摘要：桥面防水粘结层对提高桥梁耐久性具有重要作用。城市桥梁大修施工窗口期短，使用传统防水技术无法满足质量与速度的要求。北京养护集团在2018年北京市三环路桥面防水层施工中，采用橡胶沥青防水快速施工技术，较好解决了质量与速度的矛盾。本文从施工工艺流程和控制参数等方面描述了该材料的工程应用，为该技术推广使用提供一些参考。
关键词：桥梁防水粘结层 橡胶沥青 快速施工
我国是桥梁大国，据统计［1］，截止2016年仅北京市管城市桥梁就有516座。减少桥梁病害，确保桥梁正常运行具有重要的经济和社会意义。空气污染导致的酸雨、冬季使用的融雪剂都是影响桥梁耐久性的有害物质。通过在桥面铺装中设置高性能防水粘结层，可有效减少桥梁病害。
1.桥梁病害主要原因
桥梁在修建和使用过程中不可避免的会出现结构性和非结构性的裂缝［2］，它们是有害物质进入混凝土内部的主要通道。裂隙水在混凝土内部造成冻融破坏。酸雨及融雪剂中的硫酸根离子、氯离子侵蚀钢筋钝化膜导致钢筋锈蚀，生成的铁锈体积膨胀可达7倍。冻融循环破坏、钢筋锈蚀膨胀等又会加重混凝土的开裂，导致梁体结构破坏、承载力下降，严重危及桥梁安全。此外，防水粘结层破损、脱空，水渗入到防水粘结层与桥面板之间，导致两者的粘结强度降低直至两者分离，处于分离状态的桥面铺装层承受很大的水平剪应力和底部的弯拉应力，引起桥面铺装破坏。这些病害都是与水密切相关。20世纪60年代，美国通过对桥梁病害的分析，意识到桥面防水对桥梁耐久性的重要作用[3]。
2.传统桥面防水技术的局限性
2.1卷材类
我国早期使用的防水材料以此类居多。此类材料存在的问题：1、对基层平整度要求高，处理不当极易产生空隙层；2、须进行搭接作业，搭接处不易粘接，易出现漏水现象，特别是小半径匝道普遍存在铺装层推移破坏；3、普遍采用人工作业，施工效率较低，质量不易控制；4、后期出现问题，不易维修处理。
2.2喷涂类
喷涂类材料是目前主流的防水材料。此类材料存在的问题：1、对基层表面清洁度要求高，施工难度大；2、涂层薄，抗骨料硌破性能不足，严重影响防水效果；3、环保要求较高地区，溶剂型防水涂料使用受限；4、水基型防水涂料成型时间较长，一般不小于4h；5、需多遍涂刷，工期较长。
北京市三环路是中心城区的重要干道，交通长期处于饱和状态。为减少施工对现有交通的干扰，三环路大修获批的施工窗口期为每日0点至5点，作业面积大，施工时间短。如使用传统的桥面防水技术，很难在一个施工窗口期完成桥面防水及后续面层作业。橡胶沥青防水快速施工技术的出现，很好的解决了这一难题，它具有以下优点：1、机械化程度高，施工速度快，质量易控；2、使用新型材料，不透水性好，养护等待时间短；3、采用2+2同步施工技术，有效解决了撒布的沥青被后续机械车轮污染的问题，成膜效果好，粘结性强；4、使用废胎胶粉作为原材料，绿色环保。
3.橡胶沥青防水快速施工技术
3.1结构组成
从下向上依次为：基层处理剂、胎体增强材料、防水层、过渡层。
3.2材料要求
3.2.1基层处理剂
采用快裂型乳化沥青，其撒布量为0.4-0.6kg/m2，不得露白，破乳时间小于30min，撒布45min后就可进行后续施工，大幅提高了施工速度。
3.2.2胎体增强材料
采用无碱玻璃纤维，现场使用纤维长度1.5cm～6cm，材料用量不低于300g/m2。无碱玻璃纤维应满足规范［4］的要求。
3.2.3防水层
采用热熔橡胶沥青，采用70#沥青和废胎胶粉加工而成，软化点＞70℃，180℃旋转黏度2-5 Pa•s，25℃针入度4-8mm，5℃延度＞10cm，弹性恢复＞80％。防水层沥青撒布量2.4±0.2kg/m2。
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3.2.4过渡层
采用单一粒径的预拌沥青碎石。碎石的规格依据规范［5］执行，采用石灰岩石料，粒径范围9.5-13.2mm，其中超粒径的颗粒含量不超过10%（重量比），碎石覆盖率宜为75-80%，且不得满铺、重叠。石料必须水洗后方可使用，预拌油石比0.3％。
3.3工艺流程
特殊位置处理→基层处理剂和胎体增强材料同步撒布→橡胶沥青和预拌沥青碎石同步撒布→胶轮压路机碾压成型。
3.4特殊位置处理
在桥面防水粘结层正式施工前，应确保基层修补处的混凝土强度达到设计要求，且阴阳角和收水口等特殊部位处理已经完成。特殊部位处理采用水性沥青基防水涂料，喷涂类防水材料施工遵循：牢、薄、透、匀的原则。
3.5基层处理
1）基层处理宜采用喷砂抛丸机处理。在不具备使用抛丸机的条件时，可用圆盘钢丝刷打磨。
2）基层混凝土表面的含水量小于10%，粗糙度应为0.5mm～1.0mm，平整度不大于1.67mm/m。确保基层洁净。
3.6基层同步施工
1）施工机械采用乳化沥青和纤维同步施工车，匀速行驶，车速宜为5km/h。加强撒布车辆的启动阶段的控制，保证撒布均匀。
2）乳化沥青的撒布温度应大于70℃。
3）为了保证出油管处有足够的压力，撒布车的出油管和纤维撒布管宜间隔开放，出油管和纤维撒布管的高度应尽量抬高，确保喷洒均匀。
3.7防水层与过渡层同步施工
1）施工前应确保下层的乳化沥青破乳“实干”［6］。
2）施工机械采用橡胶沥青和碎石同步施工车，车速要求同基层。
3）橡胶沥青的撒布温度为190～195℃，温度超过200℃应废弃。橡胶沥青不宜重复加热，在撒布施工时，预估加热、喷洒时间。
（4）在橡胶沥青撒布过程中应注意接头的施工处理。在横向接头的位置，既要保证前后两次的施工面紧密衔接，又要避免两者重叠。在每次撒布前应将已撒布路段遮挡覆盖，避免再次撒布时造成沥青的重叠。
（5）配备专人跟随在撒布车后，清扫遗撒在边缘的碎石。
3.8碾压成型
1）碾压机械宜采用胶轮压路机。碾压操作遵循“紧跟、慢压”的原则进行，碾压速度宜为3-4 km/h，往返碾压1～2遍。
2）胶轮压路机在常温下易“粘轮”，影响压实效果。可在碾压前利用喷灯对胶轮加热并在胶轮表面涂刷植物油，并在碾压过程中在胶轮外侧悬挂苫布进行保温。
3）橡胶沥青防水层施工完成后，禁止其他大型机械碾压，及时进行沥青混凝土摊铺等后续工作。
4.结论
橡胶沥青防水快速施工作为一种桥面防水新技术，具有质量易控、施工速度快、防水效果好、粘结性强、绿色环保等优点。截至目前，北京三环路大修中已有74000m2防水层施工采用此技术，施工工艺成熟，最大限度地降低桥面大修施工对社会交通的影响，宜于在交通任务繁重的城市桥梁大修中使用。
参考文献：
[1]段文志.高黏高弹防水粘结层在天宁寺桥大修中的应用[D].北京：北京建筑大学，2016
[2]陈红梅.钢筋混凝土桥梁病害分析及其维修加固[D].大连：大连理工大学，2011
[3]张东鲁.桥面防水粘结层材料性能评价与应用硏究[D].广州：华南理工大学，2016
[4]《玻璃纤维无捻粗纱》（GB/T18369-2008）[S].北京：中国标准出版社，2008
[5]《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）[S].北京：人民交通出版社，2004
[6]《建筑防水涂料试验方法》（GB/T 16777-2008）[S].北京：中国标准出版社，2008
论文作者:尹冉
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第16期
论文发表时间:2019/3/4
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