顏佳富

（中交一公局國際部中非公司）

橋面鋪裝體系防水粘結層的性能影響分析

顏佳富

（中交一公局國際部中非公司）

1 前言

橋梁結構是山區(qū)公路設施的重要組成部分，而橋面鋪筑作為橋梁功能性要求的實現(xiàn)，越來越受到重視。橋面的瀝青鋪裝層不僅需要提高良好的舒適性，同時還有抵抗荷載沖擊、參與橋梁受力的性能。而在其中，將瀝青鋪裝層與水泥橋面相粘結，對瀝青鋪裝層功能性要求和結構性要求的實現(xiàn)具有重要的意義。因此，目前通常在瀝青鋪裝層和橋面之間設置粘結層，該層不僅起到粘結的作用，還應具有對橋面板的防水功能，以免水分通過瀝青鋪裝層滲入到橋面與瀝青鋪裝層的界面處，造成橋梁結構的腐蝕破壞。

目前國內(nèi)尚無有關防水粘結層設計、驗證方面的規(guī)范要求，在防水粘結層的使用上，多為經(jīng)驗積累，這就導致橋面防水粘結層在性能和質量難以控制，基于此，本文重點對橋面鋪裝體系的防水粘結層進行考察，并通過對防水粘結層的抗剪性能和粘結性能進行研究分析。

2 試驗材料及試驗方法

本文針對項目的工程需要，選用的瀝青鋪裝層混合料為SBS改性瀝青AC-13，該混合料所以的集料為石灰?guī)r，采用的瀝青為5%的SBS改性瀝青，所用的礦粉為干燥、潔凈。水泥混凝土面板選用的水泥類型為標號42.5的普通硅酸鹽水泥，集料與瀝青混合料的集料所用的材料相同。所以的原材料均符合現(xiàn)行規(guī)范的技術性能要求。

本文根據(jù)國內(nèi)常用的防水粘結材料來，選取了涂料纖維、SBS碎石封層兩種不同的粘結層為研究對象。所用的涂料纖維的技術性能如下表所示。

防水粘結層的試驗評價方法主要有抗剪切試驗及拉拔試驗，以電動剪切儀對防水粘結層進行剪切試驗以對其抗剪強度進行分析，通過拉拔儀對防水粘結層的粘結性能進行分析。本次試驗在試驗室進行。

3 試驗結果

3.1 剪切試驗

影響防水粘結層剪切性能的原因很多，主要包括防水粘結材料本身、交通荷載情況及外界環(huán)境影響。而其中這些原因里面又存在很多的子影響因素，本文在研究分析時，很難將全部的影響因素都進行考慮，因此只考慮粘結層用量、溫度對防水粘結層剪切強度的影響。

圖1 用量與剪切強度

圖1 用量與剪切強度

從圖1可知，兩種防水粘結層的用量對其剪切強度有著很大的影響關系，基本上隨著用量的增多，其剪切強度越好。但其用量存在明顯的峰值，對于涂料纖維，其最佳的用量為1.5kg/m2，而對于碎石封層，其最佳的用量為1.05kg/m2。即防水粘結材料的用量并非越多越好，當其用量超過一定的量時，隨著用量的持續(xù)增多，其剪切強度呈現(xiàn)出降低的趨勢。當用量過少時，防水粘結層難以有效的在試件的表面形成連續(xù)均勻的薄膜，這就影響了其粘結性，當用量稍微增加時，試件表面的有效用薄膜增加，使得試件之間的粘結性能變好。而當用量再增大時，薄膜的厚度偏大，試件之間的摩擦力降低。

溫度可以影響防水粘結材料的流動性和粘結性，從試驗結果可知，隨著溫度的升高，兩種防水粘結材料的剪切強度均降低。這也可以解釋在夏季高溫時，橋面鋪裝層極易出現(xiàn)病害，這一方面是由于高溫時，瀝青鋪裝層易產(chǎn)生病害，另外很大的原因是由于高溫季節(jié)的防水粘結層材料的抗剪性能降低，按照我國的現(xiàn)行規(guī)范要求，防水粘結層的在60℃時的剪切強度不應小于0.3MPa，從本次試驗的結果可知，雖然溫度升高后，兩種防水粘結材料的剪切性能均降低，但仍能達到現(xiàn)行規(guī)范的要求。

3.2 拉拔試驗

由于橋梁存在著撓度變形，且瀝青混凝土鋪裝層和水泥橋梁體的力學傳遞不同，其動力響應也不相同，因此荷載作用下兩者存在著不同步的變形，如果防水粘結層和上下層之間的粘結效果不好，瀝青混凝土鋪裝層就易于水泥混凝土面板脫離，從而造成瀝青路面鋪裝層的推移剝落?；诖?，本文通過拉拔試驗對防水粘結層的粘結強度進行評價，試驗時考慮了試驗溫度對拉拔試驗的影響結果，并分析了剪切強度與拉拔強度的關系。試驗結果圖如所示。

從試驗結果可知，溫度對防水粘結材料的粘結性能比較顯著，當其溫度為20℃時，涂料纖維的粘結強度為0.55 MPa左右，當溫度升高到60℃時，其粘結強度降低到0.3MPa，強度降低了約50%。而對于碎石封層，其25℃的粘結強度為0.5MPa，當其溫度升高到60℃時，其粘結強度僅為0.17 MPa左右，強度降低的幅度超過了50%。這也說明，對于兩種防水粘結層材料，SBS碎石封層對溫度較為敏感。

本文同時考察剪切強度與拉拔強度的關系，從圖4可知，剪切強度的變化規(guī)律與拉拔強度的規(guī)律相似，且涂料纖維的兩種強度均優(yōu)于碎石封層的兩種強度。

3.3 滲水試驗

對橋面的防水粘結層，其又可能從單純的試驗上具有良好的防水效果，但在上面攤鋪瀝青混凝土鋪裝層后，由于集料的顆粒棱角會導致防水膜的破壞，且高溫的集料顆粒也可能導致防水粘結層的破壞，從而使得防水粘結層的效果失效。因此對防水層的要求是其在經(jīng)受施工損傷后的不透水性。本次在試驗室利用材料滲透儀對防水粘結層材料的不透水性進行了驗證，

本文通過試驗，調整不同的水壓力，研究不同時間時的滲水現(xiàn)象。對于涂料纖維，在水壓力為0.1MPa和0.2MPa時，在30min時沒有滲水現(xiàn)象的出現(xiàn)及應力衰減。但在水壓力為0.3MPa時，在5min時即出現(xiàn)了滲水現(xiàn)象，在20min時即產(chǎn)生了較為嚴重的滲水現(xiàn)象。對于SBS碎石封層，在水壓力為0.1MPa、0.2MPa和0.3MPa時沒有滲水的出現(xiàn)及明顯的應力衰減，但在水壓力為0.4MPa時，在保持壓力8min 時即出現(xiàn)了滲水現(xiàn)象，在15min 時開始嚴重滲水。

試驗結果表明，涂料纖維的防水性能較SBS碎石封層的防水性能差，這是由于涂料纖維僅是一層膜， 其厚度較薄，同時也缺少骨架集料，無法承受荷載應力。而SBS碎石封中的改性瀝青用量和防水膜的厚度較大，其強度也較好，能夠承受動水壓力，具有良好的抗施工損傷能力及不透水性能。

4 結論

為了對橋面鋪裝體系中的防水粘結層效果進行考察分析，本文選取了兩種常用的防水粘結層材料涂料纖維及SBS碎石封層，在試驗室內(nèi)部對其性能指標進行考察分析，通過所選的防水粘結層材料性能的比較，得出兩種防水粘結層材料的抗剪性能，拉拔性能，本文主要得出的結論如下：

對兩種防水粘結層材料的抗剪性能進行研究, 兩種防水粘結層的用量對其剪切強度有著很大的影響關系，基本上。但其用量存在明顯的峰值。隨著溫度的升高，兩種防水粘結材料的剪切強度均降低。

對兩種防水粘結層材料的拉拔性能進行了試驗驗證,發(fā)現(xiàn)溫度對其粘結性能影響效果,SBS碎石封層對溫度較為敏感,且剪切強度與拉拔強度存在相似的變化規(guī)律。