連宏兵
摘 要: 隨著城市建設(shè)力度的加大,城市路橋工程也越來越多,為了緩解城市交通擁堵現(xiàn)狀,城市橋梁成為建設(shè)的重心。一直以來我國對于橋梁橋面防水缺乏明確的規(guī)定,由于橋面水損害而造成的各種事故給我們敲響了警鐘,直至2010年《城市橋梁橋面防水工程技術(shù)規(guī)程》的出臺,給橋面防水工程帶來了全新的發(fā)展。文章就我國城市橋梁橋面防水現(xiàn)狀、技術(shù)以及發(fā)展做簡要探討。
關(guān)鍵詞: 城市橋梁;橋面防水;技術(shù)
為了疏導(dǎo)城市交通,緩解城市道路壓力,城市建設(shè)多偏向于橋梁的新建、改建、維護(hù),橋梁長期曝露在日照風(fēng)雨中,由于雨水沖刷而造成的橋梁結(jié)構(gòu)的腐蝕損壞現(xiàn)象日益增多,直接影響著橋梁的穩(wěn)固性、耐久性、安全性,因此,為了保證橋梁的使用安全與延長使用壽命,要解決橋梁橋面的水損危害,對于橋面的防水施工技術(shù)進(jìn)行深入研究。
1.我國城市橋梁橋面防水情況概述
西方發(fā)達(dá)國家對于橋梁防水的問題十分重視,一般都有相關(guān)的技術(shù)規(guī)程與規(guī)范,明確規(guī)定公路橋梁、城市橋梁必須設(shè)置橋面防水層,對于防水材料、技術(shù)、性能、施工方法、設(shè)計年限等方面都有詳細(xì)的說明。我國對于橋面防水的研究相對滯后,在防水層設(shè)置規(guī)定上也不夠明晰,以往相關(guān)規(guī)范中的說明都比較籠統(tǒng),大部分一筆帶過,并未做詳細(xì)的解釋,直到上世紀(jì)80年代,我國橋梁相關(guān)技術(shù)規(guī)范中對于橋面防水的要求,也只是提出了一般情況采用橋面柔性鋪裝防水系統(tǒng),防水材料的選擇與施工工藝要求參照建筑屋面及地下工程。法律法規(guī)的不夠完善造成了當(dāng)時大部分橋梁工程中不做橋面防水措施,或者只做簡易的橋面防水,隨著使用時間的延長,橋面出現(xiàn)嚴(yán)重滲水現(xiàn)象,因此造成的鋼筋銹蝕、混凝土膨脹等病害接踵而至,對橋梁造成嚴(yán)重的危害。80年代后期我國橋梁建設(shè)大規(guī)模開展,橋面防水受到重視,防水材料也從引用屋面防水材料發(fā)展到道橋?qū)S梅浪牧希僦罙PP改性瀝青防水卷材引入我國,因其良好的耐熱性、耐腐性、粘結(jié)性得到了大力推廣應(yīng)用?!冻鞘袠蛄涸O(shè)計通用規(guī)范》(2008)規(guī)定:橋面鋪裝應(yīng)設(shè)防水層,這是我國橋梁橋面防水技術(shù)理念上的重大突破。
2010年《城市橋梁橋面防水工程技術(shù)規(guī)程》出臺,明確了橋面防水設(shè)計理念,對橋面防水原則、等級劃分、材料選取、適用范圍等都做出了詳細(xì)規(guī)定,這是我國在橋面防水領(lǐng)域中的創(chuàng)新成果。
2.水損害對于橋梁的影響
水是影響橋梁耐久性的重要因素之一,據(jù)不完全統(tǒng)計,上世紀(jì)50-70年代間建造的橋梁有70%還在使用中,使用二三十年左右就成為危橋,達(dá)不到設(shè)計使用年限,橋梁因水而損壞的部位更加嚴(yán)重,水損害主要體現(xiàn)在以下幾個方面:水滲入混凝土裂縫中,水中含有的CO2、SO2會加速碳化、酸化的過程,引起鋼筋面腐蝕,鋼筋膨脹導(dǎo)致混凝土開裂,保護(hù)層剝離;水會進(jìn)入混凝土微孔中,隨著正負(fù)溫度交替作用形成反復(fù)的冰脹壓力,造成混凝土的疲勞破壞;另外水進(jìn)入混凝土微孔后,會與其中的堿性物質(zhì)、活性骨料發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成硅鈣膠凝體,使混凝土異常膨脹進(jìn)而破壞成粉末,造成無法修補(bǔ)的損壞。
3.城市橋梁橋面防水材料性能要求
最初橋面做防水時所選用的材料沒有明確的規(guī)定,所以一般都選擇用做屋面防水的材料來做橋面防水,但是橋面的使用環(huán)境要比屋面惡劣的多,受力環(huán)境也更加苛刻,因此橋面防水材料不僅要具備防水、抗老化、防腐蝕、耐極溫的特性,還要具有一定的抗拉抗壓能力和較強(qiáng)的伸縮性。
3.1不透水性
首先橋面防水材料要具備良好的不透水性,尤其是在橋面薄弱的地方,比如鋪裝層底部就比較容易聚集下滲水,進(jìn)而致使鋪裝層與橋面被破壞,選擇時一定要注意選取不透水性強(qiáng)的材料,把住防水第一關(guān)。
3.2抗腐蝕性
橋梁交通會行駛各種類型的車輛,難免會出現(xiàn)汽油、運(yùn)輸?shù)母g性液體滲漏的情況,當(dāng)這些液體滲入接觸防水層時,要確保防水層具有一定的抗腐蝕能力,避免因小面積遭到破壞逐漸發(fā)展成大面積的防水層損壞。
3.3耐老化性
橋梁所處自然環(huán)境多變,受外界溫度、濕度影響較大,防水材料主要由有機(jī)成分構(gòu)成,因此比較容易出現(xiàn)老化現(xiàn)象,如果防水材料老化過度,就會產(chǎn)生質(zhì)量問題,致使防水層破壞,因此要保證防水材料具有良好的抗老化性。
3.4抗破壞性
橋梁路面在施工過程中會受到壓路機(jī)、攤鋪機(jī)等大型車輛的碾壓,這就要求防水材料具有一定的強(qiáng)度,并且在橋梁完工后,會經(jīng)受更頻繁的車輛壓力,強(qiáng)度足夠才能保證防水層的完整不被破壞。
3.5高粘結(jié)性
防水材料要具有良好的粘結(jié)性才不會在溫度急劇變化時造成粘結(jié)性降低的現(xiàn)象,導(dǎo)致防水層的功能下降,影響橋梁使用壽命,另外防水材料還要具有一定的抗剪切能力,抵擋車輛水平荷載,避免造成鋪裝層與橋面脫離的現(xiàn)象。
4.城市橋梁橋面防水技術(shù)
自90年代我國橋梁橋面防水材料使用專用材料后,防水卷材與防水涂料成為我國常用的橋面防水材料。
4.1防水卷材
無論是攤鋪式還是建筑式,對于使用瀝青混凝土為原料的橋梁,都可以使用卷材防水技術(shù),但是此技術(shù)不適用于水泥混凝土橋面,因水泥混凝土橋面本身材質(zhì)硬且重,如果在下層再鋪設(shè)防水卷材,會更加重橋面的負(fù)荷。不同材質(zhì)的卷材防水效果會大不相同,目前,我國橋梁建造工程中普遍使用的是改性瀝青防水卷材,而改性瀝青防水卷材又包括兩種不同的類型,分別是SBS改性瀝青防水卷材和APP改性瀝青防水卷材,其中SBS改性瀝青防水卷材又分為自粘型和非自粘型,APP改性瀝青防水卷材又分為Ⅰ型和Ⅱ型,在施工過程中,具體選擇哪種類型的防水卷材,還要根據(jù)橋面的鋪裝類型、橋梁所處的外部環(huán)境以及橋面防水等級等眾多因素綜合考慮。防水卷材要符合相關(guān)規(guī)范要求,才能作為防水層的鋪設(shè)材料,防水卷材用于瀝青混凝土橋面,由于瀝青混凝土容易發(fā)生脹裂現(xiàn)象,因此卷材也必須要具備抗裂性,橋面經(jīng)常受到碾壓,因此也要求防水卷材具有一定的抗壓性。
4.2防水涂料
通過涂刷防水涂料來達(dá)到橋面防水的目的,涂料防水技術(shù)與卷材防水技術(shù)相比,應(yīng)用更為廣泛,它不僅可以被使用于瀝青混凝土橋梁,而且可以被使用于水泥混凝土橋梁。橋梁橋面的防水涂料有三種類型——聚合物改性瀝青防水涂料、聚合物水泥防水涂料和聚氨酯防水涂料,其中聚合物改性瀝青防水涂料又可分為Ⅰ型和Ⅱ型。其使用方法和使用條件也與防水卷材一樣,要根據(jù)橋面鋪裝類型、環(huán)境條件和橋面防水等級來具體選擇。防水涂料同樣也要符合國家相關(guān)規(guī)范的要求規(guī)定,具備一定的抗壓性、抗裂性與抗?jié)B性,能經(jīng)受住橋面防水的考驗。
5.橋梁橋面防水的新材料 新技術(shù)
隨著防水卷材與防水涂料的使用年份的增加和交通壓力的增強(qiáng),也逐漸發(fā)現(xiàn)了一些新問題,比如防水卷材錯動現(xiàn)象,防水涂料的酥裂現(xiàn)象等,需要作出改進(jìn),我國也從未放松過對于防水材料的研究與開發(fā)工作,近幾年國內(nèi)的科研機(jī)構(gòu)、相關(guān)企業(yè)和工程單位積極研制開發(fā)了一系列適合我國道橋應(yīng)用的防水材料和配套的施工技術(shù),實(shí)現(xiàn)了我國橋梁橋面防水技術(shù)的新突破。例如有單位研發(fā)了一種JBS 道橋用聚合物改性瀝青防水涂料,涂膜干燥后能夠保持橡膠的彈性,耐高溫可達(dá)180℃,耐低溫達(dá)-40℃,延伸率大800%,能經(jīng)受橋面長期荷載積水抗壓要求,防止?jié)B水對橋梁結(jié)構(gòu)的損壞,確保橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命。
結(jié)語
橋面防水技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展加強(qiáng)了橋梁的質(zhì)量,提高了橋梁的穩(wěn)固性,延長了橋梁的使用壽命,對橋梁工程來說是一項重要的改進(jìn)措施,我們也在借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗的同時不斷完善自我,開發(fā)更多的環(huán)保、綠色、節(jié)能型的防水材料,并不斷完善我國的橋梁橋面防水技術(shù)規(guī)范,關(guān)注技術(shù)發(fā)展與工程實(shí)踐,相信通過我們積極的研發(fā)與創(chuàng)新,能夠為我國的橋梁建設(shè)事業(yè)貢獻(xiàn)更多成果。
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