適用于涂膜類防水層的施工，將防水材料均勻涂布于基層找平層上。涂刷時應(yīng)做到厚度適宜，涂布均勻，不得有流淌、堆積或漏涂現(xiàn)象［8］。

3.2.2 熱噴涂施工

熱噴涂施工一般用于瀝青或改性瀝青。噴撒前將改性瀝青加熱到180 ℃～185 ℃，以確保施工過程改性瀝青的可噴撒性。噴撒要均勻，控量要準(zhǔn)確，并保證粘結(jié)層在橋面上形成一個完整的表面層，且這種聚合物改性瀝青材料的涂布一般為3層，防水粘結(jié)層厚度以平均1.0mm為宜。

3.2.3 鋪設(shè)施工

鋪設(shè)施工一般用于卷材類橋面防水粘結(jié)層施工。對于卷材類的施工，可根據(jù)不同的材料分別選用熱熔施工工藝和冷貼施工工藝。采用熱熔法鋪設(shè)卷材時，先把卷材鋪在預(yù)定的位置上，將卷材用火焰加熱器加熱熔融涂蓋層，并黏貼固定在預(yù)定的基層表面上，滾鋪時應(yīng)排除卷材與基層間的空氣，使之平展并粘結(jié)牢固，卷材的搭接縫部位以均勻地溢出瀝青為宜。使用冷貼法施工時，應(yīng)先噴灑粘層油，然后再鋪設(shè)卷材［9］。

3.3 保護(hù)層施工

英國的TRRL（Transportation Research Laboratory）針對防水層施工后的滲漏、層間粘結(jié)力差及耐高溫性能不足等病害，對英國所有通過質(zhì)量認(rèn)證的防水材料進(jìn)行了系統(tǒng)的測試和研究，認(rèn)為一般防水材料在熱瀝青混合料的高溫和壓路機(jī)的碾壓作用下，極易產(chǎn)生損壞。因此，建議防水層應(yīng)設(shè)置保護(hù)層。

日本采用瀝青層＋板狀防水材料＋橡膠瀝青黏結(jié)劑；丹麥在噴沙處理過的橋面上涂環(huán)氧樹脂做底涂層，鋪設(shè)完全黏結(jié)于橋面的改性瀝青防水卷材，然后依次鋪筑1.5～2.0cm的開級配瀝青混凝土保護(hù)層（可排除滲水）和4cm改性瀝青混凝土黏結(jié)層及4cmAC或SMA磨耗層；法國一般用改性合成橡膠乳液做底涂層，高分子聚合物涂膜或卷材防水，2.2cm瀝青碎石做保護(hù)層，在鋪設(shè)7～10cm的瀝青混凝土做面層；德國采用的形式與丹麥基本相同，但采用排氣層以取代保護(hù)層［10］。

4 展望

橋面鋪裝防水粘結(jié)層的設(shè)計和施工是一個系統(tǒng)工程，控制好每一環(huán)節(jié)是粘結(jié)防水層性能可靠的保證。本文主要綜合了國內(nèi)外對橋面防水層的研究概況，介紹了橋面防水粘結(jié)層的材料使用情況和施工工藝。在將來的研究中，防水材料在施工過程中的損傷，新型高性能的防水材料和先進(jìn)的施工工藝將是未來發(fā)展的趨勢。

［1］溫學(xué)明.SBS陽離子改性乳化瀝青加石屑結(jié)構(gòu)在彰龍高速公路橋面防水層中的應(yīng)用［J］.華東公路，2010（5）：33-35.

［2］何偉.大跨徑橋面鋪裝防水粘結(jié)層應(yīng)用技術(shù)研究［J］.山西建筑，2007，33（5）：307-308.

［3］張宏煒.淺談柔性涂膜類橋面防水粘結(jié)層施工［J］.華東公路，2011（3）：30-32.

［4］徐永新，周嚴(yán).高粘度改性瀝青橋面鋪裝防水粘結(jié)層研究［J］.山西建筑，2011，37（1）：92-93.

［5］龍海.混凝土橋面防水層技術(shù)綜述［J］.工程建設(shè)與設(shè)計，2010（7）：114-117.

［6］張志祥，白琦峰.橡膠瀝青結(jié)構(gòu)性防水粘結(jié)層試驗研究［J］.石油瀝青，2011，25（1）：44-47.

［7］王軍.橋面防水涂層施工技術(shù)研究［J］.內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸，2011（5）：37-38

［8］劉黎萍，彭一川，邵靜.混凝土橋面鋪裝粘結(jié)防水層材料關(guān)鍵性能研究［J］.建筑材料學(xué)報，2010，13（1）：48-51.

［9］羅杰.混凝土橋面柔性鋪裝結(jié)構(gòu)的粘結(jié)防水層研究［J］.公路工程，2010，35（4）：22-25.

［10］楊育生，陳淵召，汪日燈，等.瀝青混合料橋面鋪裝層間工作狀態(tài)確定及新型防水粘結(jié)材料的研究，公路，2009（4）：119-123.