國內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，國內外對防水材料的應用都非常重視，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外在防水材料檢測方面的應用現(xiàn)狀，進而對國內外的檢測方法和標準進行了剖析，并期望盡快形成符合中國國情的標準。

關鍵詞：混凝土道橋防水材料檢測標準

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：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用和檢測。

圖1 防水層的作用

2國內外應用

2.1國外應用

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：基層混凝土應干燥、潔凈，高差太大應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裝置施工改性瀝青防水卷材。

2.2 國內應用

我國道橋使用防水材料是從上世紀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，首先應當滿足交通要求，再者應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生剪切和摩擦力的情況下不產生滑動，并且能阻擋基層的反射裂縫，承受負荷和變形。

目前收集到的國外對道橋防水材料檢測方面的標準有：

歐盟的標準草案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防水層的測試技術規(guī)定》。具體介紹如下：

3.1 EN 14695

EN 14695標準將防水卷材的檢測分為卷材性能和相關應用性能。卷材性能包括：外觀，尺寸偏差，單位面積質量。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。相關應用性能包括：粘結強度，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。

在EN 14695中，卷材性能大部分是按照生產商的規(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，當用于瀝青瑪帝脂時則是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中的相關應用性能也是按照生產商的規(guī)定值，如：混凝土表面的粗糙度在0.5-1.0 mm，表面根據生產商的要求使用底涂，再鋪設防水卷材，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、化學性能，對組合試件使用性能的檢測（實驗室），對鋪設好的防水層的應用性能檢測（施工時）。瀝青防水卷材的物理、化學性能包括：卷材單位面積質量，胎基單位面積質量，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的試驗項目復雜，EN的不少相關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（1000次循環(huán)）與±0.05 mm的5 Hz的正弦函數（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；粘結性效果是粘結完好的面積占總面積的百分數；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國內材料檢測

目前國內道橋防水材料使用過程產生的問題主要是防水層失效，防水層產生滑動，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的應用時間短、使用少，因此目前還沒有比較成熟的經驗。材料的檢測主要是各業(yè)主和設計單位提出的一些技術指標。包括：瀝青防水卷材、防水涂料本身的物理力學性能，高溫耐熱度，50-60℃有正壓力時的剪切強度，50-60℃的粘結強度，-20℃卷材拉伸性能，高溫抗穿孔性能。卷材的性能要求達到GB18243標準II型指標；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標準制定

目前國外的標準有歐洲標準草案，德國、英國、日本相關標準，ISO沒有相關的標準。歐洲標準草案的大部分指標都是生產商的規(guī)定值。

國內目前沒有相關的行業(yè)標準和國家標準，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)標準《道橋用防水卷材》、《道橋用防水涂料》。其中交通部的標準已完成報批稿，建材標準正在起草過程中。交通部的標準項目和指標主要參照原北京市政設計院的技術要求，試驗方法及試驗項目不夠完善。建材標準前期做了大量的調研和驗證工作，對國外標準和產品進行了剖析，并對國外的相關實驗室和標準制定單位進行了考察，盡量做到符合中國的國情。

參考文獻

[1] 唐蟬娟，吳笑梅，樊粵明.水泥基滲透結晶型防水材料的研究[J].廣東建材，2007（11）.

[2] 孫立軍.瀝青路面結構行為理論.同濟大學出版社，2005，11.

[3] 張占軍.混凝土橋橋面防水系統(tǒng)性能及設計方法研究[D].西安：長安大學，2004.