桥面防水层材料及施工质量控制研究

【摘 要】近些年来，我国的公路建设达到了举世瞩目的高度。我国仅仅用了十多年的时间就达到了发达国家几十年建设所达到的高度。但是随着我国公路工程的快速发展，一些关键问题也逐渐显现出来。特别是路面桥面防水层材料以及施工质量控制方面的问题，极大的影响了我国公路的快速发展。本文根据常年桥面防水层施工作业的经验总结以及结合桥面防水层材料理论研究，针对我国公路行业特别是省级公路桥面防水层材料以及施工质量控制方面进行了相关研究。

【关键词】省级公路；桥面施工；防水层；质量控制；材料特性；软件模拟；有限元

0 概述

最早的防水层施工是由丹麦学者首先提出然后在丹麦使用的[1]。随着使用效果优异，世界各国争相对桥面防水层进行使用[2]。美国后在根据桥面损伤原理进行相应研究后，针对桥面损毁因素，进行了一系列的研究提出了先进的防水层材料[3]。我国最早是在20世纪80年代进行了防水层的研究[4]。在90年代，上海市政工程设计院提出了防水层的关键理论[5]。并随着大量的研究，我国防水层材料的研究取得了重大的突破[6]。

1 桥面防水层材料使用重要性及材料特性研究

由于我国大部分地区处于雨量较为充足地区，所以对于防水层的使用显得极其重要。防水层的使用决定了我国桥梁的使用寿命与疲劳特性。

1.1 桥面用防水层使用重要性研究

根据调查研究，我们发现由于桥梁铺装层施工时对桥面方式层不够重视会直接导致桥面铺装层的破坏。现在桥面铺装层的损坏在很大程度上是有与桥面防水层铺装不合格以及为设置桥面防水层导致的。由于桥面防水层设置问题，美国在20世纪每年由于防水层缺失而导致的桥梁病害导致了进20亿美元的损失，由此可见防水层对于桥面铺装具有极其重要的作用。桥面防水层的设置与材料特性会直接影响到公路桥梁的实际使用寿命。

根据对省内一些公路桥梁进行相应的施工试验得到了以下几点结论：

（1）铺装了防水层的桥梁与未铺装防水层的桥梁进行钢筋抗锈蚀试验中，我们可以看到未铺装防水层的桥梁桥面板钢筋产生大量锈蚀，甚至部分钢筋至桥面板面板上。铺装了防水层的桥梁没有这种现象；

（2）铺装了防水层的桥梁与未铺装防水层的桥梁进行混凝土抗腐蚀试验中，为铺装防水层的桥梁的桥面板的混凝土出现大量纵横向裂缝，甚至有部分出现了大量的蜂窝、麻面现象。铺装防水层的桥梁在部分位置有轻微腐蚀现象。

根据试验结果我们可以认为，桥面用防水层对桥梁的使用寿命特别是桥面铺装层的耐久性具有重要的积极意义。

1.2 桥面用方式层材料特性研究

关于桥面用防水层的材料特性，我国的相关规范对材料特性有着以下相关规定：

（1）耐高温：防水层材料应当具有一定的抗高温性，避免在高温作用下失去使用效果；

（2）耐低温：桥面防水层应当具有相应的抗低温特性，避免在我国东北等冬季低温地区由于低温而导致产生相应的裂缝，降低功效；

（3）延伸率：延伸率根据国家规定不得小于3.5；

（4）粘结强度：黏结性不得小于0.2。

本文根据实际施工中经验总结对桥面用防水层材料特性要求进行相关研究得到了符合省级公路防水要求的桥面防水层具体材料特性如下：

（1）较好的不透水性：桥面防水层需要在施工结束后具有优异的不透水性，特别是在受到较高的交通荷载时要对瞬间高水压有一定的抵御能力；

（2）较强的耐久性：由于桥面方式层长时间的工作，所以针对防水层要具有防止产生链式反应的能力。并具有较好的抗老化能力。

（3）较好的稳定性：使用过程中的桥面防水层必须具有较强的力学稳定特性，防止在高强度的力学作用下产生物理破坏；

（4）协调适应能力以及可操作性：桥面用防水层对于桥面铺装层的各层的物理特性要具有较好的使用能力并具有相应的可操作性。方便施工并有效的适用与各个施工环境决定了方式层的具体使用效果。

2 桥面用防水层材料选择以及施工质量控制研究

2.1 桥面用防水层施工技术改进研究

桥面用防水层在进行桥面铺装层施工时由于现有施工工艺以及材料特性的原因常常会导致气包以及鼓包现象的出现。针对这一病害，如果不进行有效措施予以避免及治理，则会直接影响到桥面防水层的施工质量。根据多年具体施工经验总结以及对桥面用防水层物理化学性质的研究，我们可以认为桥面方式层出现气泡与鼓包的主要原因由以下几点：

（1）由于桥面用防水层自身内部添加剂在施工过程中没有有效的溶解，导致防水层产生相应的病害；

（2）由于桥面板平整度不够以及喷枪压力过大直接导致气体进入防水层导致气泡及鼓包的产生。

（3）水泥混凝土中残留水分较多，直接导致一些化学物理反应产生气体与相应的导致气泡与鼓包的物质。

根据上述研究成果对防水层施工进行以下几点改进以避免气泡与鼓包现象的出现：

（1）搅拌均匀：在防水层施工前对防水层材料搅拌均匀并保证密封与保存温度；

（2）保证施工间隔时间：为防止出现鼓包与气泡，可以在防水层施工时保证防水层施工的间隔时间，后一层材料必须在前一层材料彻底晾干压实后进行铺筑；

（3）保证施工环境：由于气泡与鼓包的产生原因，必须保证施工条件的温度与湿度，既不能过于潮湿也不能在太阳暴晒的情况下进行施工；

（4）保证清洁度：在施工过程中必须对灰尘、油污、浮浆等杂物清理干净。且要保证混凝土层平整度，如果下部混凝土层过于粗糙不平整，应当予以顶处理，在保证下部混凝土平整无污染物的前提下进行防水层的施工。

2.2 桥面防水层施工改进效果对比研究

将通过运用施工改进技术进行施工的防水层与传统技术施工的防水层进行性质试验，对比研究施工改进技术是否有效，具体结果有以下几点：

（1）运用外观检测检测防水层施工质量：经过试验对比可以发现使用传统技术施工的桥面防水层易于整体揭开，与混凝土之间的粘接能力要远远小于改进技术施工的防水层；

（2）渗水试验验证防水层防水能力：通过采用渗水试验结果可以认为，两者之间防水层的渗水能力基本相同，并无较大差异；

（3）车辆行驶质量检测：通过运用各式施工车辆在防水层上按照施工要求进行行驶以便测量防水层质量，经过实验结果看到经过改进技术进行施工的防水层更加使用施工过程中的各种车辆荷载，传统技术施工的防水层则更加容易破损；

（4）运用有限元软件进行耐久性分析，改进后的防水层在耐久性方面由于传统技术施工的防水层。

3 结论

根据以上几点关于省级公路桥面防水层材料以及施工技术改进研究我们具体的得到了以下几点结论：

（1）根据理论研究与实际工程经验证明验证了桥面防水层的重要性，并通过调查研究对市场上常见防水层的材料特性进行研究与总结。总结了防水层的主要材料特性；

（2）通过对桥面防水层进行调查研究，选择了适合省级公路桥面防水层施工的防水层材料，并通过一系列实验证明有效性；

（3）针对相应的防水层对防水层施工进行相关研究，对桥面防水层施工质量控制提出相应的建议与方法。并通过试验对比以及软件模拟得到了改进后的施工技术在施工效果方面的优点。

【参考文献】

[1]沈春林.路桥防水材料[M].化学工业出版社.

[2]公路沥青路面设计规范[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].