組合梁橋面鋪裝防水粘結層研究

楊 明

(重慶交通大學 土木工程學院 重慶 400074)

組合梁橋面鋪裝防水粘結層研究

楊 明

(重慶交通大學 土木工程學院 重慶 400074)

本文通過分析組合梁橋面鋪裝防水粘結層的作用及一般要求，系統(tǒng)詳細地對橋面鋪裝粘結層的各種材料進行相關試驗并對比分析，得出防水材料各自的優(yōu)缺點，提出我國現(xiàn)狀橋面鋪裝粘結層防水材料試驗指標規(guī)范的缺陷，為組合梁橋面鋪裝結構在設計使用期限內的使用性能和耐久性奠定理論基礎。

組合梁；防水粘結層；試驗指標；材料分類

概述

防水粘結層對于橋面鋪裝起著重要作用，混凝土橋面鋪裝急需使用有效的防水粘結層，我國相關規(guī)范如《公路瀝青路面設計規(guī)范》中也規(guī)定了橋面瀝青鋪裝應設防水粘結層。為了保證瀝青混凝土橋面鋪裝結構在設計使用期限內的使用性能和耐久性，首先要優(yōu)化橋面防水粘結層設計。

防水粘結層的一般要求

為了解決鋪裝層和橋面板之間的粘結性，凸顯防水粘結層的作用，從以下幾個方面考慮防水粘結層的一般要求：首先是密水，選擇空隙率小的瀝青混合料類型，加強壓實，防止雨水的滲入；其次是加強排水，設置完善的排水設施與排水系統(tǒng)；三是提高瀝青混合料與水泥混凝土橋面的水穩(wěn)定性和抗沖刷能力，加強界面連結與防水層的作用；四是要有足夠的橋面鋪裝厚度，諸多研究表明，當瀝青層厚度大于6 cm時，基本可滿足防水層不被剪切破壞的要求，但受橋梁恒載限制，一般的瀝青混凝土鋪裝不大于10 cm。

橋面鋪裝粘結層材料分類比較

除了防水粘結層的一般要求外，橋面鋪裝粘結性強弱還取決于對橋面鋪裝粘結材料的選擇。目前應用于橋面鋪裝的粘結材料有多種，按施工方式來分一般包括熱熔性粘結材料、溶劑性粘結劑和熱固性粘結材料。

熱熔性粘結材料是由瀝青摻加樹脂（如松香）和各種聚合物（pva、pe）等組成的具有高粘度、高彈性的聚合物改性瀝青。這種材料具有一定的變形能力，也具有良好的防水封閉作用，但是在高溫下容易變軟，粘結力下降。在剪切荷載作用下，橋面鋪裝容易在這層產生推移。因此，要求粘結層材料在鋪裝高溫范圍以內較硬，具有足夠的抗剪切能力。

溶劑型粘結材料一般多指改性瀝青、改性乳化瀝青以及可溶性的橡膠瀝青。這種材料除了同樣具有高溫軟化的缺點外，其內部含有的熱敏性物質在接觸瀝青鋪裝層攤鋪時的高溫時會釋放出氣體，從而使鋪裝層產生氣泡。國內使用較多的是改性瀝青以及改性乳化瀝青粘結層。

熱固性粘結材料主要指環(huán)氧瀝青，它將環(huán)氧樹脂加入瀝青中，經與固化劑發(fā)生固化反應，形成不可逆的固化物。這種材料從根本上改變了瀝青的熱塑性質，賦予瀝青全新的優(yōu)良物理力學性能。同前面兩類材料相比，這種材料無論在粘結能力、變形能力，還是在熱穩(wěn)定性方面，都具有明顯的優(yōu)勢。

具體材料分類對比如下：

水乳瀝青類：乳化瀝青、改性乳化瀝青、復合改性乳化瀝青，水乳型防水涂膜施工快、無污染。 均為薄質涂膜，厚度不超過1 mm，極易遭受施工損壞，防水效果差。即便后面采用了改性瀝青，由于荷載條件下瀝青類材料本身的防水局限性，以及密級配瀝青混凝土的防水性局限，因此其防水性并未得到提高。

熱融瀝青：熱融瀝青、熱融改性瀝青，施工快、無污染。起不到防水作用。且熱融瀝青類防水材料由于多了加熱這道工序，施工時質量更不好控制。

封層類：稀漿封層，固化成型后混合料空隙率低，防水性能高。稀漿具有良好的流動性，可起到封閉裂紋的作用。常溫呈脆性，在行車荷載的沖擊和橋面反射裂縫作用下，可能會出現(xiàn)裂縫，從而影響其防水效果；且只針對密級配瀝青混凝土而言具有很好的防水效果，實際上，它并不能真正完全防水。

胎體類：卷材、幾布幾涂 施工簡便。內卷材良莠不齊，很多根本起不到防水的效果，且質量較好的卷材價格較高，不利推廣。

細質瀝青混凝土類：瀝青瑪蹄脂、薄層瀝青砂，具有較好的防水效果。熱穩(wěn)性一般較差，使用中鋪裝容易產生變形和推擁。

水泥基或有機硅滲透結晶防水材料：具有極好的親水性，滲透深度最大可超過30cm。粘結能力一般，需要灑布粘層油，且只能防止路面水進入橋梁結構內部，施工麻煩，需灑水養(yǎng)護24h。

高分子塑性類：聚氨酯，耐老化，防水性能好。對基層干燥度要求高，與瀝青混合料的粘結力差，很容易出現(xiàn)層間脫離，另外，造價也比較高。 環(huán)氧樹脂，粘結強度高，防水性能好，做拉拔試驗即使混凝土本體發(fā)生破壞，環(huán)氧粘結層也很難發(fā)生破壞 造價比較高，施工受天氣影響較大，氣溫低于10℃或雨天都不能施工，一般只適合用于重要橋梁工程。

防水粘結層材料試驗分析

通過以上對橋面防水粘結層材料進行直觀的比較，可以對國內粘結層材料現(xiàn)狀有個大體的認識。但對防水材料的性能進行評價，需要進行指標量化，即通過試驗評定材料性能的好壞。

相比國外在防水層材料路用性能室內試驗和野外測試方面形成的一套完善方法，我國在這方面的研究才剛剛起步，涉及到的試驗一般有直剪試驗、透水試驗、拉拔試驗、車轍試驗、抗刺破性能試驗和防水材料高低溫試驗等。由于現(xiàn)行規(guī)范中橋面鋪裝及防水設計還是空白，因此各項性能試驗目前還沒有統(tǒng)一的指標，各地區(qū)可根據氣候情況和所選防水材料性能進行有選擇的試驗并制定指標。

室內直剪試驗是為了確定防水層抵抗水平剪切應力的能力，建立相應的剪切指標。橋面防水層在瀝青混凝土面層攤鋪和碾壓時，往往容易被刺破而滲漏。進行抗刺破性能試驗是為了評價防水層承受碾壓的不透水性能是否滿足阻止水進入橋面板的要求。而不透水試驗則是在一定壓力和一定時間下，測定防水層材料的不透水性能。

橋面防水層高溫耐熱度試驗是為了保證瀝青混合料碾壓作業(yè)中，要求防水層適度的變軟、發(fā)粘或輕微的流淌以利于提高面層與防水層之間的粘結力，同時又要防止過度的發(fā)軟和流淌以避免熱集料刺破防水層。

當溫度下降時，材料的脆性增強，在收縮變形時會導致斷裂，所以要對材料的低溫性能加以研究，該項性能一般在寒冷地區(qū)考慮。

由此可見，我國對橋面鋪裝粘結層材料相關試驗的規(guī)范還有待完善，且應提出相應的橋面鋪裝及防水設計的指標，如此才便于橋面粘結層材料性能評價的量化。

結論

防水粘結層對于瀝青混凝土橋面鋪裝結構在設計使用期限內的使用性能和耐久性起著重要作用。防水粘結層除了滿足一般要求外，其粘結性的強弱還取決于對橋面鋪裝粘結材料的選擇。然后我國現(xiàn)狀的橋面鋪裝粘結材料種類雖然多，但是各有利弊，需要結合實際情況進行合理選擇。

[1]馬芹綱,周孔.耐久型混凝土橋鋪裝結構防水體系設計研究[j].城市道橋與防洪,2009(11).

[2]張勝,黃啟帝.混凝土橋面鋪裝的研究[j].城市道橋與防洪,2010(7).

[3]周孔.城市高架橋防水粘結層設計參數研究[d].同濟大學碩士論文,2010.

Study on waterproof adhesive layer of composite bridge deck pavement Yang Ming1

(School of Civil Engineering & Architecture，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074)

the waterproof layer binding for bridge deck pavement plays an important role. this article through the thorough understanding of the role of waterproof bond and the general requirements, the system of each detail deck surfacing layer material and relevant test binding comparison and analysis the merits and demerits of the waterproof material, put forward the current status in china, the bridge deck pavement bonding layer waterproof material test index of the regulation of the defect, to asphalt concrete bridge deck pavement structure used in design within the time limit properties and durability of the use of the theoretical foundation.

Composite bridge；waterproof bonding layer；test index；material classification

U45

B

1007-6344（2016）08-0017-01

楊明(1988-)，男，重慶交通大學道路與鐵道工程專業(yè)碩士研究生