橋面防水層材料及施工質量控制研究

方 瑞 王惠珍 彭謙謙

（1.南陽市臥龍區公路管理局，河南 南陽473000；2.南陽市遠大道路橋梁工程有限公司，河南 南陽473000）

0 概述

最早的防水層施工是由丹麥學者首先提出然后在丹麥使用的[1]。隨著使用效果優異，世界各國爭相對橋面防水層進行使用[2]。美國后在根據橋面損傷原理進行相應研究后，針對橋面損毀因素，進行了一系列的研究提出了先進的防水層材料[3]。我國最早是在20世紀80年代進行了防水層的研究[4]。在90年代，上海市政工程設計院提出了防水層的關鍵理論[5]。并隨著大量的研究，我國防水層材料的研究取得了重大的突破[6]。

1 橋面防水層材料使用重要性及材料特性研究

由于我國大部分地區處于雨量較為充足地區，所以對于防水層的使用顯得極其重要。防水層的使用決定了我國橋梁的使用壽命與疲勞特性。

1.1 橋面用防水層使用重要性研究

根據調查研究，我們發現由于橋梁鋪裝層施工時對橋面方式層不夠重視會直接導致橋面鋪裝層的破壞。現在橋面鋪裝層的損壞在很大程度上是有與橋面防水層鋪裝不合格以及為設置橋面防水層導致的。由于橋面防水層設置問題，美國在20世紀每年由于防水層缺失而導致的橋梁病害導致了進20億美元的損失，由此可見防水層對于橋面鋪裝具有極其重要的作用。橋面防水層的設置與材料特性會直接影響到公路橋梁的實際使用壽命。

根據對省內一些公路橋梁進行相應的施工試驗得到了以下幾點結論：

（1）鋪裝了防水層的橋梁與未鋪裝防水層的橋梁進行鋼筋抗銹蝕試驗中，我們可以看到未鋪裝防水層的橋梁橋面板鋼筋產生大量銹蝕，甚至部分鋼筋裸露至橋面板面板上。鋪裝了防水層的橋梁沒有這種現象；

（2）鋪裝了防水層的橋梁與未鋪裝防水層的橋梁進行混凝土抗腐蝕試驗中，為鋪裝防水層的橋梁的橋面板的混凝土出現大量縱橫向裂縫，甚至有部分出現了大量的蜂窩、麻面現象。鋪裝防水層的橋梁在部分位置有輕微腐蝕現象。

根據試驗結果我們可以認為，橋面用防水層對橋梁的使用壽命特別是橋面鋪裝層的耐久性具有重要的積極意義。

1.2 橋面用方式層材料特性研究

關于橋面用防水層的材料特性，我國的相關規范對材料特性有著以下相關規定：

（1）耐高溫：防水層材料應當具有一定的抗高溫性，避免在高溫作用下失去使用效果；

（2）耐低溫：橋面防水層應當具有相應的抗低溫特性，避免在我國東北等冬季低溫地區由于低溫而導致產生相應的裂縫，降低功效；

（3）延伸率：延伸率根據國家規定不得小于3.5；

（4）粘結強度：黏結性不得小于0.2。

本文根據實際施工中經驗總結對橋面用防水層材料特性要求進行相關研究得到了符合省級公路防水要求的橋面防水層具體材料特性如下：

（1）較好的不透水性：橋面防水層需要在施工結束后具有優異的不透水性，特別是在受到較高的交通荷載時要對瞬間高水壓有一定的抵御能力；

（2）較強的耐久性：由于橋面方式層長時間的工作，所以針對防水層要具有防止產生鏈式反應的能力。并具有較好的抗老化能力。

（3）較好的穩定性：使用過程中的橋面防水層必須具有較強的力學穩定特性，防止在高強度的力學作用下產生物理破壞；

（4）協調適應能力以及可操作性：橋面用防水層對于橋面鋪裝層的各層的物理特性要具有較好的使用能力并具有相應的可操作性。方便施工并有效的適用與各個施工環境決定了方式層的具體使用效果。

2 橋面用防水層材料選擇以及施工質量控制研究

2.1 橋面用防水層施工技術改進研究

橋面用防水層在進行橋面鋪裝層施工時由于現有施工工藝以及材料特性的原因常常會導致氣包以及鼓包現象的出現。針對這一病害，如果不進行有效措施予以避免及治理，則會直接影響到橋面防水層的施工質量。根據多年具體施工經驗總結以及對橋面用防水層物理化學性質的研究，我們可以認為橋面方式層出現氣泡與鼓包的主要原因由以下幾點：

（1）由于橋面用防水層自身內部添加劑在施工過程中沒有有效的溶解，導致防水層產生相應的病害；

（2）由于橋面板平整度不夠以及噴槍壓力過大直接導致氣體進入防水層導致氣泡及鼓包的產生。

（3）水泥混凝土中殘留水分較多，直接導致一些化學物理反應產生氣體與相應的導致氣泡與鼓包的物質。

根據上述研究成果對防水層施工進行以下幾點改進以避免氣泡與鼓包現象的出現：

（1）攪拌均勻：在防水層施工前對防水層材料攪拌均勻并保證密封與保存溫度；

（2）保證施工間隔時間：為防止出現鼓包與氣泡，可以在防水層施工時保證防水層施工的間隔時間，后一層材料必須在前一層材料徹底晾干壓實后進行鋪筑；

（3）保證施工環境：由于氣泡與鼓包的產生原因，必須保證施工條件的溫度與濕度，既不能過于潮濕也不能在太陽暴曬的情況下進行施工；

（4）保證清潔度：在施工過程中必須對灰塵、油污、浮漿等雜物清理干凈。且要保證混凝土層平整度，如果下部混凝土層過于粗糙不平整，應當予以頂處理，在保證下部混凝土平整無污染物的前提下進行防水層的施工。

2.2 橋面防水層施工改進效果對比研究

將通過運用施工改進技術進行施工的防水層與傳統技術施工的防水層進行性質試驗，對比研究施工改進技術是否有效，具體結果有以下幾點：

（1）運用外觀檢測檢測防水層施工質量：經過試驗對比可以發現使用傳統技術施工的橋面防水層易于整體揭開，與混凝土之間的粘接能力要遠遠小于改進技術施工的防水層；

（2）滲水試驗驗證防水層防水能力：通過采用滲水試驗結果可以認為，兩者之間防水層的滲水能力基本相同，并無較大差異；

（3）車輛行駛質量檢測：通過運用各式施工車輛在防水層上按照施工要求進行行駛以便測量防水層質量，經過實驗結果看到經過改進技術進行施工的防水層更加使用施工過程中的各種車輛荷載，傳統技術施工的防水層則更加容易破損；

（4）運用有限元軟件進行耐久性分析，改進后的防水層在耐久性方面由于傳統技術施工的防水層。

3 結論

根據以上幾點關于省級公路橋面防水層材料以及施工技術改進研究我們具體的得到了以下幾點結論：

（1）根據理論研究與實際工程經驗證明驗證了橋面防水層的重要性，并通過調查研究對市場上常見防水層的材料特性進行研究與總結。總結了防水層的主要材料特性；

（2）通過對橋面防水層進行調查研究，選擇了適合省級公路橋面防水層施工的防水層材料，并通過一系列實驗證明有效性；

（3）針對相應的防水層對防水層施工進行相關研究，對橋面防水層施工質量控制提出相應的建議與方法。并通過試驗對比以及軟件模擬得到了改進后的施工技術在施工效果方面的優點。

［1］沈春林.路橋防水材料[M].化學工業出版社.

［2］公路瀝青路面設計規范[S].人民交通出版社.

［3］Gilbert W.Dissen.Bridge Over Flood Waters[Z].

［4］Peter A.Dory.Covered in latex[Z].

［5］Pitchmastic PmB Ltd,Sheffield,U.K.Blue Shield[Z].

［6］Robert D.Langie.New Waterproof Instruments Put Practicality First[Z].