道路橋梁路基面防水施工技術(shù)分析

胡文鋒

（甘肅航空產(chǎn)業(yè)投資有限公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

在道路橋梁工程施工過(guò)程中，如果橋面的施工質(zhì)量控制不佳，在長(zhǎng)期雨水、雪水侵蝕下，水會(huì)滲透到橋面結(jié)構(gòu)內(nèi)，在混凝土內(nèi)產(chǎn)生凍結(jié)現(xiàn)象[1]，此時(shí)車(chē)輛的通行會(huì)對(duì)橋梁造成垂直壓力，致使其結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水出現(xiàn)傳遞現(xiàn)象[2]，從而影響橋梁使用性能，容易導(dǎo)致裂縫損傷，嚴(yán)重威脅道路橋梁使用壽命。因此，在道路橋梁施工時(shí)，路基面的防水施工非常重要?，F(xiàn)在有很多學(xué)者和技術(shù)工作者研究了路面防水施工技術(shù)[3，4]，通過(guò)鋪設(shè)多層PC 防水卷材實(shí)現(xiàn)道路橋梁路基面防水。但這種方法在實(shí)際應(yīng)用中容易出現(xiàn)防水材料起翹的現(xiàn)象，防水效果不夠理想?；诖?，本文對(duì)道路橋梁施工中路基面防水施工技術(shù)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)新型防水工藝，以期提升路基面的防水施工效果。

1 工程概況

以某道路橋梁工程為試驗(yàn)對(duì)象，該道路橋梁路線全長(zhǎng)約12.4km，在起訖點(diǎn)樁號(hào)K24+120 至K39+202.145位置建設(shè)穿越河流橋梁，橋梁全長(zhǎng)約5212m，橋梁聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)度約1844m。橋梁工程規(guī)模見(jiàn)表1所示。

表1 道路橋梁工程規(guī)模

2 橋面防水施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 防水路基面混凝土配比

將硅酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥以1:1 的比例配置成混合料，為提升混合料的吸附水分能力，在混合料內(nèi)添加5%的硅灰，硅灰可與硅酸鹽水泥內(nèi)的C-S-H 凝膠反應(yīng)，有效提升混凝土強(qiáng)度和體系持久性[5]。選擇粒度范圍分別為5~16mm 和0.05~2mm 粗細(xì)的兩種礫碎石，粗骨料和細(xì)骨料配比為3:1，骨料占混合料的40%。將骨料添加到混合料內(nèi)，在混合料內(nèi)添加適量金屬纖維，以提升混合料的力學(xué)性能和延展性。該工程選擇添加鍍銅超細(xì)金屬纖維，同時(shí)添加8%的氧化鈣膨脹劑，該膨脹劑可防止混凝土材料早期收縮，提升其防水能力。將高效早強(qiáng)聚羧酸作為減水劑，其添加劑量為1%。該金屬纖維的物理參數(shù)見(jiàn)表2所示。

表2 鍍銅超細(xì)金屬纖維物理參數(shù)

2.2 橋面浮漿拋丸處理工藝流程

采用上述配比制備防水路基面混凝土，鋪設(shè)完成后對(duì)橋面進(jìn)行浮漿拋丸處理。橋面浮漿拋丸是利用拋丸設(shè)備將高強(qiáng)度合金鋼丸以一定速度和角度離心拋射到混凝土鋪裝后的路基面上[6]，利用鋼丸的沖擊動(dòng)能，將鋪裝完成后的混凝土表面浮漿和較軟的砂漿與混凝土表面分開(kāi)，然后開(kāi)啟拋丸設(shè)備吸塵清潔功能，將路基面上的丸料和雜質(zhì)吸除干凈[7]。

通過(guò)拋丸處理后，路基面表層的砂漿和起砂層被去除，施工方可提前知道混凝土鋪裝缺陷位置，同時(shí)使混凝土表面的毛細(xì)孔打開(kāi)，可使后續(xù)涂抹防水的封閉劑或者粘結(jié)劑良好地滲入混凝土，也可使鋪裝后的混凝土內(nèi)部氣孔排出[8]，混凝土路面內(nèi)部密實(shí)，增強(qiáng)混凝土的力學(xué)性能。

拋丸作業(yè)完成后對(duì)拋丸效果進(jìn)行檢驗(yàn)。若檢驗(yàn)不合格，繼續(xù)進(jìn)行拋丸作業(yè)；若檢驗(yàn)合格后，則結(jié)束拋丸作業(yè)。拋丸設(shè)備工作原理如圖1 所示。道路橋梁路基面拋丸處理工藝流程如圖2所示。

圖1 拋丸設(shè)備工作原理

圖2 路基面拋丸處理工藝流程

2.3 SBS聚合物改性瀝青防水卷材鋪設(shè)

在鋪設(shè)SBS 聚合物改性瀝青防水卷材之前，先對(duì)路基面鋼筋凸起和不平的地方進(jìn)行鑿毛處理，清理干凈雜物和油污，同時(shí)使用噴水方式清除路基面上的灰塵。結(jié)合道路橋梁防水施工要求[9]，每平方米使用SBS聚合物改性瀝青基層處理劑不得低于0.45kg。鋪設(shè)SBS聚合物改性瀝青防水卷材步驟如下：

（1）使用熱熔機(jī)械設(shè)備將SBS 聚合物改性瀝青防水卷材進(jìn)行熱熔處理，然后將基層處理劑均勻涂抹在混凝土基層上，并且涂抹兩遍，保障基層處理劑不會(huì)出現(xiàn)堆積、露底現(xiàn)象。

（2）基層處理劑涂抹完成后，等到基層處理劑表面不粘手時(shí)，鋪設(shè)SBS 聚合物改性瀝青防水卷材。防水卷材縱橫兩個(gè)方向上的搭接長(zhǎng)度設(shè)置為120mm，鋪設(shè)前預(yù)留搭接縫。遵循“由低到高”的順序鋪設(shè)SBS 聚合物改性瀝青防水卷材。

（3）為提升SBS 聚合物改性瀝青防水卷材與路基面之間的粘合度，在鋪設(shè)防水卷材時(shí)，同時(shí)使用噴燈烘烤基層處理劑和防水卷材底面，當(dāng)防水卷材出現(xiàn)黑亮狀態(tài)時(shí)，停止烘烤并壓實(shí)防火卷材且持續(xù)40min 以上，防止卷材變形。在此過(guò)程中，需注意保護(hù)防水層材料干凈整潔，在鋪設(shè)到橋面墻根位置時(shí)保留10cm 長(zhǎng)度，并使其向上延伸，使用防水膠對(duì)其邊口做封邊處理。

（4）SBS 聚合物改性瀝青防水卷材鋪設(shè)完成后，澆筑道路橋梁路基面保護(hù)層。

3 路基面防水性能檢驗(yàn)分析

橋梁路基面同時(shí)受到垂直和水平兩個(gè)方向的作用力，主要采用抗剪性能衡量路基面防水性能。利用便攜式剪切儀器測(cè)試施工后的路基面的剪切能力，利用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試道路基面的粘結(jié)性能。由于我國(guó)四季分明，不同溫度對(duì)路基面的防水性也存在影響，以上試驗(yàn)在不同溫度情況下展開(kāi)。橋梁路基面的抗剪切和抗拉拔強(qiáng)度和室溫時(shí)間關(guān)系的表達(dá)公式如下：

式中：Y——道路橋梁路基面強(qiáng)度；

A、B——均表示回歸系數(shù)；

T——環(huán)境溫度；

R2——相關(guān)系數(shù)；

e——函數(shù)。

測(cè)試在不同溫度情況下路基面膜防水層抗剪強(qiáng)度變化情況，結(jié)果如圖3所示。

圖3 不同溫度時(shí)防水層抗剪強(qiáng)度

分析圖3 可知，在不同溫度情況下，路基面的防水層抗剪強(qiáng)度數(shù)值不同，在溫度為-25℃時(shí)，路基面防水層抗剪強(qiáng)度數(shù)值最低僅為0.66MPa 左右，在環(huán)境溫度為10～15℃時(shí)，其抗剪強(qiáng)度數(shù)值最高接近0.75MPa 左右，隨著環(huán)境溫度持續(xù)增加，路基面防水層抗剪強(qiáng)度呈現(xiàn)微小幅度下降趨勢(shì)。但在低溫和較高環(huán)境溫度情況下，路基面防水層抗剪強(qiáng)度差值變化最大僅為0.09MPa左右，其抗剪強(qiáng)度數(shù)值變化較小。上述結(jié)果說(shuō)明：應(yīng)用本文方法對(duì)道路橋梁工程的路基面進(jìn)行防水施工后，其防水層抗剪切強(qiáng)度數(shù)值在不同溫度環(huán)境下變化較小，具備較好的防水性能。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文研究的道路橋梁路基面防水施工技術(shù)，應(yīng)用了SBS 聚合物改性瀝青防水卷材，該種防水卷材具備極強(qiáng)的防水能力，且在極低溫度和極高溫度情況下不易變形。同時(shí)合理配比混凝土，并在其中添加了鍍銅超細(xì)金屬纖維、膨脹劑和減水劑，在一定程度上增強(qiáng)了混凝土的強(qiáng)度，也可防止混凝土收縮，提升了混凝土的防水能力。通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了路基面防水層抗剪強(qiáng)度數(shù)值受環(huán)境溫度影響較小，防水性能較好。