钢桥面铺装系统防排水技术探讨.pdf

道路与桥梁防水 钢 桥 面 铺 装 系统 防 排 水 技 术 探 讨 赵 国云 ，一 ， 闫东波 1 ,2 ( 1 重庆鹏方路面工程技术研究院有限公司， 重庆 4 0 0 0 5 4 ； 2 重庆市桥面铺装工程研究中心， 重庆 4 3 0 0 7 0 ) 摘要 ： 从桥 面排水、 防水粘结层和铺装层三个方面对钢桥 面铺装防排 水设计与施工进行 了探讨 ， 指 出防水粘 结层不应过 分降低铺装结构的路用性能， 同时能适应钢桥的交通条件和所处的气候环境； 铺装层混凝土除应选择孔隙率较低的铺 装混凝土之外 ， 还应注意铺装接缝的设计 。 关键词 ： 钢桥 ； 排水 ； 防水粘结层 ； 铺装 系统 文章编号 ： 1 0 0 7 4 9 7 X ( 2 0 1 3 ) 一 0 5 0 0 3 6 0 5 中图分类号 ： U 4 4 3 3 3 ； T U 7 6 1 1 1 文献标识码 ： A Di s c u s s i o n o n W a t e r pr o o fing a n d Dr a i na g e Te c hn o l o g y o f St e e l Br i dg e De c k Pa v e me n t Zh a o Gu o y u n， Ya n Do n g b o ( 1 C h o n g q i n g P e n g f a n g P a v e me n t E n g i n e e ri n g R e s e a r c h I n s t i t u t e ， C h o n g q i n g 4 0 0 0 5 4 ， C h i n a ； 2 C h o n g q i n g B r i d g e De c k P a v e me n t E n g i n e e ri n g Re s e a r c h C e n t e r ， C h o n g q i n g 4 3 0 0 7 0 ， Ch i n a ) Ab s t r a c t ：De s i g n a n d c o n s t r u c t i o n o f w a t e r p r o o fi n g a n d d r a i n a g e t e c h n o l o g y o f s t e e l b ilg e d e c k p a v e me n t i s d i s c u s s e d f r o m t h e p e r s p e c t i v e o f b ri d g e d e c k d r a i n a g e ，w a t e rpr o o fi n g b o n d i n g l a y e r ，a n d p a v e me n t l a y e r I t p o i n t s o u t t h a t wa t e rpr o o fi n g b o n d i n g l a y e r s h o u l d n o t d e g r a d e t h e p e rf o r ma n c e o f t h e p a v e me n t a n d s h o u l d a d a p t t h e t r a f fi c c o n d i t i o n a n d c l i ma t i c e n v i r o n me n t o f t h e b ri d g e Th e p o r o s i t y o f t h e p a v e me n t c o n c r e t e s h o u l d b e l o w a n d a t t e n t i o n s h o u l d b e p a i d t o t h e d e s i g n o f t h e j o i n t s o f t h e p a v e me n t Ke y wo r d s ：s t e e l b ri d g e ； d r a i n a g e ； wa t e rpr o o fi n g b o n d i n g l a y e r ； p a v e me n t 水分浸入，不仅造成桥面钢板和重要部件锈蚀 ， 桥梁结构承载能力降低， 而且会侵蚀铺装层与钢板的 连接界面 ， 降低粘结能力 ， 导致铺装脱层破坏。 根据有 关试验 ， 湿润状态下的桥面铺装破坏速率是干燥状态 下的 5 0 3 0 0倍 。因此 ， 钢桥面防排水 系统是保证桥 梁铺装和桥梁结构耐久性的关键措施之一。 1 钢桥桥面排水技术 1 1 桥面钢板焊缝突起影响排水 钢桥面板一般要求平顺并有一定的排水坡度。 如 果钢板表面存在突起与凹陷 ， 水一旦侵入铺装层底就 收稿 日期 ： 2 0 1 2 1 2 1 7 作者简介 ： 赵国云， 男， 硕士， 工程师， 主要从事路面和桥面铺 装研 究。联 系地址 ： 4 0 0 0 5 4重庆 市巴南 区桥 南村 1 0 # 。 难 以排出 ， 在车辆荷载的长期作用下 ， 铺装层就会 出 现损坏。 桥面钢板一般采用焊接或者栓接 的形式连接在 一 起。 焊接所形成的焊缝经过打磨后， 余高要求在 0 3 m m 。 焊缝余高的规定是基于控制应力集中的目的， 但在绝大多数钢桥上 ， 焊缝的存在实际上使桥面形成 很多的方格形 凹陷( 图 1 ) 。 这些焊缝会降低防水粘结 层( 图 2 ) 的使用质量 ， 降低铺装层局部厚度 ， 从而形 成应力集中， 造成防水粘结层和铺装层的早期破坏。 实际上 ， 钢桥面板 的手孔 、 吊装孑 L ( 图 3 ) 及架设 模具等与钢板的焊接处 ， 经常会形成一定的突起。以 栓接形式连接在一起的钢板 、 螺栓头也通常会突出桥 面钢板 ， 这些突出部分 ， 防水粘结层和铺装层受力比 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 道路与桥梁防水 避免使用较厚的沥青类防水层 ， 我国早期的混凝土桥 面铺装和部分钢桥面铺装拥包现象比较严重 ， 即与此 有关。 2 1 2 我国钢桥桥面防水粘结层 的特点 我国气候和交通条件均比较恶劣 ， 钢桥桥面防水 粘结层失败的案例不少。经过调研， 我国常用钢桥桥 面铺装防水粘结层的主要特点见表 1 。 表 1 我国常用钢桥桥面防水粘结层的特点 特点 防水粘结材料 成膜厚度 感温性 耐高温性 强度 柔韧性 甲基丙烯酸树脂 较厚 高 强 高 高 溶剂粘结剂 较薄 高 较强 低 高 环氧树脂 较薄 低 弱 高 较低 环氧沥青 较薄 较高 较强 较高 较高 环氧树脂和环氧沥青在双层涂布后， 常撒砂增加 粘结层与铺装层的抗剪和抗拉性能， 同时起到保护粘 结层不受沥青混合料高温影响的作用， 它对砂的含水 量和材质要求很高。 而这样的措施可能会存在砂刺穿 防水粘结层 的风险 ， 从而形成过水通道等问题。 溶剂型粘结剂和环氧树脂类防水粘结层用于浇 注式沥青混凝土铺装结构时，由于混合料温度较高， 常在铺装结构 中增加一层沥青胶砂缓冲层 ， 保护防水 粘结层不受高温和施工机械力的影响。 但沥青胶砂本 身也存在耐高温性能不足的问题。 甲基丙烯酸树脂在我 国主要应用于浇注式沥青 混凝土铺装结构中， 甲基丙烯酸树脂通过胶粘剂与铺 装混凝土充分粘结( 图 7 ) ， 可达到优 良的防水和粘结 效果。 不同的防水粘结层各有优缺点 ， 钢桥面铺装应根 据具体条件进行选择( 表 2 ) 。 防水粘结层质量的控制 标准 ， 见表 3 。 2 1 _3 防水粘结层施工要点剖析 1 ) 喷砂除锈 喷砂除锈对于防水粘结层 的施工质量至关重要 。 图 7 英国甲基丙烯酸树脂 E l i mi n a t o r防水粘结体 系 表 2 钢桥面防水粘结层的选择标准 选定条件 主要 区域 桥面防水粘结层选 择标准 交通条件 重交通路线 选择剪切强度、 耐荷性等性能好的防水层。 曲线部分、 车辆运动时产生的剪切力较大 ，宜选用剪 道路线路 坡道 切强度 以及拉拔强度较好 的防水层。 高温地带 夏 季路面温度高 ，应用剪切强度 以及拉 拔 气候条件 强度较好的防水层 。 冬 季路面温度低 ，应用低温时剪切强度 好 寒冷地带 以及延展性较小 、 拉拔强度高的防水层 。 表 3 桥面 防水层的试验种类和指标 试验项 目 温度， 指标 试验 目的 防水性试验 2 3 渗水量 0 2mL以下 防水性能检测 开裂追随性试验 一 1 0 不发生折损 低温耐变形性检测 2 3 拉拔 强 度 在 0 6 N 拉拔试验 m m2 以上 拉拔 强 度 在 1 2 N 粘结性能检测 - 1 0 m m2 以 上 剪切强度在 0 1 5 N 2 3 in m2 以上 位移 1 0m m以上 剪切试验 抗剪性 能检测 剪切 强 度 在 0 8 N 一1 O m m 以上 位移 0 5 n 1 m以上 浸水拉拔试验 2 3 水浸前 的 5 0 以上 抗水 损性能检测 耐盐性试验 2 3 没有异常 耐腐蚀性检测 喷砂除锈一是去除钢板表面锈蚀 ， 增加防水粘结层与 钢板之间的粘结力 ； 二是形成一定 的粗糙度 ， 增加防 水粘结层与钢板之间的抗剪能力。 喷砂除锈后的钢桥 面板表面应达到 G B 8 9 2 3 8 8 涂装前钢材表面锈蚀 等级和除锈等级 s a 2 5的要求，粗糙度的要求必须 达到 5 0 1 0 0 I z m， 见 图 8 。 实际喷砂除锈施工中常见的问题主要有： 局部 死角采用钢刷除锈 。钢刷除锈的缺陷是除锈不净 ， 粗 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 防水系统 道路与桥梁防水 一 面 层 下层 缓冲层 防水层 ( 粘结层 ) 、 防腐层 钢板 图 1 5 德 国钢桥面铺装 防水系统 具有极强的防水能力。 与此相 比， 碾压型沥青混凝土虽然设计孔隙率很 小 ， 但 由于离析和碾压等 问题的影响 ， 成型后 的铺装 层并不均匀 ， 难以起到完全 防水 的作用 ， 柔韧性也不 如浇注式沥青混凝土， 在荷载作用下易产生结构性破 坏 ， 形成过水通道 。 2 2 2 我国钢桥桥面铺装系统的基本情况 目前 ， 我国钢桥面铺装主要采用环氧沥青混凝土 ( E A) 和浇注式沥青混凝土( Ma s t i c A s p h a l t 或者 G u s s A s p h a l t ， 前者为英 国浇注式沥青混凝土 ， 简称 MA， 后 者为德国浇注式沥青混凝土 ， 简称 G A) 。这两种沥青 混凝土都具有较小的孔隙率 ， 浇注式沥青混凝土的孔 隙率接近于 0 。根据前人的研究 ， 沥青混凝土在孔隙 率小于 4 的情况下基本上是不透水的 ( 图 l 6 ) 。因 此 ， 具有较小孔隙率的沥青混凝土铺装层是防水系统 的第一道屏障， 也是防水系统的重要组成部分。 暑 0 呈 辍 1 5 o o 4 o 0 3 0 0 2 0 0 1 o 0 j 低孔隙区 典型孔隙区 j T L I , 率一渗透系数 f 高 孔 隙 区 l=j 国的浇注式沥青混凝土常采用 日本的技术 ， 即在接缝 处设置贴缝条( 图 1 7 ) ， 在沥青混凝土施工时， 靠施工 温度熔化贴缝条 ， 充分填充接缝。 同时， 它还具有一定 的延展能力 ， 起到有效 的防水作用。 图1 7 浇筑式沥青混凝土铺装贴缝条施工 3 结 语 钢桥面铺装系统的使用条件比较苛刻， 桥面铺装 的防排水对保护钢桥构件和铺装层 的使用功能起着 至关重要 的作用。 钢桥面铺装系统的防排水应从排水 系统 、 防水粘结层和铺装层三个角度设计 ， 而防水粘 结层的选择是桥梁防水设计的重 中之重。 防水粘结层 不应过分降低铺装结构的路用性能， 同时能适应钢桥 的交通条件和所处的气候环境。 铺装层混凝土也是钢 桥面铺装防水设计的重要 内容 ， 除应选择孔隙率较低 的铺装混凝土之外 ， 还应注意铺装接缝的设计 。施工 质量控制也是保证桥梁防水性能的重要内容， 包括基 层处理 、 防水粘结层施工 、 铺装混凝土施工等 。 参考文献 ： 1 日本道路桥 面板 防水便 M】 2 0 0 1 2 许永， 赵鸿铎 沥青混凝土路面渗水规律研究l J l_ 城市道桥 与防洪， 2 0 0 5 ( 4 ) ： 1 2 3 1 2 5 3 】 穆详 纯 我 国城市桥 梁桥面防水的发展历程和前景展望l J 1 中国建筑防水， 2 0 1 1 ( 1 6 ) ： 2 6 3 0 4 南京长江第四大桥浇注沥青桥面铺装设计方案 R 】 株式 会社 ， 2 0 0 9 【 5 陈仕周， 赵国云， 闫东波， 等 青草背长江大桥钢箱梁桥面 铺装关键技术研究【 R 重庆： 重庆交通大学， 2 0 0 6 6 1 B i r c h a m N e w t o n ，K i n g S L y n n T h e C o n s t r u c t i o n ( D e s i g n a n d Ma n a g e m e n t )R e g u l a t i o n s 2 0 0 7 M】 U n i t e d K i n g d o m No r f o l k ： C o n s t r u c t i o n s k i l l s ， 2 0 0 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m