連宏兵
摘 要: 隨著城市建設力度的加大,城市路橋工程也越來越多,為了緩解城市交通擁堵現狀,城市橋梁成為建設的重心。一直以來我國對于橋梁橋面防水缺乏明確的規定,由于橋面水損害而造成的各種事故給我們敲響了警鐘,直至2010年《城市橋梁橋面防水工程技術規程》的出臺,給橋面防水工程帶來了全新的發展。文章就我國城市橋梁橋面防水現狀、技術以及發展做簡要探討。
關鍵詞: 城市橋梁;橋面防水;技術
為了疏導城市交通,緩解城市道路壓力,城市建設多偏向于橋梁的新建、改建、維護,橋梁長期曝露在日照風雨中,由于雨水沖刷而造成的橋梁結構的腐蝕損壞現象日益增多,直接影響著橋梁的穩固性、耐久性、安全性,因此,為了保證橋梁的使用安全與延長使用壽命,要解決橋梁橋面的水損危害,對于橋面的防水施工技術進行深入研究。
1.我國城市橋梁橋面防水情況概述
西方發達國家對于橋梁防水的問題十分重視,一般都有相關的技術規程與規范,明確規定公路橋梁、城市橋梁必須設置橋面防水層,對于防水材料、技術、性能、施工方法、設計年限等方面都有詳細的說明。我國對于橋面防水的研究相對滯后,在防水層設置規定上也不夠明晰,以往相關規范中的說明都比較籠統,大部分一筆帶過,并未做詳細的解釋,直到上世紀80年代,我國橋梁相關技術規范中對于橋面防水的要求,也只是提出了一般情況采用橋面柔性鋪裝防水系統,防水材料的選擇與施工工藝要求參照建筑屋面及地下工程。法律法規的不夠完善造成了當時大部分橋梁工程中不做橋面防水措施,或者只做簡易的橋面防水,隨著使用時間的延長,橋面出現嚴重滲水現象,因此造成的鋼筋銹蝕、混凝土膨脹等病害接踵而至,對橋梁造成嚴重的危害。80年代后期我國橋梁建設大規模開展,橋面防水受到重視,防水材料也從引用屋面防水材料發展到道橋專用防水材料,再至APP改性瀝青防水卷材引入我國,因其良好的耐熱性、耐腐性、粘結性得到了大力推廣應用。《城市橋梁設計通用規范》(2008)規定:橋面鋪裝應設防水層,這是我國橋梁橋面防水技術理念上的重大突破。
2010年《城市橋梁橋面防水工程技術規程》出臺,明確了橋面防水設計理念,對橋面防水原則、等級劃分、材料選取、適用范圍等都做出了詳細規定,這是我國在橋面防水領域中的創新成果。
2.水損害對于橋梁的影響
水是影響橋梁耐久性的重要因素之一,據不完全統計,上世紀50-70年代間建造的橋梁有70%還在使用中,使用二三十年左右就成為危橋,達不到設計使用年限,橋梁因水而損壞的部位更加嚴重,水損害主要體現在以下幾個方面:水滲入混凝土裂縫中,水中含有的CO2、SO2會加速碳化、酸化的過程,引起鋼筋面腐蝕,鋼筋膨脹導致混凝土開裂,保護層剝離;水會進入混凝土微孔中,隨著正負溫度交替作用形成反復的冰脹壓力,造成混凝土的疲勞破壞;另外水進入混凝土微孔后,會與其中的堿性物質、活性骨料發生化學反應,生成硅鈣膠凝體,使混凝土異常膨脹進而破壞成粉末,造成無法修補的損壞。
3.城市橋梁橋面防水材料性能要求
最初橋面做防水時所選用的材料沒有明確的規定,所以一般都選擇用做屋面防水的材料來做橋面防水,但是橋面的使用環境要比屋面惡劣的多,受力環境也更加苛刻,因此橋面防水材料不僅要具備防水、抗老化、防腐蝕、耐極溫的特性,還要具有一定的抗拉抗壓能力和較強的伸縮性。
3.1不透水性
首先橋面防水材料要具備良好的不透水性,尤其是在橋面薄弱的地方,比如鋪裝層底部就比較容易聚集下滲水,進而致使鋪裝層與橋面被破壞,選擇時一定要注意選取不透水性強的材料,把住防水第一關。
3.2抗腐蝕性
橋梁交通會行駛各種類型的車輛,難免會出現汽油、運輸的腐蝕性液體滲漏的情況,當這些液體滲入接觸防水層時,要確保防水層具有一定的抗腐蝕能力,避免因小面積遭到破壞逐漸發展成大面積的防水層損壞。
3.3耐老化性
橋梁所處自然環境多變,受外界溫度、濕度影響較大,防水材料主要由有機成分構成,因此比較容易出現老化現象,如果防水材料老化過度,就會產生質量問題,致使防水層破壞,因此要保證防水材料具有良好的抗老化性。
3.4抗破壞性
橋梁路面在施工過程中會受到壓路機、攤鋪機等大型車輛的碾壓,這就要求防水材料具有一定的強度,并且在橋梁完工后,會經受更頻繁的車輛壓力,強度足夠才能保證防水層的完整不被破壞。
3.5高粘結性
防水材料要具有良好的粘結性才不會在溫度急劇變化時造成粘結性降低的現象,導致防水層的功能下降,影響橋梁使用壽命,另外防水材料還要具有一定的抗剪切能力,抵擋車輛水平荷載,避免造成鋪裝層與橋面脫離的現象。
4.城市橋梁橋面防水技術
自90年代我國橋梁橋面防水材料使用專用材料后,防水卷材與防水涂料成為我國常用的橋面防水材料。
4.1防水卷材
無論是攤鋪式還是建筑式,對于使用瀝青混凝土為原料的橋梁,都可以使用卷材防水技術,但是此技術不適用于水泥混凝土橋面,因水泥混凝土橋面本身材質硬且重,如果在下層再鋪設防水卷材,會更加重橋面的負荷。不同材質的卷材防水效果會大不相同,目前,我國橋梁建造工程中普遍使用的是改性瀝青防水卷材,而改性瀝青防水卷材又包括兩種不同的類型,分別是SBS改性瀝青防水卷材和APP改性瀝青防水卷材,其中SBS改性瀝青防水卷材又分為自粘型和非自粘型,APP改性瀝青防水卷材又分為Ⅰ型和Ⅱ型,在施工過程中,具體選擇哪種類型的防水卷材,還要根據橋面的鋪裝類型、橋梁所處的外部環境以及橋面防水等級等眾多因素綜合考慮。防水卷材要符合相關規范要求,才能作為防水層的鋪設材料,防水卷材用于瀝青混凝土橋面,由于瀝青混凝土容易發生脹裂現象,因此卷材也必須要具備抗裂性,橋面經常受到碾壓,因此也要求防水卷材具有一定的抗壓性。
4.2防水涂料
通過涂刷防水涂料來達到橋面防水的目的,涂料防水技術與卷材防水技術相比,應用更為廣泛,它不僅可以被使用于瀝青混凝土橋梁,而且可以被使用于水泥混凝土橋梁。橋梁橋面的防水涂料有三種類型——聚合物改性瀝青防水涂料、聚合物水泥防水涂料和聚氨酯防水涂料,其中聚合物改性瀝青防水涂料又可分為Ⅰ型和Ⅱ型。其使用方法和使用條件也與防水卷材一樣,要根據橋面鋪裝類型、環境條件和橋面防水等級來具體選擇。防水涂料同樣也要符合國家相關規范的要求規定,具備一定的抗壓性、抗裂性與抗滲性,能經受住橋面防水的考驗。
5.橋梁橋面防水的新材料 新技術
隨著防水卷材與防水涂料的使用年份的增加和交通壓力的增強,也逐漸發現了一些新問題,比如防水卷材錯動現象,防水涂料的酥裂現象等,需要作出改進,我國也從未放松過對于防水材料的研究與開發工作,近幾年國內的科研機構、相關企業和工程單位積極研制開發了一系列適合我國道橋應用的防水材料和配套的施工技術,實現了我國橋梁橋面防水技術的新突破。例如有單位研發了一種JBS 道橋用聚合物改性瀝青防水涂料,涂膜干燥后能夠保持橡膠的彈性,耐高溫可達180℃,耐低溫達-40℃,延伸率大800%,能經受橋面長期荷載積水抗壓要求,防止滲水對橋梁結構的損壞,確保橋梁結構的使用壽命。
結語
橋面防水技術的應用與發展加強了橋梁的質量,提高了橋梁的穩固性,延長了橋梁的使用壽命,對橋梁工程來說是一項重要的改進措施,我們也在借鑒國外先進經驗的同時不斷完善自我,開發更多的環保、綠色、節能型的防水材料,并不斷完善我國的橋梁橋面防水技術規范,關注技術發展與工程實踐,相信通過我們積極的研發與創新,能夠為我國的橋梁建設事業貢獻更多成果。
參考文獻
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