橋面防水層材料及施工質(zhì)量控制研究

方 瑞 王惠珍 彭謙謙

（1.南陽(yáng)市臥龍區(qū)公路管理局，河南 南陽(yáng)473000；2.南陽(yáng)市遠(yuǎn)大道路橋梁工程有限公司，河南 南陽(yáng)473000）

0 概述

最早的防水層施工是由丹麥學(xué)者首先提出然后在丹麥?zhǔn)褂玫腫1]。隨著使用效果優(yōu)異，世界各國(guó)爭(zhēng)相對(duì)橋面防水層進(jìn)行使用[2]。美國(guó)后在根據(jù)橋面損傷原理進(jìn)行相應(yīng)研究后，針對(duì)橋面損毀因素，進(jìn)行了一系列的研究提出了先進(jìn)的防水層材料[3]。我國(guó)最早是在20世紀(jì)80年代進(jìn)行了防水層的研究[4]。在90年代，上海市政工程設(shè)計(jì)院提出了防水層的關(guān)鍵理論[5]。并隨著大量的研究，我國(guó)防水層材料的研究取得了重大的突破[6]。

1 橋面防水層材料使用重要性及材料特性研究

由于我國(guó)大部分地區(qū)處于雨量較為充足地區(qū)，所以對(duì)于防水層的使用顯得極其重要。防水層的使用決定了我國(guó)橋梁的使用壽命與疲勞特性。

1.1 橋面用防水層使用重要性研究

根據(jù)調(diào)查研究，我們發(fā)現(xiàn)由于橋梁鋪裝層施工時(shí)對(duì)橋面方式層不夠重視會(huì)直接導(dǎo)致橋面鋪裝層的破壞。現(xiàn)在橋面鋪裝層的損壞在很大程度上是有與橋面防水層鋪裝不合格以及為設(shè)置橋面防水層導(dǎo)致的。由于橋面防水層設(shè)置問(wèn)題，美國(guó)在20世紀(jì)每年由于防水層缺失而導(dǎo)致的橋梁病害導(dǎo)致了進(jìn)20億美元的損失，由此可見(jiàn)防水層對(duì)于橋面鋪裝具有極其重要的作用。橋面防水層的設(shè)置與材料特性會(huì)直接影響到公路橋梁的實(shí)際使用壽命。

根據(jù)對(duì)省內(nèi)一些公路橋梁進(jìn)行相應(yīng)的施工試驗(yàn)得到了以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）鋪裝了防水層的橋梁與未鋪裝防水層的橋梁進(jìn)行鋼筋抗銹蝕試驗(yàn)中，我們可以看到未鋪裝防水層的橋梁橋面板鋼筋產(chǎn)生大量銹蝕，甚至部分鋼筋裸露至橋面板面板上。鋪裝了防水層的橋梁沒(méi)有這種現(xiàn)象；

（2）鋪裝了防水層的橋梁與未鋪裝防水層的橋梁進(jìn)行混凝土抗腐蝕試驗(yàn)中，為鋪裝防水層的橋梁的橋面板的混凝土出現(xiàn)大量縱橫向裂縫，甚至有部分出現(xiàn)了大量的蜂窩、麻面現(xiàn)象。鋪裝防水層的橋梁在部分位置有輕微腐蝕現(xiàn)象。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果我們可以認(rèn)為，橋面用防水層對(duì)橋梁的使用壽命特別是橋面鋪裝層的耐久性具有重要的積極意義。

1.2 橋面用方式層材料特性研究

關(guān)于橋面用防水層的材料特性，我國(guó)的相關(guān)規(guī)范對(duì)材料特性有著以下相關(guān)規(guī)定：

（1）耐高溫：防水層材料應(yīng)當(dāng)具有一定的抗高溫性，避免在高溫作用下失去使用效果；

（2）耐低溫：橋面防水層應(yīng)當(dāng)具有相應(yīng)的抗低溫特性，避免在我國(guó)東北等冬季低溫地區(qū)由于低溫而導(dǎo)致產(chǎn)生相應(yīng)的裂縫，降低功效；

（3）延伸率：延伸率根據(jù)國(guó)家規(guī)定不得小于3.5；

（4）粘結(jié)強(qiáng)度：黏結(jié)性不得小于0.2。

本文根據(jù)實(shí)際施工中經(jīng)驗(yàn)總結(jié)對(duì)橋面用防水層材料特性要求進(jìn)行相關(guān)研究得到了符合省級(jí)公路防水要求的橋面防水層具體材料特性如下：

（1）較好的不透水性：橋面防水層需要在施工結(jié)束后具有優(yōu)異的不透水性，特別是在受到較高的交通荷載時(shí)要對(duì)瞬間高水壓有一定的抵御能力；

（2）較強(qiáng)的耐久性：由于橋面方式層長(zhǎng)時(shí)間的工作，所以針對(duì)防水層要具有防止產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的能力。并具有較好的抗老化能力。

（3）較好的穩(wěn)定性：使用過(guò)程中的橋面防水層必須具有較強(qiáng)的力學(xué)穩(wěn)定特性，防止在高強(qiáng)度的力學(xué)作用下產(chǎn)生物理破壞；

（4）協(xié)調(diào)適應(yīng)能力以及可操作性：橋面用防水層對(duì)于橋面鋪裝層的各層的物理特性要具有較好的使用能力并具有相應(yīng)的可操作性。方便施工并有效的適用與各個(gè)施工環(huán)境決定了方式層的具體使用效果。

2 橋面用防水層材料選擇以及施工質(zhì)量控制研究

2.1 橋面用防水層施工技術(shù)改進(jìn)研究

橋面用防水層在進(jìn)行橋面鋪裝層施工時(shí)由于現(xiàn)有施工工藝以及材料特性的原因常常會(huì)導(dǎo)致氣包以及鼓包現(xiàn)象的出現(xiàn)。針對(duì)這一病害，如果不進(jìn)行有效措施予以避免及治理，則會(huì)直接影響到橋面防水層的施工質(zhì)量。根據(jù)多年具體施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)以及對(duì)橋面用防水層物理化學(xué)性質(zhì)的研究，我們可以認(rèn)為橋面方式層出現(xiàn)氣泡與鼓包的主要原因由以下幾點(diǎn)：

（1）由于橋面用防水層自身內(nèi)部添加劑在施工過(guò)程中沒(méi)有有效的溶解，導(dǎo)致防水層產(chǎn)生相應(yīng)的病害；

（2）由于橋面板平整度不夠以及噴槍壓力過(guò)大直接導(dǎo)致氣體進(jìn)入防水層導(dǎo)致氣泡及鼓包的產(chǎn)生。

（3）水泥混凝土中殘留水分較多，直接導(dǎo)致一些化學(xué)物理反應(yīng)產(chǎn)生氣體與相應(yīng)的導(dǎo)致氣泡與鼓包的物質(zhì)。

根據(jù)上述研究成果對(duì)防水層施工進(jìn)行以下幾點(diǎn)改進(jìn)以避免氣泡與鼓包現(xiàn)象的出現(xiàn)：

（1）攪拌均勻：在防水層施工前對(duì)防水層材料攪拌均勻并保證密封與保存溫度；

（2）保證施工間隔時(shí)間：為防止出現(xiàn)鼓包與氣泡，可以在防水層施工時(shí)保證防水層施工的間隔時(shí)間，后一層材料必須在前一層材料徹底晾干壓實(shí)后進(jìn)行鋪筑；

（3）保證施工環(huán)境：由于氣泡與鼓包的產(chǎn)生原因，必須保證施工條件的溫度與濕度，既不能過(guò)于潮濕也不能在太陽(yáng)暴曬的情況下進(jìn)行施工；

（4）保證清潔度：在施工過(guò)程中必須對(duì)灰塵、油污、浮漿等雜物清理干凈。且要保證混凝土層平整度，如果下部混凝土層過(guò)于粗糙不平整，應(yīng)當(dāng)予以頂處理，在保證下部混凝土平整無(wú)污染物的前提下進(jìn)行防水層的施工。

2.2 橋面防水層施工改進(jìn)效果對(duì)比研究

將通過(guò)運(yùn)用施工改進(jìn)技術(shù)進(jìn)行施工的防水層與傳統(tǒng)技術(shù)施工的防水層進(jìn)行性質(zhì)試驗(yàn)，對(duì)比研究施工改進(jìn)技術(shù)是否有效，具體結(jié)果有以下幾點(diǎn)：

（1）運(yùn)用外觀檢測(cè)檢測(cè)防水層施工質(zhì)量：經(jīng)過(guò)試驗(yàn)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)使用傳統(tǒng)技術(shù)施工的橋面防水層易于整體揭開，與混凝土之間的粘接能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于改進(jìn)技術(shù)施工的防水層；

（2）滲水試驗(yàn)驗(yàn)證防水層防水能力：通過(guò)采用滲水試驗(yàn)結(jié)果可以認(rèn)為，兩者之間防水層的滲水能力基本相同，并無(wú)較大差異；

（3）車輛行駛質(zhì)量檢測(cè)：通過(guò)運(yùn)用各式施工車輛在防水層上按照施工要求進(jìn)行行駛以便測(cè)量防水層質(zhì)量，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果看到經(jīng)過(guò)改進(jìn)技術(shù)進(jìn)行施工的防水層更加使用施工過(guò)程中的各種車輛荷載，傳統(tǒng)技術(shù)施工的防水層則更加容易破損；

（4）運(yùn)用有限元軟件進(jìn)行耐久性分析，改進(jìn)后的防水層在耐久性方面由于傳統(tǒng)技術(shù)施工的防水層。

3 結(jié)論

根據(jù)以上幾點(diǎn)關(guān)于省級(jí)公路橋面防水層材料以及施工技術(shù)改進(jìn)研究我們具體的得到了以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）根據(jù)理論研究與實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)證明驗(yàn)證了橋面防水層的重要性，并通過(guò)調(diào)查研究對(duì)市場(chǎng)上常見(jiàn)防水層的材料特性進(jìn)行研究與總結(jié)?？偨Y(jié)了防水層的主要材料特性；

（2）通過(guò)對(duì)橋面防水層進(jìn)行調(diào)查研究，選擇了適合省級(jí)公路橋面防水層施工的防水層材料，并通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)證明有效性；

（3）針對(duì)相應(yīng)的防水層對(duì)防水層施工進(jìn)行相關(guān)研究，對(duì)橋面防水層施工質(zhì)量控制提出相應(yīng)的建議與方法。并通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比以及軟件模擬得到了改進(jìn)后的施工技術(shù)在施工效果方面的優(yōu)點(diǎn)。

［1］沈春林.路橋防水材料[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

［2］公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].人民交通出版社.

［3］Gilbert W.Dissen.Bridge Over Flood Waters[Z].

［4］Peter A.Dory.Covered in latex[Z].

［5］Pitchmastic PmB Ltd,Sheffield,U.K.Blue Shield[Z].

［6］Robert D.Langie.New Waterproof Instruments Put Practicality First[Z].