桥面防水材料的常规性能研究

李雯婵

（山东省交通科学研究院，山东济南250031）

摘要：通过水泥混凝土桥桥面防水系统的特性、使用性能和室外试验、野外检测等对桥面防水层进行系统研究，应该针对各防水特点，结合设计、施工、寿命周期费用分析，确定统一的评价体系，结合实际工程特点，选择合适的防水材料。关键词：桥面防水层；防水材料；性能中图分类号：U443.31

文献标识码：A

Ｒesearchonconventionalperformance

ofbridgedeckwaterproofingmaterials

LIWen－chan

（ShandongTransportationInstitute，ShandongJinan250031China）

Abstract：Thispaperstudiesonbridgedeckwaterproo－finglayersystematicallyaccordingtothecharacteristicsandusabilityofcementconcretebridgedeckwaterproo－fingsystem，andoutdoorexperimentsandfielddetection.Aimingateverywaterproofcharacteristic，determinesaunifiedevaluationsystemcombinedwiththedesign，constructionandlifecyclecostanalysis.Accordingtopracticalengineeringfeatures，selectsappropriatewat－erproofmaterials.

Keywords：waterprooflayerofbridgedeck；waterproofmaterial；performance

引言

目前国内尚无统一的桥面防水材料设计、试验及施工方面的国家规范，仅有个别材料供应方提供的地区或行业标准，在技术要求及标准上缺乏普遍性，国内在桥面铺装的防水体系应用上存在材料选择种类多，方案抉择盲目性大，质检及质控标准各异，现场施工操作难度、效率及质量可靠性千差万别的情况，无

收稿日期：2016—06—23

作者简介：李雯婵（1981—），女，山东济南人，

工程师。法适应我国南北地区气候迥异，温湿度差别大，工程类型（桥型、跨度等等）多样的实际情况，因此，应该针对各防水特点，结合设计、施工、寿命周期费用分析，确定统一的评价体系，结合实际工程特点，选择合适的防水材料

［1－2］

。

1

试验方案

1.1

抗渗透性试验

试验采用ZHY结构层材料渗透仪。试验步骤：

（1）将试样置于底座区的中间位置，并保证有防水层的一面朝上；（2）将带加压筒的压板（带O型密封圈）放在试样上并与底座对准；（3）用下加紧螺栓将压板与底座联结起来，并用扳手将其拧紧；（4）注水至压筒的2/3处，将加压筒与加压桶上盖用螺栓联结并加紧；（5）用打气筒给加压筒充气至预定压力，保持至规定时间；（6）观察试件渗水情况特别注意车辙侧面，并记录渗水时间

［3］

，见表1。

表1防水材料抗渗透性能

试样

24h渗水

48h渗水

SBS改性沥青封层橡胶沥青+防护板体系

纤维增强型聚合物改性沥青防水涂料

无渗透

无渗透

浇筑式沥青混合料+有机溶剂

防水卷材

注：试验过程中渗水仪读数有轻微变动，主要与边缘密封不严

有关，试件底部未发现渗透迹象。

1.2抗咯破性能试验

（1）试验步骤

①防水层薄膜成型，玻璃板上涂布隔离剂，防水

层薄膜成型后完整剥离，见图1。②防水层薄膜下覆水泥混凝土板，上覆沥青混合料旋转压实或汉堡线性揉搓机碾压成型，温度为现场施工控制温度。③模拟现场碾压成型后，观察防水薄膜底部是否有破损。

—51—

李雯婵：多孔水泥混凝土排水性能试验研究

图1

防水层剥离

（2）试验结果

表2

抗咯破描述

类型

上覆铺装层

表观描述

SBS改性沥青与沥青砂粘结，碎石嵌入沥沥青防护膜

沥青砂

青砂，部分嵌入沥青橡胶沥青+

（1）防护板下层被烫化，橡胶沥防护板

SMA－13

青与SMA－13间有纤维织物；（2）防护板被碾破，局部聚集

底涂层+浇注式沥青混凝土

－底涂层辊涂量少，无破坏

防水涂料SMA－13表层有凹陷，整体性未被破坏

防水卷材SMA－13上表层融化，胎基未破坏

图2防水层2抗咯破试验

由表2看出，由于防水层为厚度5mm的橡胶沥青，因此，在碾压过程中，起到保护作用的防护板存在状态比较复杂。当下部橡胶沥青较少、混凝土板较平整时，防护板下面被烫化，橡胶沥青与混凝土之间隔有一层无粘性的纤维植物，多数情况下，由于防护板被碾碎，局部富集见图2。该防护板粘性原小于橡胶沥青，可能影响层间的联结强度，说明防水层与保护层并非是独立的，需要性质协同才能发挥作用，过分强调防护板的保护作用，忽略其作为粘结层层间过渡的性能，无疑会对层间粘结强度有削弱作用。

—52—

1.3

低温柔性试验

（1）试验方法

参见GBT16777－2008。①仪器及材料：10mm圆铁棒、牛皮纸、低温环境（－20℃，精度为0.5℃）；②试件准备：在牛皮纸上分别涂刷防水粘结层，总厚度为0.5～0.6mm，在室温下放置7d，剪成25mm×120mm的柔度试件，每组四条；③操作步骤：将试件和金属棒同时放在已达规定试验温度的环境箱中2h，于该温度下，将试件在2～3s内绕金属棒均衡弯

曲180℃，肉眼观察试件有无裂纹［15］

。

（2）试验结果。

试验结果见表3。实际情况下，由于铺装层的保护防水粘结层温度会高于铺装层的上层，桥面防水粘结层也不会发生180℃弯曲情况。因此，防水粘结层的低温柔性试验只能定性比较，不能作为判断其低温性质依据。可以确定的是，低温情况下橡胶粉改性沥青的性能较SBS改性沥青有一定的改善，与桥面防水专用橡胶沥青相比，后者脆性更大一些，可能与橡胶沥青中胶粉的目数及产量有关。桥面防水用聚合物改性沥青的低温柔性要明显优于其他三类沥青。

表3

低温柔性试验结果

试样

试验前表观描述（25℃）－20℃试验结果有相应柔度，弯曲

SBS改性沥青

有良好柔度，涂刷

均匀，表面发亮

时脆裂，裂纹最明显

桥面防水专用橡

有良好柔度，涂刷有相应柔度，弯曲胶沥青

表面颗粒明显

时部分试件脆裂，裂纹明显

普通橡胶粉改性有良好柔度，涂刷有相应柔度，弯曲沥青

表面颗粒明显时部分试件脆裂，裂纹较明显聚合物用改性沥有良好柔度，涂刷青防水涂料

表面颗粒明显无变化

防水卷材有良好的柔度

胎基完整

2耐腐蚀性试验

本实验旨在定性模拟桥面铺装使用过程中，经过

反复高温、低温循环作用，氯盐随水渗入至防水层时，防水层本身的耐久性、耐腐蚀性能及对桥面板的保护作用。

（1）试验条件：①高温60℃，7d/周期×2；②低温－10℃，7d/周期×2；③35℃盐雾循环，4d/周期；（2）试验步骤：①试件成型后，抽真空，常温下放入水中饱水7d，分普通淡水与海水两组对比；②60℃恒温水浴

山东交通科技

中饱水7d，空气中静置7d，后放入－10℃冰柜中保温7d，循环两次；③试件取出放入盐雾腐蚀箱，35℃条件下喷5%盐雾，

4d后停止试验。期间随时观察防水粘结层的破坏情况。试验结果见表4。

表4

耐候性试验结果

类型

表观描述

桥面板+SBS改性沥青联结无脱落、表面有气泡，延性下降，

指触发硬

桥面板+橡胶沥青

联结无脱落，表面有气泡，延性下降，指触发硬

桥面板+GIS－Ⅰ粘结剂表观无明显变化桥面板+防水涂料

联结无脱落，边缘处有毛刺防水卷材

表观无明显变化

3试验结果

由观测结果图3可以看出，经过反复冻融循环及

盐雾腐蚀后，四种防水层或底涂层均与桥面板联结良好，SBS改性沥青及橡胶沥青指触发硬，说明二者在经过高低温循环后化学性质或物理成分可能发生了一定变化，粘韧性有所下降。在整个铺装层设计的过程中，应该尽量避免外部水的进入及蔓延，当外部水进入到防水层部位时，尽管防水层体系性能已有优化提高。但是水、温度、盐分等因素的长期耦合作用后，仍会使防水层材料的性能在短时间内加速劣化。

图3耐候性试验后的试件

2016年第6期

对比两种沥青短期老化后的性能，

SBS改性沥青经过短期老化后，性能见能表5。橡胶沥青由于颗粒粗大、浇样困难，短期老化后损失太大，无法继续下步评价工作，说明橡胶沥青的耐久性能需要进行深入研究。橡胶沥青中胶粉掺量过多，经过短期老化后，胶粉有二次发育溶胀的过程，进一步吸收沥青中的轻质油分，导致橡胶沥青硬度增加，延性及粘韧性下降。

表5

短期老化后SBS改性沥青性质

试验项目

SBS改性沥青

（实测）技术要求质量变化－0.05（%）

－0.005

≤±1.0TFOT

（或ＲTFOT）针入度比25℃（%）78

≥65后残留物

延度5℃（cm）

55

≥15

4结语

常规测试指标评价该橡胶沥青性质不适用，

在满足生产商提供的技术指标外，建议增加橡胶沥青老化前后的粘韧性试验，对橡胶沥青的配比优化提出指导性建议。

参考文献：

［1］钱振东，罗剑，敬淼淼.沥青混凝土钢桥面铺装方案受力分析［

J］.中国公路学报，2005，18（2）：61－65.［2］沈金安．沥青及沥青混合料路用性能［M］．北京：人民交通出版社，

2003.［3］李洪涛，黄卫.润扬大桥钢桥面铺装实桥试验研究［J］.公路交通科技，2005，22（4）：76－78.

［4］王虎，胡长顺，王秉纲.混凝土桥面混凝土铺装结构设计和施工技术［Ｒ］.西安公路交通大学，1999，（10）：14－20，23－29.

［5］裴建中.桥面柔性防水材料技术性能研究［D］.西安：长安大学，

2001.［6］AmericanAssociationofStateHighwayandTranspor－tationofOfficials．LＲFDbridgedesignspecifications［S］．ThirdEdition．WashingtonDC：AASHTO，2004.

—53—