维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期（总第９９期） 中国市政工程 ２００２年９月２５日 水泥混凝土桥面防水与沥青铺装层 翟根旺摘岳学军（河南省高远公路养护技术有限公司，新乡４５３００２） 要：为解决目前我国在桥梁防水技术方面存在的问题，作了大量的调查研究，分析了桥面 稀浆封层碎石封层 防水性破坏的原因及提出了适用于建桥工程特点的桥梁防水工艺技术，取得了较好的效果。 关键词：桥面防水Ｗａｔｅｒ—ｐｒｏｏｆｉｎｇ ｏｎ Ｃｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｂｒｉｄｇｅ Ｄｅｃｋ ａｎｄ Ａｓｐｈａｌｔ Ｐａｖｅｍｅｎｔ Ｌａｙｅｒ Ｚｈａｉ Ｇｅｎｗａｎｇ＆Ｙｕｅ Ｘｕｅｊｕｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｎ ｗａｔｅｒ・ｐｒｏｏｆｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅｓ，ａ ｇｒｅａｔ ｄｅａｌ ｏｆ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｉｓ ｍａｄｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｄａｍａｇｉｎｇ ｔｈｅ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｒｅ ａｎａｌｙｓｅｄ，ＳＯ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ－ ｐｒｏｏｆｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｄａｐｔａｂｌｅ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｒｏａｄ ａｎｄ ｂｒｉｄｇｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｓ ａｄｖａｎｃｅｄ ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｇｏｏｄ ｒｅｓｕｌｔｓ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ・ｐｒｏｏｆｉｎｇ ｏｎ ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｃｋ，ｔｈｉｎ ｍｏｒｔａｒ ｓｅａｌｉｎｇ，ｃｒｕｓｈｅｄ ｓｔｏｎｅ ｓｅａｌｉｎｇ． １前言 材料通常表现为软化点过低或软化点过高。软化点 桥面防水工程是对桥梁上部结构防止水侵害， 过低的防水层材料在高温条件下内聚力（强度）下 降，即使有好的粘附性，也会失去粘结力。如果把未 经改良的道路沥青用做桥面防水层，遇高温即形成 保证其正常使用的重要措施。 在我国高等级公路建设发展初期，有关桥面防 水问题还没有引起人们的足够重视，近些年来，由于 桥面防水功能以及铺装层早期破坏问题突出，促使 我们进一步提高这方面的认识。但是由于到目前为 富油滑动层，成为沥青铺装层滑动条件。另有一些 防水层材料软化点过高，通常为化学反应型，其强度 在形成后有不可逆性。这类材料虽然高温稳定性很 好，但是强度形成以后的材料表面光滑而且缺少剩 余化学键力，与沥青混合材料的粘附性很差，因此这 个界面问粘结力也很低，容易产生滑动剥离现象。 ②桥面沥青铺装层下的局部空鼓也是造成铺装 层剥离和滑动的原因。这类问题基本上出于采用防 水卷材与多布涂油进行桥面防水处理的结果。因为 实际上桥面水泥混凝土铺装层的表面相对平整度是 止缺少有关行业技术规范，各地具体做法不尽相同。 有的干脆把屋顶防水技术直接拿来使用，但是因为 桥面与屋顶在受力方面的根本不同，自然收不到应 有的效果，也有的往往单方面强调下封层的防水性 而忽视了沥青混凝土铺装层本身在防水方面的作 用。因而，我们需要通过大量的工程实践进行总结， 在提高认识的基础上找到真正解决问题的、合理的 工艺方法。本篇仅就水泥混凝土桥面防水技术进行 讨论，供业内人士参考。 ２桥面防水工程目前存在的问题 不能够满足防水型材与其１００％结合的。施工中难免 产生“夹气”现象，这些“夹气”空间遇热膨胀，而且在 车辆轮压作用下漂移运动。即使原本粘结良好的地 方也会在“气室”运动中被撕开。所以在许多桥面铺 在桥面防水层和沥青铺装层早期破坏实例特别 是在大量的复修工程中可以发现，造成桥面防水性 破坏的原因基本上可以分为两类； １）沥青混凝土铺装层滑动剥离造成防水功能 破坏 装层的复修工程中都可以看到，采用这类屋顶防水型 材与工艺施工的防水层基本都处于剥离状态。 屋顶防水型材用于桥面防水的危害还在于自身 所形成的无骨料夹层。这个弹性夹层直接影响了上 下结构层应力传递的连续性，使车轮荷载在面层下产 生的问接拉应力破坏面层强度。局部的大应变量加 快了沥青铺装层疲劳破坏进度，所以这种屋顶防水材 ・ ①防水层的材料与上下结构层问的粘结力过 低，造成沥青铺装层在桥面弯拉应力、温度应力、车 轮荷载等多重应力作用下的滑动和剥离。这些防水 ２１ ・ 维普资讯 http://www.cqvip.com 料型材建立的桥面防水层越厚其副作用就越大。 ③桥面铺装层滑动剥离的再一种原因就是防 水层在施工中清理保洁不彻底。水泥混凝土铺装层 表面的浮浆和防水层上面的泥土尘埃都是破坏粘结 力造成沥青铺装层滑动剥离的重要隐患，因此对这 些工作环节要引起足够的重视。 能层，则碎石覆盖率是１００％。 ②橡胶改性乳化沥青稀浆封层是以橡胶改性 沥青为粘结材料的细粒式冷拌沥青混凝土薄层。作 为下置防水功能层，其厚度一般是６～１０ｒａｍ，油石比 可以较表面封层提高两个百分点。这样可以更好的 实现封层密实度和吸收应变特性。因为使用了热稳 ２）在桥面沥青铺装层内部和底部的动水冲刷 造成防水功能破坏 水泥混凝土桥面沥青铺装面层的作用首先在于 对桥面的防护，然后是改善行车舒适性、建立中修再 造条件等。但是由于目前国内碎石加工业缺少统一 标准，沥青混凝土拌合设备难以建立良好的适配条 件，加之沥青混合料倒运以及宽幅摊铺设备自身造 成的离析问题，导致原本应该密实的沥青铺装面层 材料匀质性差，往往剩余孔隙率偏大。这样的弹性 定性较高的改性沥青，无须担心泛油问题。同碎石 封层一样，置于水泥混凝土结构层上的封层前要喷 施透层油。稀浆封层摊铺成形过程中要有水份析出 而使封层存在海绵状剩余孔隙。摊铺层中凝以后， 应该用胶轮压路机进行压实挤密。 ③上述两种工艺技术结合改良沥青的优特性 作为防水功能层所表现出的工程特性为： Ａ．密实不透水，应力吸收作用强； Ｂ．结构层间受力连续性好，无空鼓现象，抗剪 结构层板体，在车轮荷载的往复作用下遇水即随板 体应变形成空隙间强力的“泵吸”“泵压”现象。这种 动水冲刷不仅严重的破坏沥青混凝土面层材料及结 构层间的结合力，而且使下设防水层处于十分恶劣 的条件下。用不了太长时间，即使较好的防水层也 会遭到破坏。因为这种破坏力往往是出人意料的。 强度高； Ｃ．便于大规模机械化作业。 ④在国内一些高速公路重大建设工程中，上述 工艺技术得到了广泛的应用，如：铜川一黄岭高速公 路；合肥一徐州高速公路；合肥一安庆高速公路；京 沪高速公路；石家庄一黄骅高速公路等等。为了 一在一些沥青铺装层桥面上，会发现这样一些“拥包”， 当打开包块发现里面堆积了大量的灰黑色砂泥（沥 青和砂桨）。通过解剖这些包块，可以间接的感知动 水冲刷的力量。 便于读者对工艺技术的了解，分别以铜一黄高速公 路黄堡收费站大桥碎石封层法及上海浦东外环大桥 稀浆封层防水法为例介绍如下： Ａ．ＳＢＲ改性沥青做防水层（碎石封层）： 所以，桥面防水工程，不仅要重视下设防水层， 而沥青铺装层也应该成为桥面防水工程不可忽视的 组成部分。 ＊在洁净、无松散的桥面上均匀喷洒ＳＢＲ改 性乳化沥青以提高防水层与桥面的粘结，用量为 ０．５ｋｇ／ｍ￣油水比３５％。 ，３桥面防水工程推荐优化方案 为了尽快解决桥面防水工程方面存在的问题， 根据高速公路一些桥梁防水工程实例，以及部分养 护复修工程的经验，把防水功能层的工艺技术和设 ＊ＳＢＳ改性沥青利用进口材料，改性剂含量 ４％～６％，其性能指标见表１。 表１ ＳＢＳ改性沥青性能指标 针入度 延度 软化点 溶解度 弹性恢复２５℃ ５（℃） （℃） （％） ２５（％） １０％ ５ｓ （０．１ｍｍ） （ｃｍ） ６０～７０ ≥３０ ≥５５ －≥９９ ≥６５ 置方案推荐如下： １）建议使用橡胶改良沥青碎石封层法和橡胶 改性沥青稀浆封层法作为防水功能层 ①橡胶改良沥青碎石封层即：在清理洁净的结 构层板面上均匀的喷制油膜，可以用热态液体沥青， 也可以用沥青乳液。注意如果是在水泥混凝土材料 结构层上，一定要预先施以少量的透层油，这是形成 ５ｃｍ／ｍｉｎ ＳＢＳ改性沥青用量为２～２．４ｋｇ／ｍ２ ＊石料采用１ ２ｃｍ的单粒径洁净石灰岩，覆 盖率为６ｏ％一７０％。 Ｂ．稀浆封层做桥面防水（浦东外环）： ＊乳液采用ＳＢＲ改性阳离子乳化沥青，其性 能指标见表２。 粘结力的必要条件。然后在油膜上机播单粒径碎 石，由胶轮压路机及时跟进稳压成形。作为下置防 水层的碎石覆盖率是６０％ ７０％。嵌人碎石的作 用是提高层间抗剪强度，同时在上面层铺装时不致 破坏封层油膜。如果以碎石封层做为表面层防水功 ・＊矿料级配采用国际稀浆封层协会（ＩＳＳＡ）推 荐的标准级配，见表３（下转３２页） ２２・ 维普资讯 http://www.cqvip.com 表２软土地基几种工况台基选型及施工要点 序号 基本条件与要求 １．桥长近似挖河涌 宽度 ２．软土层厚一般小 １ 于ｈｍ ３．计算台高小于 ５ｍ 施工要点 事号 基本条件与要求 台基选型 施工要点 １．须架梁后方可台后 对称填透水性较好的 １．桥长近似河涌宽 １薄壁型台 同上１，３ 填料 度，并且河涌宽度 ２双排桩与 ２．台桩施工前必须台 薄壁台 钻孔 ２．台桩施工前根据实 小于２０ｍ （单排桩３ ２＋ 钻孔 后软基处理 软土层厚大于 单排柱 灌注桩 情确定是否台后软基 地基支撑） 灌注桩 ４．建议路桥衔接处沉 处理 ｈｍ 两者比较取 降连续台后结构处理 ３．无须开挖的原土层 ３．计算台高小于 经济方杂 （可参考资料［１］） 尽量不扰动 ５ｍ ．．．台基选型 当台高≤ １．桥长满足河涌两 ５ｍ时用薄 钻 同上１，３ 侧立交及锥坡要求 壁台型 监 孔 ２．当台高≤５ｍ时，同 ２ （一般孔跨＞＝２） 当台高＞ 排 灌 上２； ２．软土层厚小于 ５ｍ时用柱 桩 注 当台高＞５ｍ时，台桩 ４ 施工前必须台后软基 ｈｍ 式台型 桩 处理 １．桥长满足河涌、 当台高≤ 两侧立交及锥坡要 ５ｍ时用薄 求（一般孔跨＞＝ 壁型或柱式 钻 ２）或桥长近似河涌 型 双 孔 宽排 灌 同上 并且河涌宽大 当台高于２０＞ 桩 注 ｍ ５ｍ时用柱 桩 ２．软土层厚小于 式型 ，ｈｍ 注：表２中所列软土厚度ｈ不是个精确值，其实它存在一个波动范围（即不稳定厚度区域），一般在４～６ｍ之问，但要根据地质地理等综合 情况计算确定，设计者在遇到此情况时确定方案要慎重。 ３桥台的设计与施工实施 机械套用，尤其是在软土地区上构筑桥梁，要按实际 情况因地制宜，才能将桥梁设计与施工质量搞好。 上述分析表明设计与施工是统一又矛盾的两个 方面，相辅相成、密切联系，且每个桥梁工地都有其 特殊性。 桥梁施工的顺序是施工经验的积累，不可以轻易改 变，应严格遵循。 参考文献 １杨炜国．关于珠三角河网地带路桥衔接沉降差问题的探析．广州 大学学报（综合版），２００１，１５（１１）：５２～５４。 台基选型及施工要点见表２。 ４结束语 在软基地区的简支梁桥桥台结构设计与施工实 践的经验表明：桥梁建筑本身是千变万化，不可以 （收稿日期：２００２—０４—０７） （上接２２页） 表２ ＳＢＲ改性阳离子乳化沥青性能指标 乳液颗粒电荷 乳液ＰＨ值 蒸发残留物（％） 筛上剩余量（％） 贮存稳定度（５ｄ％） ＋ ７～８ ５５～６ｏ ＜Ｏ．３ ＜５ 水措施，其施工技术同样采用橡胶改良沥青碎石封 层法或稀浆封层法，工艺过程也大致相同。 碎石封层和稀浆封层用于铺装层的表面，其实 也就是把较厚结构层难以实现的密实防水功能分离 出来，通过优质薄层材料建立防水功能层于结构层 表面。而碎石封层和稀浆封层不仅可以防水而且可 以同时建立起具有良好纹理深度的抗滑和耐磨表 残留 ｆ 针人度（０．１ｍｍ） 物性 Ｉ 软化点ｑＣ 质 ｌ 延伸度ｃｍ ６０～８０（２５￣Ｃ ５Ｓ １００ｇ） ４５～５５（环球法） ＞１ｏｏ（２５ｑＣ ５ ｃｎｖ＇ｍｌｎ） 表３矿料级配表 筛孔尺寸 （ｍｍ） １Ｏ ５ ２．５ １．２５ Ｏ．６３ Ｏ．１３５ Ｏ．１５ ０．０７４ 面，其中碎石封层还拥有很好的抗紫外线老化作用。 如果需要追求桥梁铺装与路面铺装表面的一致 性。可以把表面防水功能层移至沥青混凝土铺装层 通过率 （％） １００ ９０～１ｏ０ ６５～９５ ４５～７Ｏ ３０～５Ｏ １８～３Ｏ １Ｏ～２１ ５～１５ 和下面层之间，作为中置防水功能层。例如京一秦 高速公路洋河大桥和陡河大桥就采用了这样的设置 方法。收到了很好的效果。 ４结语 ＊混合料配合比，见表４ 表４混合料配合比 材料名称 组成配比（％） ｌ乳化沥青ｌ 填料 ｌ 骨料 Ｉ 水 ｌ １Ｏ～２ｏ ｌ １～３ Ｉ １００ １ ５～１５ 本文提出了目前我国在桥梁防水技术方面存在 ＊摊铺厚度为６ｍｍ 的问题。同时也推荐了适用于道桥工程特点的桥梁 防水工艺技术。而且提出了关于进一步优化桥梁防 水工程质量的一些建议。关于所推荐的橡胶改性碎 石封层与稀浆封层，需要良好设备和技术支持，采用 前一定要对施工队伍及业绩实力进行深人考察。 （收稿日期：２００１０８—０６—２４） ＊防水层施工后７ｄ做渗水试验，渗水率为０。 ２）建议当桥面沥青铺装层达不到应有防水密 实度的情况下，为了不致造成结构层内动水冲刷破 坏，应该设立表面防水功能层或中置防水功能层。 这种设置已经被实践证明是最具积极意义的桥面防 ・３２・
