寒冷地区混凝土桥梁桥面的防水设计研究
2016-11-07
我国目前还没有统一的有关寒冷地区桥面防水层的设计、试验、施工方面的规范，在选择、使用防水材料时盲目性大，无法根据不同实际情况来操作，导致桥面防水措施不当、质量控制无章可循。为此， 本文对寒冷地区区混凝土桥梁桥面的防水设计做出研究。
1. 胶粉改性沥青桥面防水材料
1.1防水层施工设备。热铺型胶粉改性沥青加碎石桥面防水施工所用设备有打磨机、清灰机（施工前清理基层），柴油加热机、加热喷枪等（加热设备），沥青喷洒车、石料撒布车（喷涂设备）与轻型胶轮压路机（碾压设备）。
1.2防水层施工技术。首先是桥面准备，桥面基层的表面状况直接影响防水层的施工质量，必须按照表面准备标准严格要求基层平整、粗糙、干燥、整洁，不得有尘土、杂物或油污；其次是集料准备，经试验发现，撒布碎石防水粘结层的防水效果要优于其它处理方式的防水效果，因此按用量要求准备5～10mm单粒径碎石，其粒径规格和质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》规定：石料应干燥、洁净，针片状含量应低于10%；最后是防水层的施工：进行小面积试洒，确定车辆行走速度、泵量等参数，以确保防水材料的撒布量满足施工用量要求――在桥面均匀喷洒约 1.5mm左右的防水材料；喷洒温度不低于175°C，洒布均匀，厚度一致，无露白、无油团堆积――在防水材料洒布起步、终止部位，铺条布或采用其他手段，接多余防水材料，防止对桥面产生污染――检查防水材料洒布量，检测方法为在车辆行走路线上铺一块牛皮纸，撒布车以正常速度通过后，称量牛皮纸上防水材料的质量即可――喷洒完成后，应立即撒布单一粒径5～10mm碎石，碎石洒布率为60%～70%（约每平方米5～6Kg），撒布前集料温度不低于140°C――在进行大面积撒布碎石前，应进行试撒――撒布完毕后，应用轻型胶轮压路机碾压1～2遍，压路机行走速度均匀，不得喷水，不得在作业面上掉头――撒布完成后，桥梁地袱、防撞墙等的阴角、转角等部位人工涂刷防水材料，涂刷高度不低于4cm；泻水孔边缘和内部也应涂防水材料，内部处理深度不小于10cm。
1.3防水层施工控制、检测指标及标准。防水层厚度：热铺型胶粉改性沥青加碎石防水层最厚度最佳值为1.5mm，不宜超过2mm。碎石撒布率及石料要求通过石屑撒布车料斗开口大小和撒布车的行车速度来控制的。以现场能看见其下的防水粘结层，但车辆及人行走其上不触接为判断标准。撒布石料的粒径规格和质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》的规定。石料应干燥、洁净，针片状含量应低于10%。胶粉改性沥青喷洒温度不低于175°C。防水材料施工时应及时检查有无空鼓、气泡、脱落、翘边等现象，以及阴阳角、接头和搭接处的施工是否符合要求。
2. 高分子聚合物橡塑共混型桥面防水材料
防水层施工设备：打磨机、清灰机、拉毛机（施工前清理基层），柴油加热机、加热喷枪等（加热设备）与涂料喷洒设备（涂料设备）。
2.1防水层施工技术。
2.1.1施工工艺要求施工前桥面应平整、粗糙、干燥、整洁，不得有尘土、杂物或油污，桥面有规定的横坡，当不符合上述要求时应予处理，对尖锐突出物及凹坑应予打磨或修补。
（1）面横坡：一般桥面横坡不应小于2%。
（2）桥面平整：桥面平整（一是要求桥面做得平坦，不允许出现高低不平或局部有隆起现象。用三米直尺检查不允许有大于3mm的间隙。二是应根据排水坡度做好泄水口等构造物的找坡，使之符合设计要求。
（3）桥面强度：桥面强度指桥面混凝土具有一定的强度，且不得有起砂、脱皮、空鼓或积有灰浆、泥土等现象；桥面强度不足，表面疏松和不清洁等，都容易使涂料与桥面粘结不牢。
（4）干燥程度：将桥面含水率控制在8%以下，对防水涂膜基本上是安全的。含水率的测定可用高频水分测定仪测定。在工地上如无测试含水率的手段，可在桥面放一块防水卷材，3～5小时后如卷材下面无水珠（潮湿），即认为基本干燥。
（5）细部构造：桥面与桥梁护拦结合处应做成三角形或弧形，这是因为在涂膜施工中，在阴阳角邻近有可能形成空隙。施工过程中对天气与温度也有要求。防水涂料在初期结膜前成膜过程中遇到雨、雪天气，对防水涂料危害性比较大，且应避免高温天气施工。涂膜防水施工的最佳温度为10～30°C，以不低于5°C为限；当气温超过30°C时，应避开中午炎热天气。
2.1.2在施工过程中的注意事项：
（1）根据涂层结构的不同，涂膜防水层一般可分为底涂层、中涂层和封面（罩面）层三个层次，各道涂层的施工间隔时间应以不粘脚（实干）为准。
（2）整个防水层施工后，应有一个自然养护时间，一般不少于7d。
2.2防水层施工控制、检测指标及标准。
（1）外观质量检测：主要检查防水层施工后是否有因气泡而产生的鼓起及阴阳角、接头和搭接处的施工是否按要求施工。
（2）涂膜类防水层的厚度检测：桥面防水层施工完成后，由检测人员用沥青针入度仪器量测防水层的厚度。
（3）施工温度：涂膜防水施工的最佳温度为10～30°C。
（4）防水层不透水性检测：防水层不透水性检测采用本文第三部的所述的方法进行。
（5）防水层层间剪切性能：作为粘结层，在不同的行车荷载和不同的行车速度下不出现剪切破坏，防水层在不同的垂直压力和不同的剪切速率下，其层间的抗剪强度满足要求。
（6）防水层层间粘结性能：从施工和使用的角度出发，要求防水涂料实干后经车轮辗压不因粘轮而破坏。所以要求涂料与混凝土间的粘结力大于涂料与轮胎间的粘结力。
3. 结语
针对寒冷地区混凝土桥梁适宜的热铺型胶粉改性沥青加碎石桥面防水和高分子聚合物橡塑共混型桥面防水给出了相应的施工设备、施工工艺及施工控制、检测指标和标准。对于热铺型胶粉改性沥青加碎石桥面防水层提出以防水层厚度、碎石撒布率、施工温度、外观检测、不透水性、层间抗剪强度、层间粘结强度七项作为防水层施工控制、检测指标；对于高分子聚合物橡塑共混型桥面防水层提出以防水层厚度、施工温度、外观检测、不透水性、层间抗剪强度、层间粘结强度六项作为防水层施工控制、检测指标。
参考文献
[1]吴海军，砼桥梁耐久性设计原则与构造措施探讨[J]，重庆交通学院学报，2006，01.
[2]吕学文，浅析桥面破坏原因及改建技术措施[J]，黑龙江交通科技，2004，05.
[文章编号]1006-7619（2013）04-14-304
