國內(nèi)外混凝土橋梁的防水材料檢測探討

王暉

摘要：道橋的防水層可以保護混凝土和鋼筋，國內(nèi)外對防水材料的應(yīng)用都非常重視，本文以混凝土道橋的防水材料檢測為研究對象，論文首先探討了國內(nèi)外在防水材料檢測方面的應(yīng)用現(xiàn)狀，進而對國內(nèi)外的檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)進行了剖析，并期望盡快形成符合中國國情的標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：混凝土道橋防水材料檢測標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號：TU74 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

1概述

由于目前道橋表面鋪裝主要是瀝青混凝土，其孔隙率較高，沒有防水作用，因此道橋需要單獨的防水層。防水層的作用如圖1所示。道路和橋面用防水材料包括防水卷材及防水涂料，接縫的密封防水一般采用密封膠和橡膠止水帶。在這里我們主要討論混凝土道路和橋面用防水材料的應(yīng)用和檢測。

圖1 防水層的作用

2國內(nèi)外應(yīng)用

2.1國外應(yīng)用

在歐洲，道橋防水采用瀝青防水卷材、防水涂料。具體做法如下：基層混凝土應(yīng)干燥、潔凈，高差太大應(yīng)用混凝土替代材料找平；然后在混凝土表面用環(huán)氧樹脂打底涂，涂布量約300-500g/m2；表面撒0.2-0.7粒徑的砂，撒布量500-800 g/m2，未粘結(jié)的砂在固化后除去。

若表面粗糙度在1.5-5 mm，用環(huán)氧樹脂膩子（樹脂與礦物料的比例為1：3到1：4）找平；并在表面撒0.7-1.2粒徑的砂，未粘結(jié)的砂在固化后除去，保證表面的粗糙度在1.0-1.5 mm；再用環(huán)氧樹脂封閉，涂布量至少600 g/m2。若表面粗糙度在1.0-1.5 mm，則表面可以用兩道環(huán)氧樹脂封閉.第一道涂布量不少于400 g/m2，表面撒0.7 -1.2粒徑的石英砂，未粘結(jié)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。這樣得到有均勻粗糙度又完全封閉表面的涂層，然后再在上面用熱風(fēng)裝置施工改性瀝青防水卷材。

2.2 國內(nèi)應(yīng)用

我國道橋使用防水材料是從上世紀(jì)80年代開始的，首先在機場跑道和橋梁上開始使用，首都機場跑道采用了普通APP改性瀝青聚酯胎防水卷材做防水，上海南浦大橋采用了氯丁橡膠乳化瀝青防水涂料做橋面防水，此后北京的立交橋開始采用卷材防水。作為道橋的防水材料，首先應(yīng)當(dāng)滿足交通要求，再者應(yīng)保證防水效果混凝土道橋的通常作法是：8-10 cm水泥混凝土+防水層+7-9cm瀝青混凝土。瀝青混凝土通常分兩次鋪裝，下層是普通瀝青混凝土，上層常采用改性瀝青混凝土。普通瀝青混凝土運到施工現(xiàn)場的溫度在140-160℃，改性瀝青混凝土要高20℃以上。

3國外材料檢測

作為道橋防水層，既要滿足瀝青層鋪裝時的高溫和碾壓，具備合適的耐熱度和抗穿孔性能；同時又能保證在車輛通行產(chǎn)生剪切和摩擦力的情況下不產(chǎn)生滑動，并且能阻擋基層的反射裂縫，承受負(fù)荷和變形。

目前收集到的國外對道橋防水材料檢測方面的標(biāo)準(zhǔn)有：

歐盟的標(biāo)準(zhǔn)草案EN 14695《柔性防水卷材—用于混凝土橋面和路面防水的增強瀝青卷材—定義和要求》，德國道路與交通協(xié)會的TP-BEL-B第1部分《混凝土橋面用熱熔瀝青防水卷材鋪設(shè)防水層的測試技術(shù)規(guī)定》。具體介紹如下：

3.1 EN 14695

EN 14695標(biāo)準(zhǔn)將防水卷材的檢測分為卷材性能和相關(guān)應(yīng)用性能。卷材性能包括：外觀，尺寸偏差，單位面積質(zhì)量。礦物表面保護材料的初始總量，拉伸性能，吸水率，低溫柔性，耐熱度，高溫下的尺寸穩(wěn)定性，熱老化性能。相關(guān)應(yīng)用性能包括：粘結(jié)強度，剪切強度，抗裂縫變形能力，熱老化相容性，瀝青層的抗壓性，用于瀝青瑪蹄脂的聚合物瀝青卷材性能，防水性，有害物質(zhì)。

在EN 14695中，卷材性能大部分是按照生產(chǎn)商的規(guī)定值，如：將試件浸入23℃的水中28 d，吸水率為≤1%；高溫下的尺寸穩(wěn)定性是80℃/24h，當(dāng)用于瀝青瑪?shù)壑瑫r則是160℃/ 1h；熱老化性能是加熱12周測定低溫柔性和耐熱度的變化。EN 14695中的相關(guān)應(yīng)用性能也是按照生產(chǎn)商的規(guī)定值，如：混凝土表面的粗糙度在0.5-1.0 mm，表面根據(jù)生產(chǎn)商的要求使用底涂，再鋪設(shè)防水卷材，施工瀝青混凝土。

3.2 TP-BEL-B第1部分

TP-BEL-B的防水卷材檢測分為三部分：瀝青防水卷材的物理、化學(xué)性能，對組合試件使用性能的檢測（實驗室），對鋪設(shè)好的防水層的應(yīng)用性能檢測（施工時）。瀝青防水卷材的物理、化學(xué)性能包括：卷材單位面積質(zhì)量，胎基單位面積質(zhì)量，胎基下面涂蓋層的可溶物含量，聚合物的含量和聚合物種類，聚合物在瀝青中的分散性，填料的種類，填料含量，胎基的種類，金屬表面箔的種類及外觀，胎基的浸漬性，卷材厚度，瀝青層厚度，卷材的寬度，拉伸性能，不透水性，浸水后的質(zhì)量和尺寸變化，耐熱度，低溫下的施工性能，低溫柔度，涂蓋料的軟化點、針入度。

TP-BEL-B的試驗項目復(fù)雜，EN的不少相關(guān)要求是從該處演變來的。水泥混凝土表面用環(huán)氧樹脂封閉處理；剪切強度的試驗方法與EN的區(qū)別是角度為11.5°角；裂縫愈合變形能力的試驗分為動態(tài)和靜態(tài)，動態(tài)試驗是0.2±0.1 mm的運動以0.03Hz的梯形函數(shù)（1000次循環(huán)）與±0.05 mm的5 Hz的正弦函數(shù)（10000次循環(huán)）疊合，動態(tài)試驗完后，在固定的裂縫狀態(tài)于70℃7d ，將胎基萃取出，檢查是否損壞；粘結(jié)性效果是粘結(jié)完好的面積占總面積的百分?jǐn)?shù)；模擬夏天陽光的熱處理是用紅外燈照射40個循環(huán)，每個循環(huán)6 h照射、6 h冷卻；溫度變化和浸水影響是浸水后-20℃7h，20℃水2 h，60℃空氣加熱5.5h，20℃水2 h為一循環(huán)，20次循環(huán)。

4國內(nèi)材料檢測

目前國內(nèi)道橋防水材料使用過程產(chǎn)生的問題主要是防水層失效，防水層產(chǎn)生滑動，引起路面起鼓。對以前施工的道橋進行翻修的過程中.發(fā)現(xiàn)卷材防水層瀝青斷裂、與混凝土粘接不牢、卷材特別是搭接處滑移、卷材鼓包等問題；防水涂料防水層破壞的較多。

由于道橋防水在國內(nèi)的應(yīng)用時間短、使用少，因此目前還沒有比較成熟的經(jīng)驗。材料的檢測主要是各業(yè)主和設(shè)計單位提出的一些技術(shù)指標(biāo)。包括：瀝青防水卷材、防水涂料本身的物理力學(xué)性能，高溫耐熱度，50-60℃有正壓力時的剪切強度，50-60℃的粘結(jié)強度，-20℃卷材拉伸性能，高溫抗穿孔性能。卷材的性能要求達(dá)到GB18243標(biāo)準(zhǔn)II型指標(biāo)；高溫耐熱度，卷材一般要求140℃、涂料170℃；要求在正壓力0.1 MPa時剪切強度不小于0.05 MPa

為了提高對熱攤鋪瀝青的承受能力.國內(nèi)的改性瀝青防水卷材表面撒布了大量的頁巖片，為此胎基上面的涂蓋層就比較厚，下面的涂蓋層就相對較薄，影響了卷材的防水性；其次太多的頁巖片容易在碾壓時損傷胎基。防水涂料涂刷太薄，表面沒有保護層，直接攤鋪瀝青，極易被碾壓刺穿。

5標(biāo)準(zhǔn)制定

目前國外的標(biāo)準(zhǔn)有歐洲標(biāo)準(zhǔn)草案，德國、英國、日本相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，ISO沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。歐洲標(biāo)準(zhǔn)草案的大部分指標(biāo)都是生產(chǎn)商的規(guī)定值。

國內(nèi)目前沒有相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)，正在制定的有交通部《路橋用塑性體（APP）瀝青防水卷材》、《路橋用瀝青防水涂料》以及建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《道橋用防水卷材》、《道橋用防水涂料》。其中交通部的標(biāo)準(zhǔn)已完成報批稿，建材標(biāo)準(zhǔn)正在起草過程中。交通部的標(biāo)準(zhǔn)項目和指標(biāo)主要參照原北京市政設(shè)計院的技術(shù)要求，試驗方法及試驗項目不夠完善。建材標(biāo)準(zhǔn)前期做了大量的調(diào)研和驗證工作，對國外標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品進行了剖析，并對國外的相關(guān)實驗室和標(biāo)準(zhǔn)制定單位進行了考察，盡量做到符合中國的國情。

參考文獻

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