浅谈桥梁防水系统的设计
2017-06-05
建造公路和城市道路，尤其是高速公路和城市快速道路，动辄几亿、十几亿元的投资，其中桥梁占总造价的10％～30％左右，要求设计使用年限比较长，至少要满足50年以上，有些长达100年以上。因此桥梁的安全性和耐久性是非常重要的。
边梁处栏杆和人行道设计如果没有考虑到雨水的影响，会致使含有桥面污物的雨水乱流，先是污染边梁，影响美观，继而腐蚀混凝土。
雨水孔的设计往往考虑欠佳，由于没有重视雨水孔的安装形式和质量，致使收水口周围和孔下梁板混凝土受到严重的腐蚀。
桥梁墩柱等下部结构由于受到水的侵害，也必然产生损害，在水位上下浮动的部位更是严重。所以桥梁防水系统的设计不容忽视。
一、桥梁防水系统的设计
桥梁防水系统的设计，就是设法将水与混凝土隔离，使水不能进入混凝土本体，尤其不能进入裂缝中去。系统包括以下几方面。
1、混凝土本身的自防水
混凝土经常接触水的部位都要设计为防水混凝土，保证本身的密实性和防腐蚀的性能。尤其是桥面和下部结构水位浮动的部位。在混凝土中加入粉煤灰或超细粉等可以减少水泥带入的碱量，加太钢纤维深丙烯纤维可以对膨胀、开裂起到阻裂作用，并具有很好的抗渗能力，达到自防水的基本要求。
2，桥面防水涂层
无论桥面混凝土施工质量如何好，均不能完全保证不开裂。所以桥面水泥混凝土铺装层上面必须设置防水层。防水层不但本身要起到防水作用，而且要求其与水泥混凝土和沥青混凝土都有很好的亲和性，附着力好。
3，伸缩缝的防水
由于伸缩缝的形式及安装质量问题，造成该部位最容易损坏。除了毛勒缝、仿毛勒缝之外，对伸缩量小于5cm的小变位伸缩缝，采用聚合物改性沥青弹塑体填充式伸缩缝，也能成功地解决伸缩缝漏水的难题。
4，桥面雨水孔与水落管
桥面雨水孔与水落管的设置应该像屋面一样的严格，但是无论设计还是施工，都容易忽略。常见的问题主要表现在下面几点：收水口小，不能及时将水泄走；收水口标高高于周围标高，造成积水；收水口高出水泥混凝土表面，而且周围混凝土不密实，造成管周围漏水；出水管过短，发生尿檐现象。从而导致收水口周围以及边梁外侧混凝土的破坏。
5，栏杆外测与人行道的构造
栏杆外侧应设计为光滑的表面，底面设有止水槽，雨水能很快地顺外侧流向地面，而不应再流向边梁。设有人行道的桥梁，人行道的防水也不能忽视，防止雨水渗流到主梁。但有些设计忽略了这一点，雨水从人行道缝隙渗漏，沿外侧漫流，从而造成边梁翼板及外侧的污染和腐蚀，所以边梁外侧首先破坏。
6，梁端和帽梁的防水
由于伸缩缝很难保证完全不漏水，而伸缩缝的漏水对梁端和帽梁的损害又非常严重，所以，对梁端和帽梁顶部也要进行防水处理。
二、桥面铺装防水的主要方法
目前国内尚缺乏系列化的专用桥面防水材料，更没有严格规定评定桥面防水材料性能的技术标准和方法。因此，优选、确定防水材料显得尤其重要。
1、几种常用的防水材料性能：
(1)聚氨酯弹性防水涂料。以聚氨脂为主体配合其他材料，有甲、乙两种组合而成，固化后形成富有弹性的橡胶状防水层。其优点：耐高温、本身防水性能好，耐老化性能好；缺点：对基层干燥度要求高、与沥青混和料的亲和性差，易出现层间分离，使沥青铺装脱落，而且造价高。无论从效果方面还是成本方面都不可取。
(2)环氧胶乳防水涂料。为环氧树脂乳液和氯丁胶乳的混和体。优点：与水泥混凝土的亲和性好，有延展性，造价适中。缺点：与沥青混和料的亲和性差，易出现沥青混凝土的拥包、脱落。因为其半透明老白色，可以用作边梁外侧的涂层以及下部结构的防水涂层。
(3)阳离子氯丁胶乳沥青防水涂料。主要成分为氯丁胶乳、石油沥青和水以及配套材料。对基层的干燥度要求低，能适应气温较低季节施工，雨季施工必须在施工后1卟之内无雨，否则应补涂。目前这种材料耐高温性能稍差，对水泥混凝土面层的附着力不够稳定，而且完全人工操作，占用工期时间较长。
(4)聚合物沥青桥面防水涂料。该产品以复合离子型乳化沥青、橡胶、树脂改性剂为主要原料构成的单组分水乳型防水涂料。
(5)PC橡胶防水卷材防水层。该产品可以做成1mm以下薄膜，用本身液体涂料粘结到基面上。具有较好的粘结强度，即可以自粘又能与混凝土表面进行粘结，还能与沥青混合科牢固地粘结。其低温性能尤其好，在一40℃温度下lh绕中Ф10mm金属丝对折无裂纹。施工速度快，1h以后即可放行。目前此种材料还没有大量地使用，积累资料不多。
2，防水涂料的施工要点
(1)涂料对水泥混凝土铺装要求必须达到强度指标，牢固。密实，任何防水材料都必须涂在合格的基层上，表面必须平整、粗糙，不能有钢筋等尖锐突出物，并且无垃圾、元浮灰、无松散、无浆皮、无污染，乳液类型的涂料，可以用水冲洗后施工，表面基本干燥、无积水就可，湿度大的部位可用强力吹风机或空气压缩机吹于。
(2)防水涂料本身的性能是关键，必须保证在沥青混和料和水泥混凝土之间起到牢固的粘结作用，材料本身必须满足在160℃高温下不流淌的要求。所以必须选择优质的防水材料。
(3)乳液性质的防水涂料，高温天气应避开中午施工，以避免形成气泡，一旦形成气泡，立即进行处理，赶平后不影响粘结力。
(4)收水口部位及阴阳角处应作特殊处理。
(5)在防水层没完全干透之前，禁止行火车辆通行。在摊铺沥青混和料时，应及时检查被损坏的部位并立即修补。
3，桥面防水涂层的质量要求及控制
涂料的基本要求是“牢、薄、透、匀”。防水层不但本身能防水，还要有延展性，当基面产生微小裂缝后防水层不被拉裂，而且必须与上下基面牢固地粘结，在车辆荷载作用下不产生滑移现象。所以必须非常均匀地施作一薄层，总厚不宜超过lmm。
(1)对防水材料必须进行检验。每一批量都应抽检，重点抽检其耐热性以及粘和性，必须满足16℃不流淌的条件。还应进行外观检验，发现异常立即停止使用。
(2)对基面应进行严格地检查验收，不允许有任何不合格的地方。
(3)施作时应及时检查有无空鼓汽泡、脱落、翘边等现象，以便及时处理。
(4)在摊铺沥青混和料时，应随时检查有无损坏的地方，及时进行修补。
(5)沥青混凝土施工完成冷却后，可作行走刹车实验，桥面铺装层应无脱粘起翘现象。
(6)重点检查伸缩缝、收水口部位的质量。
