新型橋面防水材料在湖南夯力湖特大橋的應(yīng)用

羅分平

（湖南路橋建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，湖南長沙 410004）

新型橋面防水材料在湖南夯力湖特大橋的應(yīng)用

羅分平

（湖南路橋建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，湖南長沙 410004）

橋面防水是采用防水材料對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，防止水侵害，保證其正常使用，防水層防水性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到橋梁和橋面鋪裝的使用壽命。為改善橋面防水層的防水性能，文中采用新型防水材料聚氨酯防水涂料，依托其在湖南夯力湖特大橋的應(yīng)用，介紹了其施工工藝，驗(yàn)證了其優(yōu)良的防水性能。

橋梁；橋面防水；拋丸噴砂；聚氨酯防水涂料

在中國早期橋梁建設(shè)中，對(duì)橋面防水的重視程度不夠，以至于橋梁和橋面鋪裝近年來呈現(xiàn)越來越多的因水而造成的損壞。在這種情況下，人們開始重視橋面防水層材料和施工工藝的選擇。但由于有關(guān)行業(yè)技術(shù)規(guī)范滯后，且在處理方法上各不一致，所起到的效果也參差不齊，如何選擇成為難題。該文依托湖南夯力湖特大橋建設(shè)，從材料特性、施工工藝等方面對(duì)新型防水材料聚氨酯防水涂料進(jìn)行介紹，為橋面防水材料選擇提供依據(jù)。

1 常用橋面防水材料

當(dāng)今常用的橋面防水材料主要有噴涂反應(yīng)型防水粘結(jié)材料、改性瀝青同步碎石封層和橡膠瀝青同步碎石封層等，其在防水性能方面各有優(yōu)劣。

改性瀝青和橡膠瀝青同步碎石封層在施工效率、工藝控制方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，在大面積施工時(shí)更具有快捷性和可控性，在中國的應(yīng)用也最為廣泛。但其滲透性和耐熱性等較差，造成橋梁在長久使用過程中比較容易出現(xiàn)防水損壞。

噴涂反應(yīng)型防水粘結(jié)材料包括普通反應(yīng)型粘結(jié)料、二階反應(yīng)型粘結(jié)料兩種。普通反應(yīng)型防水粘結(jié)料的主要成分為天然瀝青、石油瀝青、石油基活性物質(zhì)及其他改性材料，它是在特殊工藝反應(yīng)的基礎(chǔ)上形成的具備特殊粘結(jié)性能和抗剪切強(qiáng)度的防水粘結(jié)材料，主要用在水泥砼橋面鋪裝上。

二階反應(yīng)型防水粘結(jié)料的產(chǎn)生效果分為兩個(gè)階段：第一階段是原材料在和O2、SO2等活性氣體發(fā)生共聚性物理化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生一種彈性膠質(zhì)防水粘結(jié)層；第二階段是在熱瀝青砼攤鋪過程中，該粘結(jié)層在100℃以上溫度下溶化，使大骨料嵌入彈性防水粘結(jié)層中形成剪力鍵，起到良好的粘結(jié)、剪切作用。在整個(gè)反應(yīng)完成后，便形成具有更高彈塑性的防水粘結(jié)層，因而二階反應(yīng)粘結(jié)料的使用效果好。

2 聚氨酯防水涂料簡介

聚氨酯防水涂料是在二階反應(yīng)粘結(jié)料的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新型防水涂料，與一般防水材料相比具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）滲透和防水效果優(yōu)秀。聚氨酯防水涂料在噴涂到橋面上后極容易滲入砼的3～5mm毛細(xì)孔深處，不僅能堵塞滲水孔，而且能在一定程度上修復(fù)水泥砼微缺陷，封水效果優(yōu)秀；同時(shí)在攤鋪瀝青砼時(shí)生成彈塑性防水粘結(jié)層，能避免熱瀝青砼鋪裝過程中對(duì)防水粘結(jié)層所產(chǎn)生的刺破，保證防水粘結(jié)材料在使用過程中的防水效果。

（2）粘結(jié)性能優(yōu)良。在完成面涂層噴涂后，防水層所形成的粘結(jié)界面能使水泥砼與瀝青砼的剪切力及粘結(jié)力同時(shí)達(dá)到1 MPa以上，因而能有效減少路面各層間因推移而產(chǎn)生的破壞。

（3）耐久性和抗刺破性能好。因?yàn)椴牧媳旧淼恼辰Y(jié)性能不同，聚氨酯防水涂料具有更好的抗張力性能，在抗刺破能力方面，聚氨酯防水涂料也遠(yuǎn)強(qiáng)于同步碎石封層。

3 工程應(yīng)用

3.1工程簡介

夯力湖特大橋是湖南龍山至永順高速公路跨越峽谷的一座特大橋，寬24.5 m，設(shè)計(jì)速度80km/h，設(shè)計(jì)荷載為公路-Ⅰ級(jí)。橋面鋪裝為瀝青砼。

該橋所處地區(qū)潮濕多雨、夏季炎熱、冬季寒冷，氣候?qū)蛄旱挠绊戄^大。因此，要求橋面防水層具有較強(qiáng)的耐候性和抗水損壞性能。同時(shí)，在作用力方面，其不僅受到汽車荷載垂直和水平應(yīng)力的綜合作用，還會(huì)受到攤鋪瀝青混合料過程中的高溫碾壓、橋面裂縫的張拉動(dòng)、疲勞和荷載的沖擊等影響，對(duì)材料的選擇需考慮多方面因素。結(jié)合聚氨酯防水涂料的特點(diǎn)，該項(xiàng)目采用0.35kg/m2左右聚氨酯防水涂料作為層間防水粘結(jié)層（見圖1）。

3.2材料技術(shù)要求及檢測(cè)

參照國家及相關(guān)規(guī)范的要求，對(duì)該項(xiàng)目所采用的防水材料進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，結(jié)果見表1，符合相關(guān)規(guī)范的要求。

表1　聚氨酯防水涂料的技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

3.3施工工藝及要求

聚氨酯防水涂料的施工較為簡單，但每個(gè)環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格控制，應(yīng)由具備實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍施工。

3.3.1砼面板處理

由于防水粘結(jié)層的抗剪強(qiáng)度主要依靠面層瀝青混合料與水泥砼板之間的機(jī)械咬合形成的嵌鎖摩擦作用，防水水泥砼橋面板處理方式直接關(guān)系到防水粘結(jié)層的抗剪強(qiáng)度。目前常用的橋面板處理方式主要有精銑刨、人工打毛和拋丸噴砂。

（1）人工打毛主要用于橋面面板的局部清除，不能對(duì)全橋面面板進(jìn)行有效處理，而且處理后橋面上的浮漿、軟弱部位容易形成軟弱夾層，極大地影響界面的粘結(jié)和抗剪性能。

（2）精銑刨是采用銑刨機(jī)將砼表面的浮漿、軟弱部位整體清除，銑刨后砼板可與瀝青混合料層起到良好的嵌擠作用，尤其在高溫條件下可保證層間抗剪力。但在實(shí)際使用過程中存在局部位置浮漿不易清除、局部位置可能產(chǎn)生松散破壞等問題，施工效果并不理想。

（3）拋丸噴砂是通過機(jī)械的方法把砂粒或鋼丸以一定角度和很高的速度拋射到工作面上，讓丸料沖擊水泥砼表面，然后通過機(jī)器將丸料和清理出來的雜質(zhì)進(jìn)行回收，在回收的同時(shí)工作面也得到清理，橋面的清潔度很高，基本不需要進(jìn)行二次清理。

綜合考慮該項(xiàng)目的實(shí)際情況和噴砂的使用效果，該項(xiàng)目采用噴砂方式處理橋面面板。

3.3.2底涂封閉層的施工

底涂封閉層為環(huán)氧封閉底漆，由兩種原料組成，主劑為15kg/桶，固化劑為3kg/桶，使用比例為主劑：固化劑=15：3。將主劑和固化劑按比例混合，均勻攪拌3～5min后立即施工，可采用輥涂、刷漆、噴漆方式。必須在40min左右使用完畢，因時(shí)間過長導(dǎo)致混合物凝聚時(shí)應(yīng)停止使用，作報(bào)廢處理。

封閉底漆分二遍施工。第一遍噴涂或輥涂后自然干燥，用量0.2～0.25kg/m2，要求滲透到砼中；干燥4 h后（20℃）涂布第二遍底漆，用量0.15～0.20kg/m2，要求在砼表面形成膜面。第二遍底漆涂布、養(yǎng)護(hù)24 h后（20℃）開始涂布膩?zhàn)踊虻酌嫫帷?/p>

3.3.3找平層的施工

找平層為環(huán)氧砂漿型膩?zhàn)樱饕煞譃榄h(huán)氧樹脂合成物、固化劑、混合砂和助劑。底漆涂布完畢并干燥24 h后，將環(huán)氧樹脂合成物、固化劑倒入混合桶中，迅速用電動(dòng)攪拌器攪拌3min后，邊攪拌邊緩緩倒入混合砂和助劑，攪拌5min后呈膩?zhàn)訝顟B(tài)時(shí)即可施工（稠度過高時(shí)可略加稀釋劑）。環(huán)氧砂漿型膩?zhàn)拥氖┕ひ话悴捎门亢凸瓮糠绞剑部刹捎脟娡糠绞健Ｒ笤?0min內(nèi)用完。若基面平整度較好，可以不用膩?zhàn)樱苯訉⒌酌嫫嵬坎荚诃h(huán)氧封閉底漆膜面上。

3.3.4中層漆的施工

中層漆由主劑和固化劑組成，使用比例為1：1。混合均勻后，靜置5min消除汽泡后即可施工。中層漆施工采用刮涂。要求厚度一致，用量為1～1.5kg/m2，漆膜厚度1mm。陰陽角、管根部、變形縫等基礎(chǔ)細(xì)部使用刷涂，分2～4次涂刷，厚度不小于1mm。中層漆施工完畢后養(yǎng)護(hù)24 h，基本實(shí)干時(shí)即可涂布面漆。

3.3.5聚氨酯防水面漆的施工

中層漆完全固化后即可施工面漆。施工前應(yīng)保證基面清潔、干燥、無塵、無油膩，要求在陰、晴天，大氣溫度10～35℃，濕度80%以下的天氣條件下施工。面漆由主劑和固化劑組成，使用比例為5：3。混合均勻后，采用刮涂、滾涂或刷涂方式，可一遍成型，用量0.3kg/m2，要求在40min左右施工完畢。在面漆固化前撒播石英砂骨料，粒徑2～4mm，用量1kg/m2。

施工完成后，指派專人進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，一般4 h內(nèi)嚴(yán)禁行人踩踏，12 h內(nèi)封閉交通。養(yǎng)護(hù)期過后，必須行駛的車輛其速度必須低于5km/h，且不得剎車或小徑掉頭，防止防水層損壞。同時(shí)嚴(yán)禁在施工完成后的防水層上任意堆放其他物品或重物沖擊，嚴(yán)防釘子、鋼筋等銳利物破壞防水層。現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員要隨時(shí)檢查并清掃防水層，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)維修。

3.3.6注意事項(xiàng)

（1）施工過程中嚴(yán)禁一切煙火。

（2）氣溫在5～35℃之外、風(fēng)力大于5級(jí)、雨天等天氣條件下嚴(yán)禁施工。

（3）施工過程中注意通風(fēng)、換風(fēng)并配備充足的消防器材。

3.4施工效果檢測(cè)

3.4.1材料防水性能檢測(cè)

為檢驗(yàn)聚氨酯防水涂料的防水效果，采用滲水測(cè)試儀器對(duì)噴刷后的橋面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，每車道檢測(cè)1處/（100 m），共選取32個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。通過0.3 MPa空氣壓力以霧狀方式噴灑到橋面，儀器試管內(nèi)水面下降到一定程度后保持不變，觀察30min，數(shù)據(jù)結(jié)果顯示滲水系數(shù)都為零，說明橋面基本不透水，防水效果優(yōu)良。

3.4.2材料粘結(jié)性能檢測(cè)

通過拉拔試驗(yàn)對(duì)粘結(jié)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果見表2，符合技術(shù)要求。

表2　橋面防水材料拉拔試驗(yàn)結(jié)果

3.4.3結(jié)構(gòu)層抗剪性能檢測(cè)

采用室內(nèi)斜面剪切試驗(yàn)對(duì)材料的抗剪性能進(jìn)行檢測(cè)，主要以水泥砼+聚氨酯防水涂料層+改性乳化瀝青+瀝青混合料等為界面，在同樣的溫度、壓力、剪切速率等外部條件下進(jìn)行層間抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3，也符合技術(shù)要求。

表3　剪切試驗(yàn)結(jié)果

3.4.4施工情況檢測(cè)

施工完成后對(duì)施工情況進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表4，均符合技術(shù)要求。

表4　施工質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

4 結(jié)語

在當(dāng)前橋面防水混亂無序的情況下，聚氨酯防水涂料的應(yīng)用為橋面防水方案提供了一種可行的思路。希望通過該防水材料在夯力湖特大橋橋面防水中的應(yīng)用，為橋面防水材料的選擇提供更為開闊的思路，同時(shí)為聚氨酯防水涂料的推廣和應(yīng)用起到示范作用。

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