组合梁桥面铺装防水粘结层研究

杨 明

(重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074)

组合梁桥面铺装防水粘结层研究

杨 明

(重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074)

本文通过分析组合梁桥面铺装防水粘结层的作用及一般要求，系统详细地对桥面铺装粘结层的各种材料进行相关试验并对比分析，得出防水材料各自的优缺点，提出我国现状桥面铺装粘结层防水材料试验指标规范的缺陷，为组合梁桥面铺装结构在设计使用期限内的使用性能和耐久性奠定理论基础。

组合梁；防水粘结层；试验指标；材料分类

概述

防水粘结层对于桥面铺装起着重要作用，混凝土桥面铺装急需使用有效的防水粘结层，我国相关规范如《公路沥青路面设计规范》中也规定了桥面沥青铺装应设防水粘结层。为了保证沥青混凝土桥面铺装结构在设计使用期限内的使用性能和耐久性，首先要优化桥面防水粘结层设计。

防水粘结层的一般要求

为了解决铺装层和桥面板之间的粘结性，凸显防水粘结层的作用，从以下几个方面考虑防水粘结层的一般要求：首先是密水，选择空隙率小的沥青混合料类型，加强压实，防止雨水的渗入；其次是加强排水，设置完善的排水设施与排水系统；三是提高沥青混合料与水泥混凝土桥面的水稳定性和抗冲刷能力，加强界面连结与防水层的作用；四是要有足够的桥面铺装厚度，诸多研究表明，当沥青层厚度大于6 cm时，基本可满足防水层不被剪切破坏的要求，但受桥梁恒载限制，一般的沥青混凝土铺装不大于10 cm。

桥面铺装粘结层材料分类比较

除了防水粘结层的一般要求外，桥面铺装粘结性强弱还取决于对桥面铺装粘结材料的选择。目前应用于桥面铺装的粘结材料有多种，按施工方式来分一般包括热熔性粘结材料、溶剂性粘结剂和热固性粘结材料。

热熔性粘结材料是由沥青掺加树脂（如松香）和各种聚合物（pva、pe）等组成的具有高粘度、高弹性的聚合物改性沥青。这种材料具有一定的变形能力，也具有良好的防水封闭作用，但是在高温下容易变软，粘结力下降。在剪切荷载作用下，桥面铺装容易在这层产生推移。因此，要求粘结层材料在铺装高温范围以内较硬，具有足够的抗剪切能力。

溶剂型粘结材料一般多指改性沥青、改性乳化沥青以及可溶性的橡胶沥青。这种材料除了同样具有高温软化的缺点外，其内部含有的热敏性物质在接触沥青铺装层摊铺时的高温时会释放出气体，从而使铺装层产生气泡。国内使用较多的是改性沥青以及改性乳化沥青粘结层。

热固性粘结材料主要指环氧沥青，它将环氧树脂加入沥青中，经与固化剂发生固化反应，形成不可逆的固化物。这种材料从根本上改变了沥青的热塑性质，赋予沥青全新的优良物理力学性能。同前面两类材料相比，这种材料无论在粘结能力、变形能力，还是在热稳定性方面，都具有明显的优势。

具体材料分类对比如下：

水乳沥青类：乳化沥青、改性乳化沥青、复合改性乳化沥青，水乳型防水涂膜施工快、无污染。 均为薄质涂膜，厚度不超过1 mm，极易遭受施工损坏，防水效果差。即便后面采用了改性沥青，由于荷载条件下沥青类材料本身的防水局限性，以及密级配沥青混凝土的防水性局限，因此其防水性并未得到提高。

热融沥青：热融沥青、热融改性沥青，施工快、无污染。起不到防水作用。且热融沥青类防水材料由于多了加热这道工序，施工时质量更不好控制。

封层类：稀浆封层，固化成型后混合料空隙率低，防水性能高。稀浆具有良好的流动性，可起到封闭裂纹的作用。常温呈脆性，在行车荷载的冲击和桥面反射裂缝作用下，可能会出现裂缝，从而影响其防水效果；且只针对密级配沥青混凝土而言具有很好的防水效果，实际上，它并不能真正完全防水。

胎体类：卷材、几布几涂 施工简便。内卷材良莠不齐，很多根本起不到防水的效果，且质量较好的卷材价格较高，不利推广。

细质沥青混凝土类：沥青玛蹄脂、薄层沥青砂，具有较好的防水效果。热稳性一般较差，使用中铺装容易产生变形和推拥。

水泥基或有机硅渗透结晶防水材料：具有极好的亲水性，渗透深度最大可超过30cm。粘结能力一般，需要洒布粘层油，且只能防止路面水进入桥梁结构内部，施工麻烦，需洒水养护24h。

高分子塑性类：聚氨酯，耐老化，防水性能好。对基层干燥度要求高，与沥青混合料的粘结力差，很容易出现层间脱离，另外，造价也比较高。 环氧树脂，粘结强度高，防水性能好，做拉拔试验即使混凝土本体发生破坏，环氧粘结层也很难发生破坏 造价比较高，施工受天气影响较大，气温低于10℃或雨天都不能施工，一般只适合用于重要桥梁工程。

防水粘结层材料试验分析

通过以上对桥面防水粘结层材料进行直观的比较，可以对国内粘结层材料现状有个大体的认识。但对防水材料的性能进行评价，需要进行指标量化，即通过试验评定材料性能的好坏。

相比国外在防水层材料路用性能室内试验和野外测试方面形成的一套完善方法，我国在这方面的研究才刚刚起步，涉及到的试验一般有直剪试验、透水试验、拉拔试验、车辙试验、抗刺破性能试验和防水材料高低温试验等。由于现行规范中桥面铺装及防水设计还是空白，因此各项性能试验目前还没有统一的指标，各地区可根据气候情况和所选防水材料性能进行有选择的试验并制定指标。

室内直剪试验是为了确定防水层抵抗水平剪切应力的能力，建立相应的剪切指标。桥面防水层在沥青混凝土面层摊铺和碾压时，往往容易被刺破而渗漏。进行抗刺破性能试验是为了评价防水层承受碾压的不透水性能是否满足阻止水进入桥面板的要求。而不透水试验则是在一定压力和一定时间下，测定防水层材料的不透水性能。

桥面防水层高温耐热度试验是为了保证沥青混合料碾压作业中，要求防水层适度的变软、发粘或轻微的流淌以利于提高面层与防水层之间的粘结力，同时又要防止过度的发软和流淌以避免热集料刺破防水层。

当温度下降时，材料的脆性增强，在收缩变形时会导致断裂，所以要对材料的低温性能加以研究，该项性能一般在寒冷地区考虑。

由此可见，我国对桥面铺装粘结层材料相关试验的规范还有待完善，且应提出相应的桥面铺装及防水设计的指标，如此才便于桥面粘结层材料性能评价的量化。

结论

防水粘结层对于沥青混凝土桥面铺装结构在设计使用期限内的使用性能和耐久性起着重要作用。防水粘结层除了满足一般要求外，其粘结性的强弱还取决于对桥面铺装粘结材料的选择。然后我国现状的桥面铺装粘结材料种类虽然多，但是各有利弊，需要结合实际情况进行合理选择。

[1]马芹纲,周孔.耐久型混凝土桥铺装结构防水体系设计研究[j].城市道桥与防洪,2009(11).

[2]张胜,黄启帝.混凝土桥面铺装的研究[j].城市道桥与防洪,2010(7).

[3]周孔.城市高架桥防水粘结层设计参数研究[d].同济大学硕士论文,2010.

Study on waterproof adhesive layer of composite bridge deck pavement Yang Ming1

(School of Civil Engineering & Architecture，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074)

the waterproof layer binding for bridge deck pavement plays an important role. this article through the thorough understanding of the role of waterproof bond and the general requirements, the system of each detail deck surfacing layer material and relevant test binding comparison and analysis the merits and demerits of the waterproof material, put forward the current status in china, the bridge deck pavement bonding layer waterproof material test index of the regulation of the defect, to asphalt concrete bridge deck pavement structure used in design within the time limit properties and durability of the use of the theoretical foundation.

Composite bridge；waterproof bonding layer；test index；material classification

U45

B

1007-6344（2016）08-0017-01

杨明(1988-)，男，重庆交通大学道路与铁道工程专业硕士研究生