公路桥梁桥面防水层材料及施工质量控制研究

公路桥梁桥面防水层材料及施工质量控制研究

王维

中交第三公路工程局有限公司第四工程分公司重庆401120

摘要：近几年，我国经济的快速增长，推动着运输行业的发展，同时，为满足运输需求，国家加大公路桥梁建设的投入，使我国的公路桥梁建设能力达到发达国家水平。通过调查分析发现，我国的部分公路桥梁在投入使用一段时间后就出现开裂、坑槽、破损、锈蚀等质量问题，给公路桥梁正常使用埋下安全隐患，这些质量问题的根本原因是水损坏。本文主要研究公路桥梁桥面防水层材料选用案及施工质量控制措施，以提高公路桥梁的耐久性、安全性及我国公路桥梁的建设水平。

关键词：公路桥梁；桥面；防水层材料；施工；质量控制

丹麦是最早提出和使用防水层在公路桥梁桥面施工的国家，当世界各国看到丹麦使用防水层后公路桥梁的水损坏问题得到有效控制后，纷纷前往学习，因此桥面防水层得到广泛使用。之后，美国对桥面质量问题进行深入分析，找到桥面发生质量问题的根本原因，研究出更先进的防水层材料。而我国则是20世纪80年代才开始进行防水层研究，直到90年代在上海提出防水层的重要理论。随着研究的不断推进，我国防水层材料的研究不断向发达国家靠近。

一、桥面防水层的性能

普通的桥面混凝土通常存在许多的气孔，当水从桥面混凝土上流过时，水会延着这些气孔逐渐渗入到混凝土内部，当混凝土内部的钢筋遇到水后产生锈蚀和膨胀，钢筋的支撑能力下降，随着时间的推移和外力的冲击作用，混凝土变得松动，部分混凝土还会脱落，造成混凝土结构破坏，这就是公路桥梁桥面水损坏，而水损坏严重影响公路桥梁的质量。现阶段，防止水损坏最好的办法就是在公路桥梁桥面铺设防水层，而防水层材料的性能决定着公路桥梁桥面防水效果、铺装成本和桥面的使用周期。

现阶段，市场中的防水层材料种类多，差异大，防水效果不统一，因此，施工单位应当根据不同路面的需求，依照选材基本原则选择符合防水层基本性能要求的材料。例如：防水层材料应当具有较好的黏结性能，当它与桥面黏结后，不能从混凝土上翘起和脱落；如果公路桥梁表面是沥青砼，那么要求防水层材料应当能够和沥青砼紧密黏结为一个整体；由于防水层材料铺装在桥面混凝土表面，公路桥梁受外界影响较大，它应当具有较好的不透水性、抗渗性、耐高温和低温性、耐老化、耐疲劳、抗腐蚀和抗刺破性能，抗拉强度、抗剪性能和延性变形适应能力；此外，它直接与车辆接触，所以防水层材料必须具有抵抗桥面车辆水平荷载和垂直应力产生的综合影响；最后，桥面防水层材料应当适用于不同质量特征的混凝土，拓宽防水层材料有应用范围，而且不能增加防水层施工难度。

二、桥面防水层材料

桥面防水层材料的选择与应用应当依照桥面的实际情况进行合理搭配，才能真正解廖桥面的防水问题。在过去20年左右的时间内，我国不断研究和创新桥面防水材料，并取得可喜的成绩，使我国公路桥梁建造水平迈上一个新台阶。

目前，人们把桥面防水层材料分为刚性防水材料和柔性防水材料两大类。其中，小泥和渗透结晶型材质的材料通常由石英砂、硅酸盐水泥、添加剂和活性化学物质等按一定比例配制而成，被称为刚性防水层材料。刚性防水层材料的防水原理主要是将材料内的活性化学物质与水充分反应后流入混凝土的毛细孔道内，并在毛细孔道内形成不溶于水的结晶体，从而提高混凝土的体密实度和防水性。如果公路桥梁桥面混凝土在使用后产生微裂缝时，外界的水将随微裂缝渗入到混凝土内部，此时，已深入渗透到混凝土内部的活性化学物质则可以与未水化的小泥颗粒生产新结晶，使微裂缝可以自动修复。刚性防水层材料还可以抵抗化学腐蚀，能够很好的保护内部钢筋不被风化、剥落。而且，施工单位完成不用担心性刚性防水层材料会加大施工难度，因为它有非常好的兼容性，刚性防水材料均选用环保材料制成，在我国已经普遍应用到公路桥梁建设中。

柔性防水材料中，在合成高分子聚合物和沥青混合特中掺入一定比例的溶剂、颜料和助剂等配制而成的涂料类的防水材料使用较多，在使用涂料类柔性防水材料时，材料中的合成高分子聚合物与溶剂发生化学反应，与混凝土相互作用形成一体，从而增强混凝土的强度和韧性，有效防止水渗透到混凝土内部。而涂料类防水层材料按材料类型又可以分为三类：

主要成分为聚胺脂树脂的聚胺脂防水层涂料拥有聚胺脂树脂的抗裂性、抗老化性、耐水性、耐酸碱性、耐候性，弹性和延展性，能与混凝土完全黏结，防水效果明显；而在沥青桥面，防水层涂料只能形成防水层，当这层防水层被破坏，就失去了防水效果；另外，因为聚胺脂防水层涂料的毒性，在公路桥梁桥面防水施工过程中不轻易使用。

将沥青基料通过合成高分子聚合物改性而成的聚合物改性沥青防水层涂料又可以分为两类：以沥青乳液为基料，由不同的合成乳胶配制而成的水水乳型聚合物改性沥青防水层涂料；以橡胶树脂改性沥青为基料，由溶剂溶解配制成均匀的胶状液体的溶剂型聚合物改性沥青防水层涂料。

三、公路桥梁桥面防水层施工质量控制措施

公路桥梁桥面水损坏问题长期存在，各国均在研究治理水损坏这一公路桥梁病害。防水层的应用使得水损坏这一病害得到一定的控制。而我国对防水层的施工应用时间较短，施工技术需要向发达国家学习，施工工艺还需要借鉴国外的施工经验，开发和完善施工设备，引进专业的施工队伍，制定科学合理的施工工艺流程，实现标准化作业，才能提高桥面防水层的施工质量。下文将具本介绍桥面防水层施工质量控制措施中的基础清理和涂料施工等内容的质量控制措施。

首先，施工单位在进行公路桥梁桥面防水层施工前应当对施工人员进行培训，明确施工中每个环节中质量控制标准，掌握防水层施工工艺及施工方法。例如，水泥混凝土桥面铺装层表面应当是粗糙和洁净的，在清洁过程中应当形成动态质量控制，以保证防水层和铺装层完全黏结；当公路桥梁各结构之间存在台阶时，应当用水泥砂浆填充成缓坡，并保持铺装桥面的清洁、坚固、平整、无浮浆。控制好含水率等；如果桥面有伸缩缝，则应当在伸缩缝处嵌入背衬材料，再进行密封材料的嵌填施工。

当公路桥梁桥面清洁修补完成，符合铺装要求后进入防水层施工阶段，公路桥梁桥面防水层涂膜施工过程中首先应当正确先择涂料。例如，应用双组分防水层涂料时必须依照作业指导书进行严格的材料配比，并且搅拌保证均匀，基层部分不能出现明水，且要湿润；施工人员在进行防水层涂刷时用力均匀，采取多层来回涂刷方式防止漏涂和涂料堆积；涂面折固化需要一定的时间，在这段时间内，施工人员首先清楚涂成周边的器材和杂物，并做好禁止摆放物品的标识，其次是在涂面周围做好防护措施，防止行人车辆在涂面行走，破坏涂面；低温（<5℃）及风力大于5级时不适合防水层材料施工，为保证防水层施工质量，低温、风还大的天气不进行防水层施工作业。当防水层施工选用卷材时，铺装前就应当确认好材料是否在保质期内，其次是选材主法应当符合相关技术要求。被铺装面同样需要清洁干净，钢筋严密的包裹在混凝土内部；对圈料进行涂刷时同样需要均匀，不能出现露底和堆积情况；同样，低温（<5℃）及风力大于5级时不适合防水层材料施工；涂刷完成后的桥面同样需要防护，最好是专人管理，以保证防水层施工质量。

四、结束语

我国地形地貌复杂，桥梁工程应用较广，当桥梁桥面水损坏问题并没有得到根本解决，给人民出行带来诸多不便。因此，国家还应当进一步加强对防水层材料的研发投入，公路桥梁桥面施工单位则应当率先掌握先进的防水层材料的应用及施工工艺，创新施工质量控制方法，保证公路桥梁施工质量。

参考文献：

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[2]姚玲森.桥梁工程[M].2版.北京：人民交通出版社，2008.

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