高等級公路橋梁結構防水技術探討

郭衛(wèi)琦

(山西省交通建設質量安全監(jiān)督局，山西太原 030006)

橋梁工程是高等級公路跨越河流和溝谷采取的主要工程方式，現(xiàn)階段高等級公路設計中，為了跨越人員聚集區(qū)、減少占用耕地，也經常采取高架橋梁的方式。根據交通建設適度超前的原則，我國近年來高等級公路建設規(guī)模持續(xù)保持高位，橋梁建設也取得了長足的進步。但是由于設計或施工的原因，許多橋梁結構受水侵蝕，發(fā)生損壞。因此，研究橋梁結構的防水設計及施工技術，妥善解決橋梁水損害問題，已經成為我們必須面對的課題。對橋梁水損害情況的調查發(fā)現(xiàn)，損壞最多的部位是橋面鋪裝、橋梁絞縫、橋面板、邊梁外側、梁端兩側、蓋梁、橋梁墩柱(水位浮動處)，直接表現(xiàn)是混凝土開裂、掉塊、鋼筋銹蝕、直至結構破壞，嚴重影響橋梁結構使用的安全性和耐久性。

1 橋梁結構水損害原因

1)橋梁所接觸的雨水與污水，含有各種酸、堿物質，會侵蝕損害橋梁混凝土結構。

2)混凝土在塑性期和硬化初期會因為水分蒸發(fā)造成塑性開裂。橋面混凝土厚度較小，和空氣接觸面大，產生塑性開裂的幾率也大。早期產生的裂縫會隨著動荷載的反復沖擊逐漸擴大，如果沒有完善的防水系統(tǒng)，帶有腐蝕性的水滲入混凝土中，會產生堿—骨料反應造成混凝土結構損害。

3)為消除冬季橋面的冰凍和積雪，廣泛使用噴灑融雪劑的方法，由于防水不完善，鹽水流向薄弱環(huán)節(jié)，滲入混凝土的縫隙里，不僅引起堿集料反應，而且引起鹽腐蝕，加速了破壞。

4)凍融循環(huán)使裂縫不斷擴大，加劇了堿—骨料反應和鹽腐蝕的破壞作用，產生了疊加效應。

2 橋梁結構防水研究設計

橋梁結構的防水設計，就是要從各個方面、各個部位采取針對性措施，阻止水滲入混凝土中，從而避免橋梁結構遭受損害。

1)鋪裝層混凝土。水泥混凝土橋面鋪裝強度應不低于40號，設計應加入鋼纖維，可以對膨脹、開裂起到抑制作用;平均厚度不小于10 cm，最薄處不小于8 cm;橋面瀝青混凝土鋪裝層建議采用SMA瀝青混凝土，該混凝土瀝青含量高，具有更好的低溫延性和更小的孔隙率，能有效防止水分滲入鋪裝層。

2)防水粘結層。它是橋面防水中最重要、最關鍵的環(huán)節(jié)，應具有以下技術性能:a.不可滲透的密封防水性能，這是基本的保障和要求。b.抵抗侵蝕性試劑的阻力性能，比如阻止因微生物發(fā)霉或草木植物引起的污水以及除冰后產生的鹽溶液等侵蝕損壞。c.抵抗開裂裂縫的變形柔韌性能，在橋面出現(xiàn)一定程度的裂縫后仍能滿足防水要求。d.與橋面鋪裝層有較好的密貼性，與瀝青混凝土相容性好，粘結強度高。e.抵抗溫度變化的延展協(xié)調性。在環(huán)境溫度－40℃ ～80℃范圍內，能滿足使用要求。同時，在瀝青混凝土攤鋪溫度達170℃高溫時，不流淌、不起泡、不滑動。f.良好的耐久性，并能適應橋梁荷載抗壓、抗拉的特點。

3)伸縮縫的防水。如果伸縮縫的密封效果不佳，水透過伸縮縫流入梁端和蓋梁，會造成損害。根據使用情況調查，毛勒縫和仿毛勒縫的密封防水效果較好，基本能保證不漏水。另外，對伸縮量小于5 cm的小變位伸縮縫，聚合物改性瀝青彈塑體填充式伸縮裝置，也比較適用。

4)橋面雨水孔與排水管。橋面雨水孔與排水管的設計和施工是很重要的環(huán)節(jié)，但經常被人輕視。設計中要注重收水口必須高于周圍標高，避免橋面局部積水;排水管保證伸出長度，避免水流沖刷邊梁，引起邊梁外側混凝土破壞。

5)防撞護欄外側防水。防撞護欄外側底面應設置止水槽，使雨水能順著護欄外側流向地面。

6)梁端和蓋梁的防水。梁端與蓋梁易受上部滲漏水的侵蝕造成損壞，應采取防水措施進行處理。

3 橋梁防水材料的主要種類

1)環(huán)氧膠乳防水涂料。它是環(huán)氧樹脂乳液和氯丁膠乳的混合體。優(yōu)點是與水泥混凝土的親和性好，有延展性，價格適中，缺點是與瀝青混凝土的親和性差，作為局部涂層效果較好。

2)聚合物水泥基防水涂料。以水泥基防水涂料為基礎，通過有機硅和乳化瀝青改性，有較好的耐高溫性能和防水效果，價格適中，缺點是與瀝青混凝土親和力差，涂刷工藝人工操作，均勻性差，占用工期長。

3)聚合物改性瀝青橋面防水涂料。該產品以復合離子型乳化瀝青、橡膠、樹脂改性劑組成。特點是與水泥混凝土或瀝青混凝土粘結牢固，耐高溫、低溫，170℃高溫不流淌、不起泡，不滑動，－30℃不開裂。粘結強度高，耐久性好，能快速施工，價格適中，可以采取機械噴涂。

4)PC橡膠防水卷材防水層。可做成1 mm以下的薄膜粘結到基面上，具有較好的粘結性能，低溫性能好，且施工速度快。但這種材料在國內范例較少，使用性能有待考證。

4 橋梁防水粘結層的施工要點

1)防水粘結層的基層即為橋面鋪裝層。基層應進行機械打磨或拋丸處理，保證平整密實，無油污、無灰塵、無暴牙、無雜物，鋪筑防水層前，要基本干燥，含水率不大于15%，不得有積水。防撞墻嵌縫槽，必須將縫中雜物徹底清除，并用壓縮空氣吹凈。必要時對泄水孔前后1 m范圍內進行人工或機械修鑿，保證排水順暢。

2)聚合物改性瀝青防水涂料應采用工藝較先進的機械噴涂作業(yè)，速度快，質量好，可以大面積連續(xù)施工。

3)防水涂膜厚1.2 mm～2 mm，基本要求是牢、薄、透、勻，防水層應做多遍噴涂，可以保證防水涂膜均勻、平整、無夾層現(xiàn)象，下道工序必須在前一涂層實干后進行，以防止起鼓。

4)噴涂施工時要注意防止污染，防撞墻處要設擋板遮擋。防水涂膜必須涂刷至防撞墻與橋面接觸處向上5 cm，以避免因橋面板與防撞墻的二次澆筑接縫滲漏。

5)防水涂層施工要注意不得有空鼓、夾氣等現(xiàn)象。

6)施工過程中，嚴禁亂踩未干的防水層，防水層未實干之前，進行交通管制，嚴禁車輛通行。

5 防水粘結層質量檢測

防水材料使用前必須進行專項試驗，對其表干時間、實干時間、耐熱度、不透水性、低溫柔度、拉伸強度、斷裂延伸率、涂料與水泥混凝土的粘結強度、設定溫度的剪切強度、粘結強度、接縫變形能力、熱碾壓后抗?jié)B性以及鹽處理、熱老化指標等進行測定，合格后方可批量進場使用。

防水粘結層施工完畢后，需進行下面檢查:

1)目視直接檢測:包括產品的均勻同質、防水層的連續(xù)性以及是否存在褶皺、開裂或砂眼等不規(guī)則現(xiàn)象，是否存在空鼓、氣泡、翹邊等現(xiàn)象，并及時處理。

2)檢測與結構物表面的粘結性能、低溫柔韌性、剛度和抗裂性能。

3)檢測防水層的抗拉性能(延伸率)和抗疲勞性能。

4)對伸縮裝置及排水管、收水口等重點部位著重檢查。

5)防水粘結層噴涂完成7 d后做蓄水試驗，水高5 cm～10 cm，蓄水時間不少于24 h，應無滲漏。

6 結語

橋梁結構必須設置完善的防水系統(tǒng)，不僅要強調橋梁混凝土自身的防水和橋面防水粘結層的施工，還要考慮伸縮裝置、護欄、蓋梁頂面以及邊梁外側等部位的防水處理，才能保證橋梁結構整體的防水性能，形成完善的防水系統(tǒng)，進而保證橋梁的使用壽命。防水系統(tǒng)的優(yōu)化完善設計以及嚴格規(guī)范的施工，對于橋梁工程整體的結構安全、正常運營以及后期運營成本控制，具有非常關鍵的作用，必須引起足夠的重視。