水泥混凝土桥梁的防水黏结层性能与铺装层结构组合设计研究

尚峰利

（河北路桥集团有限公司，河北 石家庄050011）

随着公路等级的提高，桥梁涵洞等公路构造物所占比重越来越大，而对桥面质量的要求较高，合理的桥面结构设计、高性能的施工设备以及完善的施工工艺会使桥面铺装层的质量达到相应的指标，使行车舒适性得到大大改善。

一般来讲，对于铺装结构层为两层的铺装体系，表层主要承担铺装的表面行驶功能，其下部结构将承担铺装的防水隔离功能，这部分结构一般称之为防水体系。可以看出，铺装防水体系的防水功能可由铺装底层和防水层共同承担，也可由铺装底层或防水层单独承受，这主要取决于桥梁结构对桥面铺装的防水功能要求的程度。防水体系由相互协调一致，相互匹配的防水层（黏结层、缓冲层）和保护层组成，桥面防水黏结层的质量直接影响桥面结构的耐久性。

本文着重分析了水泥混凝土桥梁不同防水黏结层的黏结强度和适用条件，不同条件下防水黏结层的选用，不同等级公路铺装结构的厚度和推荐结构进行了研究。

1 水泥混凝土桥梁的防水黏结层性能

防水层为桥面板提供了一个止湿气的无渗透性屏障；黏结层将铺装层与桥面板黏结成一个整体，充分发挥铺装层与桥面板的复合作用，改善桥面板与铺装层的受力情况，两者相辅相成，它们的正常工作是防止钢筋腐蚀，尤其是剪切破坏的关键。

针对上述性能要求，笔者针对高掺量SBS防水黏结层材料、环氧沥青防水黏结层材料、高黏沥青防水黏结层材料进行了室内试验研究，试验结果表明，高掺量SBS防水黏结层材料在常温下具有较好的黏结强度，但在高温时，其强度下降较快，如表1所示。因此该材料仅适用于温度不太高的地区。

表1 防黏材料不同用量下的剪切强度值

而环氧沥青具有较高的黏结强度，如表2 所示，但由于其成本较高，通常主要应用于高温、重载及大纵坡路段。

表2 环氧沥青拉伸试验结果

为进一步提高防水黏结层性能，笔者分别利用八种不同添加剂制备了高黏沥青，通过对其基本性能的优选，确定了适用于桥面铺装的高黏沥青材料，该材料具有良好的柔韧性。

利用该添加剂制备的高黏沥青防水黏结层材料，其黏结强度明显高于普通的改性沥青材料，如表3所示。

表3 防水黏结层拉拔试验（25℃）结果

旋转剪切仪和界面综合分析仪可更有效地测试界面黏结强度，弥补我国现有层间黏结强度测试上的不足。表4为利用综合分析仪测得的界面黏结状态综合测试结果。

表4 界面黏结状态综合测试结果

可以看出，利用综合分析仪不仅可以测试界面防水黏结层的强度，同时可以测试出界面的摩擦角，这有利于更深入分析实际黏结状态。

2 水泥混凝土桥面超薄铺装层结构组合设计研究

通过理论分析、室内试验研究和现场调查，可以确定适用于不同工况的桥面薄层及超薄铺装结构组合。

对防水黏结层选用的建议如表5所示。

表5 防水黏结层的选用

防水黏结层施工后，应撒布4.75～9.5mm粒径的碎石，以保护防水黏结层，避免施工车辆对防水黏结层造成破坏。

综合现行规范的规定和相关计算结果，对于高速公路一级上水泥混凝土桥面铺装的结构作如下界定（见表6）。

表6 铺装结构厚度

对于高速公路和一级，推荐采用如表7所示的铺装结构。

表7 高速公路、一级公路薄层铺装推荐结构

对于二级及以下公路，推荐采用如表8所示的铺装结构。

表8 二级及以下公路薄层铺装推荐结构

表8（续）

3 结语

水泥混凝土桥面防水黏结层是桥面铺装结构的一个关键组成部分，研究与设置科学合理的桥面防水黏结层是保障与提高桥梁使用寿命的有效措施之一。在实际的应用当中一定要做到对材料进行严格的检测以及对施工质量的控制。当今，欧美许多国家在水泥混凝土桥面防水黏结层方面的研究已非常全面、深入与系统化，但是我国目前仍处于起步阶段，相关体系还十分不完善，有待于进一步的研究与实践。

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