新型橋面防水材料在湖南夯力湖特大橋的應用

羅分平

（湖南路橋建設集團有限責任公司，湖南長沙 410004）

新型橋面防水材料在湖南夯力湖特大橋的應用

羅分平

（湖南路橋建設集團有限責任公司，湖南長沙 410004）

橋面防水是采用防水材料對橋梁上部結構進行處理，防止水侵害，保證其正常使用，防水層防水性能的優劣直接關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用，介紹了其施工工藝，驗證了其優良的防水性能。

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中，對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。但由于有關行業技術規范滯后，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，從材料特性、施工工藝等方面對新型防水材料聚氨酯防水涂料進行介紹，為橋面防水材料選擇提供依據。

1 常用橋面防水材料

當今常用的橋面防水材料主要有噴涂反應型防水粘結材料、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勢，在大面積施工時更具有快捷性和可控性，在中國的應用也最為廣泛。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防水損壞。

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

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

2 聚氨酯防水涂料簡介

聚氨酯防水涂料是在二階反應粘結料的基礎上開發的一種新型防水涂料，與一般防水材料相比具有以下優勢：

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

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

（3）耐久性和抗刺破性能好。因為材料本身的粘結性能不同，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強于同步碎石封層。

3 工程應用

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，設計速度80km/h，設計荷載為公路-Ⅰ級。橋面鋪裝為瀝青砼。

該橋所處地區潮濕多雨、夏季炎熱、冬季寒冷，氣候對橋梁的影響較大。因此，要求橋面防水層具有較強的耐候性和抗水損壞性能。同時，在作用力方面，其不僅受到汽車荷載垂直和水平應力的綜合作用，還會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、疲勞和荷載的沖擊等影響，對材料的選擇需考慮多方面因素。結合聚氨酯防水涂料的特點，該項目采用0.35kg/m2左右聚氨酯防水涂料作為層間防水粘結層（見圖1）。

3.2材料技術要求及檢測

參照國家及相關規范的要求，對該項目所采用的防水材料進行試驗檢測，結果見表1，符合相關規范的要求。

表1　聚氨酯防水涂料的技術指標檢測結果

3.3施工工藝及要求

聚氨酯防水涂料的施工較為簡單，但每個環節都需要嚴格控制，應由具備實踐經驗的施工隊伍施工。

3.3.1砼面板處理

由于防水粘結層的抗剪強度主要依靠面層瀝青混合料與水泥砼板之間的機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系到防水粘結層的抗剪強度。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，不能對全橋面面板進行有效處理，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和抗剪性能。

（2）精銑刨是采用銑刨機將砼表面的浮漿、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）拋丸噴砂是通過機械的方法把砂?；蜾撏枰砸欢ń嵌群秃芨叩乃俣葤伾涞焦ぷ髅嫔?，讓丸料沖擊水泥砼表面，然后通過機器將丸料和清理出來的雜質進行回收，在回收的同時工作面也得到清理，橋面的清潔度很高，基本不需要進行二次清理。

綜合考慮該項目的實際情況和噴砂的使用效果，該項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，因時間過長導致混合物凝聚時應停止使用，作報廢處理。

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、養護24 h后（20℃）開始涂布膩子或底面漆。

3.3.3找平層的施工

找平層為環氧砂漿型膩子，主要成分為環氧樹脂合成物、固化劑、混合砂和助劑。底漆涂布完畢并干燥24 h后，將環氧樹脂合成物、固化劑倒入混合桶中，迅速用電動攪拌器攪拌3min后，邊攪拌邊緩緩倒入混合砂和助劑，攪拌5min后呈膩子狀態時即可施工（稠度過高時可略加稀釋劑）。環氧砂漿型膩子的施工一般采用批涂和刮涂方式，也可采用噴涂方式。要求在40min內用完。若基面平整度較好，可以不用膩子，直接將底面漆涂布在環氧封閉底漆膜面上。

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?；旌暇鶆蚝?，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、變形縫等基礎細部使用刷涂，分2～4次涂刷，厚度不小于1mm。中層漆施工完畢后養護24 h，基本實干時即可涂布面漆。

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?；旌暇鶆蚝?，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，指派專人進行維護保養，一般4 h內嚴禁行人踩踏，12 h內封閉交通。養護期過后，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。同時嚴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，嚴防釘子、鋼筋等銳利物破壞防水層?，F場技術人員要隨時檢查并清掃防水層，發現問題及時維修。

3.3.6注意事項

（1）施工過程中嚴禁一切煙火。

（2）氣溫在5～35℃之外、風力大于5級、雨天等天氣條件下嚴禁施工。

（3）施工過程中注意通風、換風并配備充足的消防器材。

3.4施工效果檢測

3.4.1材料防水性能檢測

為檢驗聚氨酯防水涂料的防水效果，采用滲水測試儀器對噴刷后的橋面進行現場檢測，每車道檢測1處/（100 m），共選取32個檢測點。通過0.3 MPa空氣壓力以霧狀方式噴灑到橋面，儀器試管內水面下降到一定程度后保持不變，觀察30min，數據結果顯示滲水系數都為零，說明橋面基本不透水，防水效果優良。

3.4.2材料粘結性能檢測

通過拉拔試驗對粘結效果進行評價，結果見表2，符合技術要求。

表2　橋面防水材料拉拔試驗結果

3.4.3結構層抗剪性能檢測

采用室內斜面剪切試驗對材料的抗剪性能進行檢測，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行層間抗剪強度試驗，試驗結果見表3，也符合技術要求。

表3　剪切試驗結果

3.4.4施工情況檢測

施工完成后對施工情況進行檢測，檢測結果見表4，均符合技術要求。

表4　施工質量檢測結果

4 結語

在當前橋面防水混亂無序的情況下，聚氨酯防水涂料的應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用，為橋面防水材料的選擇提供更為開闊的思路，同時為聚氨酯防水涂料的推廣和應用起到示范作用。

［1］ 高雪池，黃曉明，王松根.大跨徑預應力混凝土橋梁防水粘結層的研究［J］.公路交通科技，2005，22（8）.

［2］ 張占軍，胡長順，張占軍.橋面防水材料路用性能［J］.交通運輸工程學報，2001，1（4）.

［3］ 裴建中.橋面柔性防水材料技術性能研究［D］.西安：長安大學，2001.

［4］ 葉琳昌，薛紹祖.防水工程［M］.北京：中國建筑工業出版社，1996.

［5］ 裴建中.橋面防水材料選型研究［J］.公路，2007（7）.

［6］ 周劍偉，陳將，盧亮.橋面防水粘結層材料優化組合設計［J］.中外公路，2011，31（3）.

［7］ 張俊.微表處封層技術在橋面防水中的應用［J］.公路與汽運，2013（3）.

［8］ 王曉琴，趙巖.橋面防水粘結材料關鍵指標對比試驗研究［J］.公路與汽運，2011（5）.

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