橋面防水層施工應(yīng)用實踐

橋面防水層施工應(yīng)用實踐摘要：本文全面介紹了20世紀(jì)1990年頭以來HUT-1與HUG-13結(jié)合而成的剛?cè)嵯酀?jì)的橋面防水層及其配套產(chǎn)品在探討、生產(chǎn)和施工等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工要求和相關(guān)技術(shù)。系統(tǒng)地總結(jié)了橋面防水從產(chǎn)品到施工技術(shù)的要點和關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵詞：橋面防水；抗?jié)B；防水施工；防水材前言過去20年在歐洲和北美建設(shè)的很多混凝土橋面由于漏水而受到不同程度的損壞，交通量大并在冬季運(yùn)用鹽水化冰的橋面損害嚴(yán)峻，而鋪設(shè)了防水層的橋面，只要防水層沒有大面積破壞，就沒有明顯的損壞。現(xiàn)在很多國家已制定了橋面防水材料試驗標(biāo)準(zhǔn)。一、國內(nèi)外混凝土橋面的基本概況混凝土橋面漏水會腐蝕鋼筋，降低混凝土強(qiáng)度，縮短結(jié)構(gòu)的運(yùn)用壽命，70年頭初國際經(jīng)濟(jì)合作和發(fā)展組織（OECD）在其道路探討報告中就指出："過去20年在歐洲和北美建設(shè)的很多混凝土橋面由于漏水而受到不同程度的損壞，交通量大并在冬季運(yùn)用鹽水化冰的橋面損害嚴(yán)峻，而鋪設(shè)了防水層的橋面，只要防水層沒有大面積破壞，就沒有明顯的損壞?，F(xiàn)在很多國家已制定了橋面防水材料試驗標(biāo)準(zhǔn)。我國橋面防水過去一般沒有要求，到了80年頭末如年頭初，隨著高速馬路和立交橋。高架橋的發(fā)展，防水問題也日漸突出。1997年發(fā)布的"馬路瀝青路面設(shè)計規(guī)范"（TJ014-97），第9.1.2條款規(guī)定橋面瀝青鋪裝應(yīng)由粘結(jié)層，防水層及面層組成。第9.1.4規(guī)定，為提高橋面運(yùn)用年限削減修理養(yǎng)護(hù)，應(yīng)在粘結(jié)層上設(shè)置防水層。也就是說橋面防水到90年頭末在國內(nèi)工程界已形成共識。二、橋面防水層試驗探討2.1橋面柔性防水層的探討由于橋面防水層是設(shè)置在混凝土橋面板和瀝青混凝土鋪裝層之間，因此，本項目的技術(shù)關(guān)鍵除保證防水層足夠的不透水性能外，還必需保證防水層同混凝土橋面板及瀝青混凝土鋪裝層兩者之間都有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度，以適應(yīng)高架橋快速行車的須要。經(jīng)過分析，我們初步選定了三種材料進(jìn)行試驗：第一種材料是焦油聚氨脂肪防水涂料（上海稱851）。這種材料強(qiáng)度高，抗?jié)B性好，耐高溫，不易被瀝青混凝土燙烙而失效。但這種材料對基層干燥度要求也高，與瀝青混凝土親和性不好，簡單脫離。實測抗剪強(qiáng)度很難達(dá)到IMPa（25℃），因此被淘汰。其次種材料采納遼寧盤錦和北京北奧防水公司引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)的熱熔改性瀝青防水卷材，胎體為玻纖氈。這種材料高溫性能較差在攤鋪瀝青混凝土?xí)r簡單被燙烙。由于卷材胎體的存在實測抗剪強(qiáng)度也很難達(dá)到要求，故也被淘汰，最終選用了與瀝青混凝土相同種類的瀝青為基料，探討試制了橋面防水涂料較好地解決了這個問題。2.2橋面防水涂料的試驗探討我們選用合成橡膠合成樹脂等十多種材料進(jìn)行試驗，最終試制成HUT-1橋面防水涂料能同時滿意以上多方面的要求。我們對HUT-1橋面防水涂料主要進(jìn)行了以下項目的性能測試：此外，還進(jìn)行了熱碾壓后防水層的滲透試驗及防水層裂縫開合疲憊試驗。①熱碾壓后防水層的滲透試驗方法及結(jié)果。?試驗方法a.成型透水砂漿抗?jié)B試模。b.在砂漿試模上涂刷橋面防水涂料，厚度lmm.c.將防水涂膜成型后透水砂漿試塊快放在輪轍模上排列緊密，上鋪2cm厚度瀝青石屑，溫度125℃。d.模擬輕、中型8T，10T壓路機(jī)各碾壓4遍，碾壓溫度120℃。e.取出試快，剝?nèi)r青石屑，用砂漿滲透儀進(jìn)行透水試驗。?試驗結(jié)果0.1MPa，30min不滲水。②防水層裂縫開合疲憊試驗參數(shù)及結(jié)果。?試驗參數(shù)裂縫開會改變量：0.5mm、改變頻率：24Hz、循環(huán)次數(shù)：200萬次。?試驗結(jié)果經(jīng)驗200萬次試驗后，防水層與試驗前一樣，未發(fā)生開裂。三、橋面混凝土防水劑探討3.1探討目標(biāo)橋面鋼筋混凝土有預(yù)制的，也有現(xiàn)澆的；有預(yù)應(yīng)力的，也有非預(yù)應(yīng)力的，這么大的面積，又不是一個單位施工，要保證混凝土橋面板整體防水抗?jié)B性能是困難的，因此要探討一種強(qiáng)滲透性防水抗?jié)B劑能夠滲透入混凝土橋面板內(nèi)Icm以上，堵塞混凝土毛細(xì)孔和微細(xì)裂紋，能夠使混凝土表面抗?jié)B壓力提高到0.2MPa以上。3.2探討內(nèi)容（l）主劑的選擇。參照國內(nèi)外有關(guān)資料主劑選擇了一種既有膠體特征，又具有堿性溶液特征的膠體溶液，經(jīng)過微孔過濾細(xì)化及摻加潛藏型硬化劑研制成了混凝土表面（滲透型）防水劑（HUG-13）。（2）防水抗?jié)B透劑滲透硬化機(jī)理。當(dāng)防水劑滲入混凝土孔隙后，防水劑首先與混凝土溶解的Ca（OH）2和Mg（OH）2反應(yīng)，生成白色膠體――氫氧化鈉，水化硅酸鈣和水化硅酸鎂。這種反應(yīng)無論是在稀的或濃的溶液中，都很簡單而且能較快發(fā)生。從而堵塞混凝土內(nèi)部孔隙。封閉毛細(xì)孔道，增加密實度形成牢靠的永久性的防水層。在施工后期，滲入混凝土孔隙而未與Ca（OH）2和Mg（OH）2反應(yīng)的膠體，將在潛藏型硬化劑作用下，生成硅酸凝膠。由于上述兩種膠體均不溶于水，因而使混凝土具有永久的防滲防腐功能。（3）防水抗?jié)B性能試驗依據(jù)本項目技術(shù)要求，并參照國內(nèi)外滲透型水泥防水劑的試驗要求，我們對HUG-13高架橋橋面防水抗?jié)B劑進(jìn)行了以下項目的試驗：序號測試項目性能指標(biāo)1外觀無色透亮、元氣味、不溶于水2粘度105±1s3密度>1.04PH值10±15滲透性24h滲透深度>10mm6不透水性>0.2MPa四、橋面防水層施工4.1橋面防水層詳細(xì)技術(shù)要求（1）橋面防水層應(yīng)覆蓋整個混凝土橋面，防水層為兩道防線，第一道噴涂水泥混凝土表面防水劑二遍，其次道噴涂橋面防水涂料二至四遍，防水涂膜厚度以平均不超過2mm為宜。（2）防水層應(yīng)具有良好的耐久性，至少應(yīng)有不低于橋面瀝青鋪裝層運(yùn)用年限的壽命（約8～10年）。并能適應(yīng)高架橋動荷載抗壓，抗拉的特點，當(dāng)混凝土橋面板開裂≤2mm時，防水涂膜變形仍應(yīng)滿意不拉裂的須要，以保證防水要求。（3）在環(huán)境條件-15～+90℃范圍內(nèi)，仍能滿意第2條的要求。同時，在經(jīng)受瀝青層攤鋪溫度約160℃后，不影響其長期耐久運(yùn)用性時。防水涂層與其上瀝青混凝土鋪裝層應(yīng)有相融性，二者之間的粘結(jié)力不低于瀝青混凝土鋪裝層與混凝土橋面之間的粘結(jié)力，層間抗剪強(qiáng)度25℃，≥1.5MPa，35℃≥1MPa.（4）噴涂水泥混凝土表面防水劑，應(yīng)保證防水劑能夠滲入橋面混凝土10mm以上，提高混凝土抗?jié)B性>0.2MPa.（5）防水涂層對混凝土橋面板亦應(yīng)具有良好的粘結(jié)性，以保證瀝青鋪裝層粘結(jié)力的須要，并在粗糙橋面板上具有良好的密貼性。防水層粘結(jié)后不得夾有空氣層。（6）防水層抗?jié)B要求應(yīng)在0.3MPa以上。（7）防水施工應(yīng)便于操作，滿意大橋工期支配的要求。4.2橋面混凝土構(gòu)造要求為提高防水層和瀝青混凝土鋪裝層同混凝土橋面板之間抗剪強(qiáng)度，混凝土橋面板進(jìn)行拉毛處理是必要的。詳細(xì)拉毛要求如下：拉毛深度3mm，寬度4mm，相鄰拉毛凈距24mm.4.3混凝土橋面清潔要求（l）混凝土橋面拉毛處理后要保持橋面干凈，不得在橋面上拌合混凝土和砂漿。（2）防撞墻澆注混凝土?xí)r，應(yīng)防止混凝土撒落橋面上，萬一撒落應(yīng)剛好清除掉。（3）一般不允許運(yùn)輸混凝土和砂漿的車子，從已拉毛處理過的混凝土橋面上通過，必需通過時，應(yīng)實行措施防止拋撒混凝土和漏漿。（4）防撞墻折模后，應(yīng)徹底清除防撞墻和混凝土橋面交接部位的木模、鋼筋、鐵絲等雜物。（5）在混凝土橋面上的施工機(jī)械，應(yīng)防止漏油，污染混凝土橋面。（6）各施工段在起先施工混凝土橋面和防撞墻時，應(yīng)提前通知防水層施工單位，以便他們派出專人負(fù)責(zé)檢查和監(jiān)督混凝土橋基面的清潔工作。4.4噴涂橋面混凝土防水抗?jié)B劑施工技術(shù)要求（1）在施工部位用自來水或清潔水沖洗表面浮灰，井噴灑足量的水使基層混凝土完全潮濕。（2）待基層清洗潮濕后，表面元浮水時，噴涂防水劑于基層表面。當(dāng)防水劑滲入基層內(nèi)部，表面無明顯潮濕狀態(tài)時，再噴涂其次通防水劑。（3）噴涂其次遍防水劑后，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)視察涂層蒸發(fā)狀況。約2～3h后，防水劑涂層將要干燥時（一面干飽和狀態(tài)），應(yīng)馬上用噴霧器噴灑清水，以潮濕表面為準(zhǔn)，不宜過多，以免防水劑流失。這樣連續(xù)噴水養(yǎng)護(hù)24h，即完成此道工序。4.5噴涂橋面防水涂料施工技術(shù)要求（1）基層清理噴涂橋面防水涂料前，首先鑿除混凝土浮漿，平整凸凹不平處，清除油污，垃圾等，然后徹底清掃基面，再用吹塵器把基面吹干凈。（2）噴涂橋面防水涂料噴涂橋面防水涂料第一層時，要在涂料中適當(dāng)摻加肯定量的表面活性劑溶液進(jìn)行稀釋，以促使涂料摻入基層毛細(xì)孔隙以提高防水涂層的粘結(jié)強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。噴涂其次、三、四遍涂料，要待上一遍涂料實干后才能噴涂。（3）局部涂刷為避開涂料污染防撞墻，在噴涂橋面防水涂料時，有兩人執(zhí)擋布護(hù)住防撞墻，因此防撞墻底部防水層，是實行人工涂刷的。4.6質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（l）基層處理要求平整、干燥，拉毛符合設(shè)計要求，表面無垃圾、浮漿、污漬。（2）防水層寬度誤差在±2mm以內(nèi)。（3）防水層粘貼堅固，表面平整、無空鼓、脫落、翹邊等缺陷。（4）防水層實干后7d蓄水試驗，水高5～10cm，蓄水時間不少于24h，應(yīng)無滲漏。4.7施工留意事項（1）涂料運(yùn)用前應(yīng)攪拌勻稱。（2）預(yù)料涂料不能表于前下雨不能施工。（3）施工過程中，嚴(yán)禁亂踩未干的防水層。（4）防水層做完后，在瀝青混凝土鋪裝層未上以前要嚴(yán)加愛護(hù)，防水層實干后，可在其上開行10t以下汽車，但不得在其上打彎，倒車，急剎車等。10t以上的貨車，鏟車、吊車等禁止通行。五、施工工法的重要性及橋面防水材料的發(fā)展國內(nèi)防水材料數(shù)百種之多，但是，每年房屋滲漏成為百姓投拆的焦點，更有甚者給國家和人民造成極大的危害也不鮮見，因此，我們認(rèn)為防水施工應(yīng)？quot；三分材料、七分工法"，這樣除保證材料的性能外，還必需最大限度地發(fā)揮工法的作用，保證質(zhì)量。此外，為適應(yīng)我國南、北方的溫度差異及橋面防水的多樣化，我們還研制了低溫型（-35℃）、加強(qiáng)型（抗裂4～5mm）、以及鋼梁專用型以及細(xì)部施工（如嵌縫、落水口）等數(shù)十種新材料。結(jié)束語南浦大橋防水材料探討于1993年10月通過國家建材局組織的鑒定；上海內(nèi)環(huán)線高架橋面防水探討于1993年7月通過上海市政工程管理局組織的專家驗收，1996年通過鑒定，我們就以1996年2月專家鑒定看法作為本文結(jié)論。（l）課題組供應(yīng)的鑒定資料齊全，內(nèi)容詳實，數(shù)據(jù)可信，已經(jīng)完成了項目建議的探討內(nèi)容和考核指標(biāo)。（2）所研制以瀝青為基料的JWp-l（HUT-l）型橋面防水涂料探討技術(shù)路途正確，探討方法科學(xué)，耐高溫、低溫順性、粘結(jié)和抗拉強(qiáng)度抗裂性、耐酸堿及防銹實力等技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了合同規(guī)定的考核要求。水泥混凝土表面防水劑的探討，立足國內(nèi)原料，合成工藝合理，產(chǎn)品質(zhì)量經(jīng)檢各項指標(biāo)都達(dá)到考核指標(biāo)要求。（3）配套探討的大面積防水涂料機(jī)械化施工工藝簡便先進(jìn)，具有較高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。（4）JWP-2（HUG-13）一橋面防水劑和JWP-1（HUT-l）型橋面防水涂料所組成的橋面防水涂層已在上海內(nèi)環(huán)線高架工程中應(yīng)用，面積達(dá)60余萬"，取得了良好的防水效果。（5）該探討成果的總體技術(shù)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，同意通過鑒定。建議：（1）可以在橋梁及類似防水工程中推廣應(yīng)用。（2）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)施工要求可為施工技術(shù)規(guī)程的制定供應(yīng)參考依據(jù)。參考文獻(xiàn)：[1]趙國藩.高等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)[M].北京：中國電力出版社.1999.[2]AjiboyeF.oluokun，SaryA.J.Malak.Toughness，ductility，flexura1，andcompresseivebehaviorofmetallicaggregat