袁曉偉　曾慶偉　張海川

摘 要：文章依托江蘇省徐（州）至濟(jì)（寧）高速公路工程提出新型水性環(huán)氧瀝青水泥混凝土橋面防水粘結(jié)材料，并進(jìn)行相關(guān)性能試驗(yàn)，研究其施工工藝、現(xiàn)場檢測辦法，最終形成水性環(huán)氧瀝青橋面防水粘結(jié)材料應(yīng)用研究成果。

關(guān)鍵詞：水性環(huán)氧瀝青；防水粘結(jié)層；高速公路；橋面

1 概述

橋面鋪裝是橋梁建設(shè)中重要的功能性結(jié)構(gòu)，直接承受行車荷載、梁體變形和環(huán)境因素的作用。一方面直接影響車輛行駛的舒適性，同時(shí)還對橋梁結(jié)構(gòu)提供有效防護(hù)，防止雨水下滲，另一方面還可保證橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。橋面鋪裝的建設(shè)質(zhì)量直接影響著整個(gè)路面的運(yùn)營質(zhì)量和服務(wù)水平，甚至影響橋梁的使用壽命。近年來，針對橋面鋪裝存在的諸多問題，國家和相關(guān)部門進(jìn)行過多次專題立項(xiàng)研究，其中橋面防水粘結(jié)層是研究的重點(diǎn)之一。防水粘結(jié)層主要起到將瀝青鋪裝層與水泥混凝土橋面牢固粘接聯(lián)成一整體的作用，同時(shí)還能防止水透過界面而造成的水損害。保證防水粘結(jié)層的使用質(zhì)量是防止橋面鋪裝病害，提高橋面結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)鍵。

2 現(xiàn)場實(shí)施

選取濟(jì)徐高速徐州段JX-23標(biāo)鄭集互通C匝道橋右半幅第二聯(lián)做為試驗(yàn)段橋面，橋面防水粘結(jié)層采用水性環(huán)氧瀝青，施工前用拋丸法去除混凝土橋面浮漿及雜物，然后用高壓水沖洗干凈，干燥后用高壓吹風(fēng)機(jī)吹掃再灑布瀝青材料。在灑布材料前，在現(xiàn)場先人工刷涂一試驗(yàn)塊，檢測當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐臍鉁亍穸?、地面溫度、日照、橫坡、縱坡、混凝土橋面的縫隙率、吸水性等。

用智能型灑布車噴灑材料，常溫灑布，灑布用量為0.9kg/m2～1.0kg/m2。灑布時(shí)在橋面放置具有一定面積的方盤，用以檢測灑布量。材料灑布后進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)，在材料干燥前不許人員和車輛進(jìn)入，待防水粘結(jié)層材料干燥后，即可進(jìn)行瀝青混合料攤鋪。

3 現(xiàn)場檢測

水性環(huán)氧瀝青防水粘結(jié)層干燥后，即與水泥混凝土橋面牢固粘結(jié)，且材料能滲入水泥混凝土的細(xì)微裂縫中，對橋面起到防水功能；材料干燥硬化后，可在其上通行各種工程車輛和攤鋪機(jī)。

為比較其它防水粘結(jié)層材料的力學(xué)性能，同時(shí)在現(xiàn)場隨機(jī)選取不同段落采用不同材料作為橋面防水層，各種防水材料試驗(yàn)段同時(shí)施工同時(shí)進(jìn)行混合料攤鋪和現(xiàn)場檢測。

3.1 施工工藝性分析

不同防水粘結(jié)層材在施工中有如下特點(diǎn)：（1）普通防水層材料施工時(shí)，為避免“粘輪”“翹皮”現(xiàn)象需要撒布碎石，但無法保證0.3MPa下不透水性，因?yàn)樵谀雺簳r(shí)，防水層還屬于流態(tài)化，很軟且溫度很高，碎石在碾壓中完全可將厚度不足1mm防水層硌破穿孔。（2）橡膠瀝青灑布溫度最高，灑布量也最大；SBS改性瀝青灑布溫度略低些，但仍維持在高位，水性環(huán)氧瀝青常溫灑布、冷用，灑布量也比較低，節(jié)約能源，由此表明較之于橡膠瀝青或SBS改性熱瀝青，水性環(huán)氧瀝青的工程經(jīng)濟(jì)性更佳。（3）環(huán)氧瀝青材料粘度適中，粘溫性好，易于噴灑，方便施工，且材料環(huán)保對周邊環(huán)境無污染；常溫使用無需加熱，大大節(jié)約能量、降低成本和方便施工。（4）水性環(huán)氧瀝青的儲存穩(wěn)定性可達(dá)15天，且能很快滲入橋面混凝土縫隙中，水分蒸發(fā)后，滲入縫隙的材料與面層材料形成連續(xù)相，保護(hù)了水泥混凝土橋面，起到防水效果，同時(shí)與混凝土有很強(qiáng)的附著力，從微觀結(jié)構(gòu)上保證防水粘結(jié)層與橋面混凝土之間的牢固粘接。

3.2 現(xiàn)場檢測力學(xué)性能分析

對試驗(yàn)段橋面與對比段進(jìn)行抗剪強(qiáng)度與抗拉拔強(qiáng)度檢測，測試結(jié)果顯示在路面溫度40℃條件下，NKY環(huán)氧瀝青橋面段的抗剪強(qiáng)度和抗拉拔強(qiáng)度分別為0.45MPa和0.35MPa，SBS改性熱噴瀝青橋面段分別為0.22MPa和0.14MPa。根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》JTG F80/1-2004的要求防水層抗剪強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)要求且≥0.4MPa（常溫）≥0.3MPa（氣溫≥35℃），抗拉拔強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)要求且≥0.3MPa（常溫）≥0.2MPa（氣溫≥35℃）。測試結(jié)果說明：（1）水性環(huán)氧瀝青無論是剪切強(qiáng)度還是拉拔強(qiáng)度（粘結(jié)強(qiáng)度），完全符合《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》JTG F80/1-2004的技術(shù)要求。（2）SBS改性熱瀝青+預(yù)拌碎石，無論是剪切強(qiáng)度，還是拉拔強(qiáng)度（粘結(jié)強(qiáng)度），均低于水性環(huán)氧瀝青橋面防水粘結(jié)層，且不滿足《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》JTG F80/1-2004的技術(shù)要求。

4 工程經(jīng)濟(jì)分析

水性環(huán)氧瀝青材料具有較高的固含量，在橋面防水層用量0.8kg/m2～1.0kg/m2的情況下，單位面積造價(jià)與橡膠瀝青橋面材料相近，但考慮到不撒布碎石與冷施工，其綜合造價(jià)比橡膠瀝青更有優(yōu)勢。

目前，常用雙組分環(huán)氧瀝青類粘層材料主要用在鋼橋面上。進(jìn)口環(huán)氧瀝青造價(jià)遠(yuǎn)高于35元/平米，國產(chǎn)雙組分環(huán)氧瀝青也要達(dá)到28元/平米。由此可見，價(jià)格適中又不用撒布碎石的水性環(huán)氧瀝青類粘層材料將成為建設(shè)、施工單位的首選。

5 結(jié)束語

本項(xiàng)目通過對水性環(huán)氧瀝青橋面防水粘結(jié)材料的理化指標(biāo)、使用性能及耐久性能的大量試驗(yàn)，結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用與檢測，在與同類產(chǎn)品的對比中，對力學(xué)性能、可施工性及經(jīng)濟(jì)性作了較為全面的分析與研究，主要結(jié)論如下：（1）水泥混凝土橋梁病害的主要原因在于：在苛刻條件下剪應(yīng)力已達(dá)0.4MPa，防水粘結(jié)層易于出現(xiàn)剪切破壞，從而導(dǎo)致瀝青鋪裝層病害的發(fā)生。因此，在防水粘結(jié)材料的設(shè)計(jì)和選型、性能試驗(yàn)以及現(xiàn)場檢測中，對抗剪強(qiáng)度應(yīng)予以足夠的重視；（2）根據(jù)防水粘接層對力學(xué)特性、耐久性能、可施工性及工程經(jīng)濟(jì)性的客觀要求，結(jié)合交通行業(yè)及國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出了防水粘結(jié)材料的理化標(biāo)準(zhǔn)、使用性能與耐久性能所涉及的各個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)條件和指標(biāo)要求，并對其依據(jù)和合理性進(jìn)行了分析；（3）水性環(huán)氧瀝青材料具有優(yōu)良的低溫柔韌性、耐熱性，以及不透水性和抗硌破穿孔性，無論是常溫還是高溫其剪切和拉拔強(qiáng)度遠(yuǎn)超對比材料，且耐久性能也較好。在抗凍融-水損循環(huán)，熱老化，持久冷凍，耐堿腐蝕和耐鹽水腐蝕后，其剪切強(qiáng)度均維持在很高的水平；（4）試驗(yàn)段表明水性環(huán)氧瀝青材料的施工具有很大優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在：a.施工時(shí)對周邊大氣無污染；b.無需現(xiàn)場調(diào)配，可直接使用，不受容留時(shí)間的限制；c.粘度適中、穩(wěn)定，無需加稀釋劑就能用灑布車方便灑布；d.常溫使用，節(jié)約能源；e.灑布后數(shù)小時(shí)內(nèi)能快速干燥，不粘輪，不翹皮，能在最短時(shí)間開放交通；f.無需撒布碎石；（5）現(xiàn)場檢測表明水性環(huán)氧瀝青防水粘結(jié)層具有優(yōu)良的抗剪強(qiáng)度和抗拉拔強(qiáng)度；（6）從綜合工程造價(jià)來看，水性環(huán)氧瀝青防水粘結(jié)層材料更具優(yōu)勢，而且施工方便，在環(huán)氧瀝青同類產(chǎn)品中價(jià)格最低，工程經(jīng)濟(jì)性頗佳，值得大范圍推廣使用。

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