国内外混凝土桥梁的防水材料检测探讨

王晖

摘要：道桥的防水层可以保护混凝土和钢筋，国内外对防水材料的应用都非常重视，本文以混凝土道桥的防水材料检测为研究对象，论文首先探讨了国内外在防水材料检测方面的应用现状，进而对国内外的检测方法和标准进行了剖析，并期望尽快形成符合中国国情的标准。

关键词：混凝土道桥防水材料检测标准

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

1概述

由于目前道桥表面铺装主要是沥青混凝土，其孔隙率较高，没有防水作用，因此道桥需要单独的防水层。防水层的作用如图1所示。道路和桥面用防水材料包括防水卷材及防水涂料，接缝的密封防水一般采用密封胶和橡胶止水带。在这里我们主要讨论混凝土道路和桥面用防水材料的应用和检测。

图1 防水层的作用

2国内外应用

2.1国外应用

在欧洲，道桥防水采用沥青防水卷材、防水涂料。具体做法如下：基层混凝土应干燥、洁净，高差太大应用混凝土替代材料找平；然后在混凝土表面用环氧树脂打底涂，涂布量约300-500g/m2；表面撒0.2-0.7粒径的砂，撒布量500-800 g/m2，未粘结的砂在固化后除去。

若表面粗糙度在1.5-5 mm，用环氧树脂腻子（树脂与矿物料的比例为1：3到1：4）找平；并在表面撒0.7-1.2粒径的砂，未粘结的砂在固化后除去，保证表面的粗糙度在1.0-1.5 mm；再用环氧树脂封闭，涂布量至少600 g/m2。若表面粗糙度在1.0-1.5 mm，则表面可以用两道环氧树脂封闭.第一道涂布量不少于400 g/m2，表面撒0.7 -1.2粒径的石英砂，未粘结的砂在固化后除去；第一道涂布量至少600 g/m2，表面不再撒砂。这样得到有均匀粗糙度又完全封闭表面的涂层，然后再在上面用热风装置施工改性沥青防水卷材。

2.2 国内应用

我国道桥使用防水材料是从上世纪80年代开始的，首先在机场跑道和桥梁上开始使用，首都机场跑道采用了普通APP改性沥青聚酯胎防水卷材做防水，上海南浦大桥采用了氯丁橡胶乳化沥青防水涂料做桥面防水，此后北京的立交桥开始采用卷材防水。作为道桥的防水材料，首先应当满足交通要求，再者应保证防水效果混凝土道桥的通常作法是：8-10 cm水泥混凝土+防水层+7-9cm沥青混凝土。沥青混凝土通常分两次铺装，下层是普通沥青混凝土，上层常采用改性沥青混凝土。普通沥青混凝土运到施工现场的温度在140-160℃，改性沥青混凝土要高20℃以上。

3国外材料检测

作为道桥防水层，既要满足沥青层铺装时的高温和碾压，具备合适的耐热度和抗穿孔性能；同时又能保证在车辆通行产生剪切和摩擦力的情况下不产生滑动，并且能阻挡基层的反射裂缝，承受负荷和变形。

目前收集到的国外对道桥防水材料检测方面的标准有：

欧盟的标准草案EN 14695《柔性防水卷材—用于混凝土桥面和路面防水的增强沥青卷材—定义和要求》，德国道路与交通协会的TP-BEL-B第1部分《混凝土桥面用热熔沥青防水卷材铺设防水层的测试技术规定》。具体介绍如下：

3.1 EN 14695

EN 14695标准将防水卷材的检测分为卷材性能和相关应用性能。卷材性能包括：外观，尺寸偏差，单位面积质量。矿物表面保护材料的初始总量，拉伸性能，吸水率，低温柔性，耐热度，高温下的尺寸稳定性，热老化性能。相关应用性能包括：粘结强度，剪切强度，抗裂缝变形能力，热老化相容性，沥青层的抗压性，用于沥青玛蹄脂的聚合物沥青卷材性能，防水性，有害物质。

在EN 14695中，卷材性能大部分是按照生产商的规定值，如：将试件浸入23℃的水中28 d，吸水率为≤1%；高温下的尺寸稳定性是80℃/24h，当用于沥青玛帝脂时则是160℃/ 1h；热老化性能是加热12周测定低温柔性和耐热度的变化。EN 14695中的相关应用性能也是按照生产商的规定值，如：混凝土表面的粗糙度在0.5-1.0 mm，表面根据生产商的要求使用底涂，再铺设防水卷材，施工沥青混凝土。

3.2 TP-BEL-B第1部分

TP-BEL-B的防水卷材检测分为三部分：沥青防水卷材的物理、化学性能，对组合试件使用性能的检测（实验室），对铺设好的防水层的应用性能检测（施工时）。沥青防水卷材的物理、化学性能包括：卷材单位面积质量，胎基单位面积质量，胎基下面涂盖层的可溶物含量，聚合物的含量和聚合物种类，聚合物在沥青中的分散性，填料的种类，填料含量，胎基的种类，金属表面箔的种类及外观，胎基的浸渍性，卷材厚度，沥青层厚度，卷材的宽度，拉伸性能，不透水性，浸水后的质量和尺寸变化，耐热度，低温下的施工性能，低温柔度，涂盖料的软化点、针入度。

TP-BEL-B的试验项目复杂，EN的不少相关要求是从该处演变来的。水泥混凝土表面用环氧树脂封闭处理；剪切强度的试验方法与EN的区别是角度为11.5°角；裂缝愈合变形能力的试验分为动态和静态，动态试验是0.2±0.1 mm的运动以0.03Hz的梯形函数（1000次循环）与±0.05 mm的5 Hz的正弦函数（10000次循环）叠合，动态试验完后，在固定的裂缝状态于70℃7d ，将胎基萃取出，检查是否损坏；粘结性效果是粘结完好的面积占总面积的百分数；模拟夏天阳光的热处理是用红外灯照射40个循环，每个循环6 h照射、6 h冷却；温度变化和浸水影响是浸水后-20℃7h，20℃水2 h，60℃空气加热5.5h，20℃水2 h为一循环，20次循环。

4国内材料检测

目前国内道桥防水材料使用过程产生的问题主要是防水层失效，防水层产生滑动，引起路面起鼓。对以前施工的道桥进行翻修的过程中.发现卷材防水层沥青断裂、与混凝土粘接不牢、卷材特别是搭接处滑移、卷材鼓包等问题；防水涂料防水层破坏的较多。

由于道桥防水在国内的应用时间短、使用少，因此目前还没有比较成熟的经验。材料的检测主要是各业主和设计单位提出的一些技术指标。包括：沥青防水卷材、防水涂料本身的物理力学性能，高温耐热度，50-60℃有正压力时的剪切强度，50-60℃的粘结强度，-20℃卷材拉伸性能，高温抗穿孔性能。卷材的性能要求达到GB18243标准II型指标；高温耐热度，卷材一般要求140℃、涂料170℃；要求在正压力0.1 MPa时剪切强度不小于0.05 MPa

为了提高对热摊铺沥青的承受能力.国内的改性沥青防水卷材表面撒布了大量的页岩片，为此胎基上面的涂盖层就比较厚，下面的涂盖层就相对较薄，影响了卷材的防水性；其次太多的页岩片容易在碾压时损伤胎基。防水涂料涂刷太薄，表面没有保护层，直接摊铺沥青，极易被碾压刺穿。

5标准制定

目前国外的标准有欧洲标准草案，德国、英国、日本相关标准，ISO没有相关的标准。欧洲标准草案的大部分指标都是生产商的规定值。

国内目前没有相关的行业标准和国家标准，正在制定的有交通部《路桥用塑性体（APP）沥青防水卷材》、《路桥用沥青防水涂料》以及建材行业标准《道桥用防水卷材》、《道桥用防水涂料》。其中交通部的标准已完成报批稿，建材标准正在起草过程中。交通部的标准项目和指标主要参照原北京市政设计院的技术要求，试验方法及试验项目不够完善。建材标准前期做了大量的调研和验证工作，对国外标准和产品进行了剖析，并对国外的相关实验室和标准制定单位进行了考察，尽量做到符合中国的国情。

参考文献

[1] 唐蝉娟，吴笑梅，樊粤明.水泥基渗透结晶型防水材料的研究[J].广东建材，2007（11）.

[2] 孙立军.沥青路面结构行为理论.同济大学出版社，2005，11.

[3] 张占军.混凝土桥桥面防水系统性能及设计方法研究[D].西安：长安大学，2004.