陳 君，陳 健，陳根香

（1.南京公路建設(shè)處，江蘇南京210008，2.南京交通建設(shè)項(xiàng)目管理有限責(zé)任公司，江蘇南京210008）

0 前言

南京長(zhǎng)江第四大橋是國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的南京市城市總體規(guī)劃中“五橋一隧”過(guò)江通道之一，是滬蓉國(guó)道主干線南京繞越高速公路過(guò)江通道的重要組成部分。起點(diǎn)位于長(zhǎng)江北岸寧通高速公路橫梁鎮(zhèn)東側(cè)的橫梁互通，向南經(jīng)過(guò)紅光村、紅山窯東、龍袍鎮(zhèn)西，于石埠橋附近垮越長(zhǎng)江，在棲霞區(qū)跨越京滬鐵路和九鄉(xiāng)河，再向南延九鄉(xiāng)河以東，按南京市總體規(guī)劃中的預(yù)留通道布線，經(jīng)仙林大學(xué)城，止于路線與滬寧高速相交處的麒麟樞紐，接在建的南京繞越高速公路東南環(huán)終點(diǎn)。路線全長(zhǎng)29.012 km。其中：北接線長(zhǎng)約13.063 km，垮江大橋約5.409 km，南接線長(zhǎng)約10.540 km。全線在橫梁、龍袍、棲霞、麒麟等四處設(shè)置互通立交，預(yù)留紅光、仙林兩處互通立交。南接線、南引橋主要以橋梁為主，采用6車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度為120 km/h，6車道斷面全寬為34.5 m。

隨著交通量和重型車輛的增加,橋面鋪裝因粘結(jié)和防水問題引起的橋面鋪裝層早期損壞，已成為影響橋梁美觀、使用功能的發(fā)揮和誘發(fā)交通事故的一大病害。近年來(lái),人們?cè)絹?lái)越重視因橋面鋪裝粘結(jié)防水問題造成的病害。為此，橋面防水在大跨徑重大型橋梁鋪裝體系中的重要性越來(lái)越顯突出。南京長(zhǎng)江四橋在遴選本工程橋面防水體系的過(guò)程中經(jīng)過(guò)層層篩選和考核，最終確立了在南接線全線采用基面拋丸清理工藝及纖維增強(qiáng)型防水層。本文以南京長(zhǎng)江四橋?yàn)槔亟榻B纖維增強(qiáng)型防水體系的應(yīng)用。

1 防水層的性能要求

橋面防水是一個(gè)整體系統(tǒng)，包括防水層與排水設(shè)施以及其上的路面結(jié)構(gòu)所組成，防水層的性能實(shí)際是取決于防水系統(tǒng)中各組成部分的互相作用，如因?qū)娱g粘結(jié)性能及層間抗剪性能不足而導(dǎo)致防水層的破壞，那么即使防水層的性能完好，防水系統(tǒng)也將失去作用?；炷翗蛎嫒嵝凿佈b結(jié)構(gòu)設(shè)置完整的粘結(jié)防水系統(tǒng)能解決因?qū)娱g粘結(jié)不良引起的橋面鋪裝層早期損壞問題和因橋面滲水而引起的美觀問題和橋梁的結(jié)構(gòu)破壞。因此，理想的橋面防水層必須滿足下列要求:

（1）防水層必須是不透水的，包括在施工中的滲水和使用年限內(nèi)的滲水。

（2）防水層應(yīng)與面層和橋面有足夠的粘結(jié)力。

（3）防水膜應(yīng)能抵抗橋面裂縫，包括在施工前后所產(chǎn)生與發(fā)展的裂縫。

（4）防水層應(yīng)同時(shí)具備良好的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性能。

（5）防水涂料必須具有良好的抗老化性能，不因受高溫、輾壓、低溫、霜凍等作用而降低粘結(jié)能力、抗剪能力和防水能力。

2 防水層類型及特點(diǎn)

2．1 目前國(guó)內(nèi)主流的幾種防水層設(shè)置

（1）卷材類防水：其優(yōu)點(diǎn)主要是整體防水效果好，但其對(duì)基面平整度及含水率要求極高，層間粘結(jié)和抗剪強(qiáng)度低，且卷材相互搭接處是極為薄弱的環(huán)節(jié)。

（2）剛性滲透型結(jié)晶防水：此類防水層設(shè)置的機(jī)理是通過(guò)材料與混凝土表面起化學(xué)反應(yīng)以形成一層致密的保護(hù)膜來(lái)達(dá)到防水效果，但其致命的效果是不成膜，無(wú)法防止裂縫的擴(kuò)展。且其與上層瀝青層粘結(jié)差，還需要通過(guò)灑布粘層油來(lái)保證必要的粘結(jié)強(qiáng)度。

（3）瀝青同步碎石防水：該類防水工藝施工便捷，成本較低，但由于采用的材料性能較差，導(dǎo)致防水系統(tǒng)層間粘結(jié)、整體抗拉及抗剪性能指標(biāo)偏低，對(duì)路面使用壽命有較大影響。

（4）柔性瀝青基涂膜類防水涂料：

目前業(yè)內(nèi)采用最廣泛的橋面防水體系就是傳統(tǒng)的柔性瀝青基涂膜類防水材料。這是目前業(yè)內(nèi)最普遍采用的防水系統(tǒng)，具有以下比較突出的優(yōu)點(diǎn)：

a、層間粘結(jié)性能好、抗剪強(qiáng)度高，可以取代粘層油的作用。

b、由于其改性瀝青原材料的特性可抵抗水泥砼基層產(chǎn)生的小型龜裂紋。

c、具備良好的溫度穩(wěn)定性和低溫抗裂性能。

d、具有良好的抗老化性能，不因受高溫、輾壓、低溫、霜凍等作用而降低粘結(jié)能力、抗剪能力和防水能力。

采用傳統(tǒng)柔性防水涂料防水層設(shè)置能夠很好地解決層間抗剪的問題，但其在施工過(guò)程中噴灑厚度的均勻性難以控制，因此對(duì)施工工藝和機(jī)械化程度要求高。但其最致命的隱患就是嚴(yán)格意義上的抗硌破性能不能達(dá)標(biāo)。施工中具體表現(xiàn)在：

a.施工過(guò)程中車輪，特別是攤鋪機(jī)履帶輪和重載料車等對(duì)防水層的硌破。

b.熱瀝青碾壓攤鋪過(guò)程中對(duì)防水層的硌破。

交通部橋面防水課題組專家的研究認(rèn)為聚合物改性瀝青基橋面粘結(jié)防水涂料若不加胎基都會(huì)滲漏。因此此類材料目前主要只是作為一種良好的粘結(jié)材料在使用。

綜上所述，以上的防水層設(shè)置方案都存在或大或小的缺陷，不能系統(tǒng)的解決粘結(jié)防水的問題。

2.2 開展專題研究

1999年，交通部委托長(zhǎng)安大學(xué)成立專題小組對(duì)防水層進(jìn)行專項(xiàng)研究，該課題的研究成果被寫進(jìn)交通部的新規(guī)范：交通部《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 》(JTGF80/1－2004)（2005－01－01 實(shí) 施 ） 中 表8.12.1，交通部橋面防水課題組的研究同時(shí)認(rèn)為聚合物改性瀝青基橋面粘結(jié)防水涂料若不加胎基都會(huì)滲漏。聚合物改性瀝青基橋面粘結(jié)防水涂料目前主要只是作為一種良好的粘結(jié)材料在使用。

纖維增強(qiáng)防水層則是基于這樣一種現(xiàn)狀而研制出。

纖維增強(qiáng)型防水涂料通過(guò)在聚合物改性瀝青基橋面粘結(jié)防水涂料中，加入纖維，與涂料施工時(shí)同步切割混合噴涂，使得在防水層中間形成一層纖維均勻亂相地與涂膜握裹的胎基，這樣經(jīng)過(guò)增強(qiáng)的聚合物改性瀝青防水材料，通過(guò)同步切割施工工藝混合纖維材料噴涂，完善了防水涂層的抗硌破、抗裂和抗拉能力，提高了層間粘結(jié)強(qiáng)度，以及整體防水層的抗剪強(qiáng)度，完善了整體的防水效果。很好地解決了聚合物改性瀝青防水層抗硌破的難題，能夠抵抗橋面微裂紋的擴(kuò)展，有效的增強(qiáng)橋面層的使用壽命。

3 橋面水泥混凝土調(diào)平層清理工藝

（1）對(duì)水泥混凝土基層的清理目的是為了全面徹底地清除砼表面的浮漿，以保證防水層及瀝青混凝土鋪裝層施工結(jié)束后整個(gè)體系的層間粘結(jié)及抗剪強(qiáng)度完全達(dá)標(biāo)。

（2）橋面防水層有剛性及柔性等多種結(jié)構(gòu)形式，但防水體系的厚度均介于1～5mm之間，因此對(duì)底基面的平整度及粗糙均勻度要求非常高。在新型拋丸清理工藝出現(xiàn)之前并沒有很好的基面清理工藝，傳統(tǒng)均采用圓盤鋼絲刷打磨清理工藝。傳統(tǒng)的打磨工藝嚴(yán)格意義上只能將大塊浮漿及局部齙牙處進(jìn)行初級(jí)處理，稍微提高基面平整度，并且不能徹底的清理砼表面的浮漿。且單位面積施工時(shí)間實(shí)際上更加冗長(zhǎng)。而拋丸清理工藝的出現(xiàn)則很好的彌補(bǔ)了這些缺陷。在施工程序調(diào)配合理及機(jī)械設(shè)施配備到位檢修有序的前提下，單位面積的施工時(shí)間與打磨施工相比并無(wú)增加。而通過(guò)拋丸清理得到的基面粗糙度均勻一致，能更好的促進(jìn)防水體系與上下砼鋪裝層的層間粘結(jié)及抗剪性能。因此在2007年1月開始實(shí)施的交通部公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTG D50－2006）里明確提出了特大橋、重要大橋橋面宜進(jìn)行表面拋丸噴砂處理。

4 AWP-2000F纖維增強(qiáng)橋面粘結(jié)防水層在南京長(zhǎng)江第四大橋中施工技術(shù)方案

4.1 水泥混凝土橋面防水粘結(jié)層設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

（1）采用纖維增強(qiáng)聚合物改性瀝青防水涂料，如圖1所示。聚合物改性瀝青防水涂料應(yīng)為棕褐色或黑褐色液體，經(jīng)攪拌后無(wú)凝膠、結(jié)塊，呈均勻狀態(tài)。經(jīng)攪拌后無(wú)凝膠、結(jié)塊，呈均勻狀態(tài)。材料用量應(yīng)符合表1所列。

圖1 水泥混凝土橋面粘結(jié)防水結(jié)構(gòu)層示意圖

表1 防水涂料及其他材料用量表

（2）橋面防水層應(yīng)覆蓋整個(gè)混凝土橋面，橋面防水層施工必須采用機(jī)械噴涂方式，防水涂膜厚度約在 1.0～1.2mm。

（3）防水層應(yīng)具有良好的耐久性，至少應(yīng)有不低于橋面瀝青鋪裝層使用年限的壽命，并能適應(yīng)該橋動(dòng)荷載抗壓、抗拉的特點(diǎn),具有良好的防水性能和粘結(jié)性。

（4）在環(huán)境條件－15℃～80℃范圍內(nèi)，仍能滿足1.3要求。同時(shí)，在經(jīng)受瀝青混凝土層攤鋪溫度約180℃左右，不影響其長(zhǎng)期耐久使用性能。防水涂層與其上瀝青砼鋪裝層應(yīng)有相融性，二者之間的粘結(jié)力不低于瀝青混凝土鋪裝層與混凝土橋面板之間的粘結(jié)力，且能有效地避免車輛制動(dòng)產(chǎn)生的涌動(dòng)和引起的鋪裝開裂。

（5）防水粘結(jié)材料由纖維增強(qiáng)防水涂料組成。

（6）防水涂層對(duì)砼橋面板亦應(yīng)具有良好的粘結(jié)性，以保證瀝青鋪裝層粘結(jié)力的需要，并在粗糙橋面板上具有良好的密貼性。防水層粘結(jié)后不得夾有空氣層或空鼓現(xiàn)象。

4.2 防水層材料檢測(cè)要求及檢測(cè)結(jié)果

4.2.1 AWP-2000F纖維增強(qiáng)橋面粘結(jié)防水涂料技術(shù)指標(biāo)（見表2）

4.2．2 纖維材料技術(shù)指標(biāo)(見表3)

4．3 施工機(jī)械及設(shè)備（見表4）

4.4 主要儀器設(shè)備

霧封層的施工過(guò)程中，需要大量的檢測(cè)數(shù)據(jù)，該工程主要配備了表5所列的儀器設(shè)備。

4.5 施工技術(shù)要求

4.5.1清理基面

基底處理采用拋丸清理工藝清除橋面水泥浮漿、鋼筋等尖銳突出物；污染沉積物（灰塵、污物、柴油/汽油濺污物等）；表層隆起山脊現(xiàn)象及凹陷處（如腳印等）等現(xiàn)象。

表2 原材料技術(shù)檢測(cè)結(jié)果匯總表

表3 纖維材料技術(shù)指標(biāo)一覽表

表4 主要施工機(jī)械配備表

表5 主要實(shí)驗(yàn)儀器配置表

基面清理的施工技術(shù)要求：

（1）基層必須干凈。交驗(yàn)后基面應(yīng)無(wú)油污、無(wú)灰塵、無(wú)暴牙、無(wú)雜物。

（2）基層必須平整。符合設(shè)計(jì)要求，基面上不能有鋼筋等尖稅突出物，以確保基面的整體平整度。

（3）基層表面要基本干燥，含水率不大于15%，不得有積水。

（4）基層必須牢固結(jié)實(shí)。

（5）防撞墻嵌縫槽，必須將縫中浮漿、塵土、雜物，徹底清理干凈，用壓縮空氣吹清。為保證人行道下縱邊縫和防撞墻相交陰角防水層密貼，應(yīng)提前施工處理。對(duì)直線橋兩側(cè)泄水孔或曲線橋內(nèi)側(cè)泄水孔附近，打磨設(shè)備無(wú)法清理到位處，逐一對(duì)泄水孔前后1 m范圍內(nèi)（寬度5～10 cm）進(jìn)行人工或機(jī)械鑿平，保證泄水孔正常排除層間或水泥混凝土與下面層層間水。

4.5.2 噴灑纖維增強(qiáng)防水涂料

（1）橋面防水涂料施工必須采用性能較好的專業(yè)防水涂料噴涂車輛，并且霧化程度高，噴涂面須均勻。

（2）防水層應(yīng)做三遍噴涂，其中第二層為纖維增強(qiáng)層噴涂，其余二層為單獨(dú)涂料噴涂，這樣能夠很好地保證防水涂膜均勻、平整、無(wú)夾層現(xiàn)象。

（3）底涂（第一遍）。橋面清理干凈后噴涂第一遍涂料，以保證涂料能滲入混凝土基面毛細(xì)孔，使其具有足夠大強(qiáng)度的粘結(jié)力。

（4）噴涂第二遍涂料，要待底涂實(shí)干（約4 h）后，才能噴涂第二遍涂料，以防止起鼓。噴涂必須均勻，在橋面不能有涂料堆積現(xiàn)象，也不能漏噴。機(jī)械噴涂時(shí)要配合人工滾涂人員共同進(jìn)行。噴涂時(shí)用特制噴涂設(shè)備同時(shí)把纖維均勻的噴射在噴槍的出料口，使得纖維和涂料均勻混合在一起，用量大約為100～150 g/m2。

（5）第二涂實(shí)干（4h）后進(jìn)行面涂（第三遍）。 最后一次噴涂時(shí)，仔細(xì)檢查有無(wú)參差或漏噴處并同時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。最后確保整個(gè)基面無(wú)漏噴、起鼓處，防水涂膜厚度約在1.0～1.2 mm。

（6）噴涂施工時(shí)要注意防止污染，防撞欄處要有擋板遮擋。防水涂膜必須涂刷防撞墻與橋面接觸里面處向上5 cm，以保證因橋面板與防撞墻兩次澆注而形成接縫滲漏。同時(shí)檢查橋面防水涂膜，發(fā)現(xiàn)個(gè)別不均勻或被破壞地方，及時(shí)修補(bǔ)。

4.6 施工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

參照交通部《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG F80/1-2004)（2005-01-01實(shí)施）中表8.12.1的有關(guān)規(guī)定（見表6）。

表6 防水層實(shí)測(cè)項(xiàng)目一覽表

粘結(jié)和抗剪強(qiáng)度檢測(cè)：檢測(cè)時(shí)表面溫度22℃，檢測(cè)結(jié)果（見表7所列）。

表7 檢測(cè)結(jié)果一覽表

5 存在問題和建議

（1）建議在噴涂過(guò)程中噴涂操作員應(yīng)保持一定速度，避免部分地方出現(xiàn)少噴和成膜不完整地方。

（2）在二涂噴涂中使用兩臺(tái)涂料和纖維一體機(jī)能滿足要求，建議纖維切割長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)；噴涂中不宜把操作桿抬得過(guò)高，防止纖維噴涂不均勻，出現(xiàn)扎堆。

（3）由于施工質(zhì)量和進(jìn)度受施工機(jī)械好壞影響較大，建議加強(qiáng)施工設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)工作。

[1]JTGF80/1-2004，公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]JC/T975-2005，道橋用防水涂料[S].

[3]CJJ139-2010，城市橋梁橋面防水工程技術(shù)規(guī)程[S].