道桥用防水卷材施工要求及方法

我国自20世纪70年代后期，随着经济建设的蓬勃发展，各地交通设施大量兴建，各种类型的钢筋混凝土结构桥梁已普遍应用。由于在桥梁(或道路)建设中未采取防水措施或防水措施不当，投人使用不久，就出现桥面渗水、钢筋锈蚀、铺装层剥离、碱集料反应、混凝土胀裂，以及因道路路面水渗人基层，引起路面裂缝、断层、凹陷、龟裂等现象，加速了对桥梁结构及路面的损害，影响了行车的舒适性和安全性，如原北京西直门立交桥建成10年左右，即遭此类破坏;沙洋汉江大桥1985年7月建成通车，经过1年运营后，即发现主桥面铺装层局部隆起而遭破坏，第二年又出现因裂缝渗水等病害;广佛高速1992年雨季出现大量坑槽破坏。20世纪80年代以来，对桥梁、道路的防水已引起高度重视，如北京、上海等城市对道桥结构防水进行专题研究(首都机场高速路、上海南浦大桥)。1993年《城市桥梁设计准则》( CJJ11-1993)对钢筋混凝土桥面防水层作出了具体的规定。

1998年铁道部颁布了通用图集《铁路混凝土桥防水层》。20世纪80年代防水卷材首先在首都机场跑道和桥梁上开始使用，当时的首都机场跑道采用了普通的APP改性沥青聚醋胎防水卷材，此后北京的机场路和二环立交桥也使用了卷材防水。

一、道桥防水卷材应用中存在问题

道桥防水产生问题的主要原因是设计、施工与材料多方面的原因。目前设计的基层水泥混凝土强度是C30，容易泛浆起砂，因此可以看到，在工程现场揭开防水卷材后，底面上粘上的是白色的混凝土表层，虽然卷材与混凝土粘结了，但混凝土表层的强度不够，造成基层粘结破坏。由于卷材与水泥混凝土基层的粘结强度不够，造成卷材剪切性能下降，被通行的车辆摩擦后，产生搓动滑移，引起表面沥青混凝土涌堆，由于下坡或转弯处剪切力大，更容易出现，由于剪切性能下降，造成卷材沿通行方向滑移，到达接头处，产生接头破坏。

在热熔防水卷材施工时，我们目前使用的防水卷材是3一4mm厚度，卷材胎基在中间，卷材下表面的涂盖层厚度约1 mm，施工时采用单头或双头喷灯。在气温低时不能均匀加热卷材，同时由于涂盖层薄，为了防止高温烧坏胎基，加热的温度不很高，通常是要求表面发亮即可，因此卷材并没有完全融化，现场揭开卷材能发现卷材薄膜上印的字仍可看见，卷材与混凝土没有完全粘结。

道桥防水卷材的剪切性能与水泥混凝土基层的表面粗糙度有关，表面越粗糙，剪切强度越高。因此水泥混凝土表面处理就非常重要，抹平的混凝土表面不利于粘结和剪切性能的提高，表面最好用喷砂机打磨。当然表面粗糙度不是无限度的增加，还需要满足粘结的要求，若凹凸很大，卷材下表面涂盖层沥青不能完全填满，就会造成粘贴不完全，反而造成剪切性能下降，因此适宜的表面粗糙度在1.5~左右。

防水卷材基层处理目前大都用冷底子油，其渗透性和抗水汽透过能力差，因此水泥混凝土中含有的水汽和从路肩渗人的水会逐渐上升到卷材的底面，在水汽的作用下，卷材与混凝土的粘结产生破坏。

目前来用的国产道桥防水卷材上表面都是页岩片，耐热度在140一150℃。以前选择防水卷材时认为卷材耐热度越高越好，这样铺装沥青混凝土时不会融化，同时表面的页岩片也是越多越好，既起隔热作用，又防止碾压时损坏卷材。根据北京市政设计院的现场测量，沥青混凝土倒人摊铺车，摊铺到卷材表面时的温度在130℃左右，如果卷材的耐热度超过此温度，那么卷材上表面的沥青与沥青混凝土就不能融化完全粘在一起，若上表面的页岩片太厚，就形成隔离层，在进行粘结试验时在此断开。

现在使用的国产道桥防水卷材几乎都是APP改性沥青防水卷材，其耐高温性能优异，低温性能却没有SBS卷材好。由于APP是塑性体，没有SBS弹性体的良好弹性恢复性能，抗基层接缝疲劳变形比SBS卷材差。在北京的三环路大修过程中，发现有些APP改型沥青卷材表面开裂。

道桥防水卷材胎基被刺穿也会产生渗漏。一方面是采用的胎基抗穿刺性能差，通常胎基的强度越高抗刺穿性能越好。另一方面卷材采用APP改性，没有弹性和高延伸性，抗穿孔防渗性能差，而SBS改性自粘卷材抗钉子穿破性好。即使胎基刺穿后，只要沥青还包裹完好，仍有较好的抗渗性能。第三就是沥青混凝土的级配和矿物料的外形也会对抗穿刺的性能造成影响，卷材上面应采用中粒型级配的沥青混凝土，矿物集料形状不宜扁、薄、片状或长形。通常沥青的耐盐性较好，但卷材的胎基未浸透，就会形成灯芯效应，影响卷材的拉伸性能和低温柔性及抗渗性能，并且影响剪切性能，因此卷材基胎必须、浸渍完全。

二、道桥防水卷材应用技术探讨

道桥防水卷材的正确选择和正确使用对道桥防水起着至关重要的作用。

1、道桥防水卷材的性能要求为满足道桥防水的特殊需要，防水卷材应满足以下要求:

a)由于面层普遍摊铺热沥青混凝土，因此防水卷材应具有较高的耐热性能，要求至少130℃时不流淌，并在热沥青握凝土摊铺时防水层不破坏;

b)防水层必须具有高温下碾压的不透水性，要求经受140℃ ,2h，受500g重锤冲击后，在500mm净水压下，渗水不大于1ml/min.

C)防水卷材必须同时具有与基层的水泥混凝土及表面的沥青混凝土的较强亲和性，150℃粘结强度不小于0.14MPa，以保证沥青混凝土摊铺时路面及桥面结构稳定，防止防水层娜动，即耐滑动，不起泡或分层;

d)防水层必须有较好的低温柔性，在冬季寒冷条件下能有效地遏制路面及桥面防水层产生裂缝，在-20℃抗拉强度不小于7MPa,延伸率不小于10%;

e)防水卷材不受冻融循环影响;

f)耐疲劳，可吸收混凝土中微裂缝产生的应力而不破坏。

g)为保证桥面使用过程中，在车辆行驶、慢制动和紧急制动产生的荷载作用下，避免卷材与沥青混凝土及水泥混凝土之间出现滑移，造成沥青混凝土路面破坏，卷材应具有优异的抗剪切，特别是在夏季高温天气，更为重要。温度达到60℃，要求卷材抗剪切强度应在0. 04MPa以上;

h)由于水泥混凝土的自身应力、温差及荷载作用下，不可避免的会产生裂缝，且这种裂缝是长期的和不断变化的，因此桥面卷材具有抗裂缝往复变形能力。

i)由于北方用盐融雪，道桥用防水卷材耐盐水性能也要好，沥青本身的耐盐性较好，卷材的胎基应完全浸透，以保证卷材的长期的防水效果。

2、道桥用防水卷材正确选择

根据道桥防水的特殊性，防水卷材除符合3. 1指定的技术要求外，还应考虑以下因素:

a)改性沥青卷材的厚度应为3.5mm,4.5mm。卷材下表面涂盖层沥青的厚度不小于1.5mm，以保证完全粘结粗糙表面，及热熔施工时加热到沥青流淌而不损害胎基。

b)卷材上表面的矿物料应数量适宜，不宜过多影响粘结，从实际施工看，用细砂面更利于粘结。

c)对于热熔胶施工的卷材，由于热熔胶本身就具有一定的厚度，卷材的厚度应减小到2.5mm,3.5mm.

d)自粘卷材为了保证粘结和接缝搭接，卷材的厚度相应也要减小，胎基要薄一些，利于自粘卷材接缝搭接的平顺。

3、道桥防水设计

a)设计基本要求桥面防水设计应符合“多道设防、防排结合”的原则。使用高耐热度的APP,SBS改性沥青防水卷材作为主要防水层。同时，对伸缩缝、隔离带、防撞墩等部位也必须满贴防水卷材，以保证防水层的连续性，切忌防水层中断。桥面伸缩缝处必须在桥面混凝土结构中放置橡胶止水带并用密封材料嵌实。桥面排水必须通畅，避免防水层长期处于干湿、冻融交替的不利环境。白加黑路面防水，应对水泥板块分格缝及裂缝进行卷材粘贴处理，对于破坏比较严重的应进行满粘贴处理。同时，在确定沥青混凝土结构层厚度时，应考虑防水卷材的抗剪强度指标。

b)混凝土道桥的通常防水作法是8-lOcm水泥混凝土+防水层+7-9cm沥青混凝土，沥青混凝土通常分两次铺装。

c)混凝土表层应有足够的强度，以免在车辆行驶及制动情况下产生的荷载作用造成基层粘结破坏;为了保证混凝土表面与防水卷材的粘结和剪切性能的提高，水泥混凝土基层的表面粗糙度宜在1.5mm左右。

d)道桥防水卷材构造选择，道路及桥面防水层的厚度应为单层3mm或4mm卷材，道桥防水卷材应选择卷材一面覆砂面，一面覆PE膜，以保证施工时卷材表面不易受到损坏并与表层(沥青混凝土层)有很好的粘附强度。

e)桥面防水的细部构造处理实践证明，若干细部构造不合格或施工工艺粗糙而形成的薄弱环节是桥面渗漏的主要原因。因此必须充分重视并正确处理各种细部构造，如桥头搭板、隔离带、隔离墩、缘石底部必须满铺防水卷材，不可间断;栏杆底座也须用卷材包上;伸缩缝、排水口的处理应到位。

f)卷材搭接缝是防水层的薄弱环节，做好收头处理相当关键，所以防水层做完后可用与沥青混凝土及卷材相容性较好的密封材料做密封处理。

结束语

道桥防水不同于一般的建筑防水，只有做到设计合理、选材正确，才能保证良好的防水效果，延长道桥的使用寿命。