1 概述
目前,我国公路建设正在蓬勃发展,与以往相比,桥梁的设计和施工质量都有了很大提高;但由于种种原因,桥梁结构在运营过程中仍受到一些病害损坏,影响着桥梁结构的正常使用。据对已建桥梁结构病害的统计,水是引起其破坏的关键因素。因为钢筋混凝土的负弯矩处及钢筋混凝土桥面板在经受车辆重复荷载的振动、冲击、拉伸、剪切等力学性能的影响,以及由于温度、气候变化引起的混凝土膨胀、收缩后,会产生细微裂缝而引起桥面渗水或漏水,致使钢筋锈断,严重影响着桥梁的耐久性、安全性。尤其是现浇缝和桥面整体化铺装层,虽在设计和施工中采取了多种防裂措施,但总有薄弱环节产生裂缝,导致水侵入混凝土内部。水将路面上的一些污染物质溶解后,渗透入混凝土内部,造成钢筋锈蚀、碱骨料的破坏、氯盐腐蚀等其他耐久性破坏。所以水是桥面破坏的主要原因之一,应从根本上切断水的来源,做好桥面防水处理,以免桥梁遭到过早破坏,延长桥梁的使用寿命。
目前,在建的桥梁大多都做了防水设计。防水设计主要有:桥面铺装做防水混凝土铺装和在桥面上做柔性防水涂层两种,使二者有机结合,发挥特长,取长补短,以杜绝桥面水的渗透危害。因此,做好桥面防水施工是确保桥梁免受水危害侵害的最后一道有效工序。
2 施工关键技术
2. 1 桥面防水水泥混凝土的铺装
为提高桥面铺装水泥混凝土的抗裂性和抗渗性,以抵御水的侵蚀危害,必须从以下几个方面加以控制:
(1) 确定良好的水泥混凝土施工配合比:
①水泥标号不小于42. 5 号;应优先选用硅酸盐类水泥。
②骨料级配应连续,以提高混凝土的致密性。
③粗骨料必须水洗,以消除其中的石粉、泥土;细骨料。须经孔径1cm 的筛网,筛除砂砾及土块。
④水必须为洁净、无污染的水,其p H 值合乎要求。
(2) 掺入外加剂(高效减水剂) :以提高水泥混凝土的施工和易性、可塑性,降低水灰比,减少孔隙率,增加混凝土的密实性,从而最终提高混凝土的抗渗性。
(3) 掺入聚丙烯纤维或钢纤维:掺入纤维后,经均匀拌和,混凝土中的纤维纵横交错,增强了混凝土的内部粘结,起到了"加筋" 的作用,提高了混凝土的韧性和延展性,减少了混凝土的收缩率,减少微细裂缝的发生,有效地增强了混凝土的抗裂性,提高了砼的抗渗性。
(4) 采用防水膨胀混凝土:用膨胀水泥或普通水泥加膨胀剂配制成不透水混凝土。靠材料自身的密实性、防潮性来提高防水性。同时,靠自身的膨胀性补偿混凝土的干缩变形,有效消除混凝土的裂缝。
(5) 严格控制混凝土的拌和,确保匀质性。砼的拌和应采用大型搅拌站(电子配料) 集中拌和,要严格控制好配合比,计量精确。掺入纤维后,要适当增加搅拌时间,以保证水泥混凝土的匀质性、同一材质性。
(6) 缩短混凝土的运输时间和现场入模等待时间,避免因拌和后时间过长丧失混凝土的和易性。 (7) 选择适宜的振捣器,施工中加强振捣,增加混凝土的密实性。
(8) 做好桥面的整平、收面、拉毛工作,以减少混凝土终凝前后的裂缝。
(9) 加强养护,防止出现干缩裂缝。在收面或拉毛后,应及时用潮湿的土工布覆盖,防止表面因日晒、大风引起的干缩裂缝。暂时不能覆盖的地方,应用喷雾器喷洒雾状水对表面进行养护。喷水不宜过多,以免因水浸泡使混凝土表面起皮疏松。完工后的桥面,应不间断洒水养生14d。
(10) 选择合理的施工时间:桥面混凝土铺装时,施工面积大,收面要求严格、时间长,容易受高温烈日、大风等天气影响到施工质量,故应合理安排施工时间,尽量选择在夜间或阴天、无风天气施工,以减免表面裂缝的发生。
2. 2 桥面柔性防水涂层的施工
虽然桥面水泥混凝土铺装在施工中严格控制了工艺,增加了抗渗性能,但由于水泥混凝土的透湿量比较大,仍会有少量水渗透到混凝土的内部,为避免此种现象,需要在桥面板上面做柔性防水涂层,以完全隔绝水的少量渗透。防水涂层类型有涂料防水层、卷材防水层两种。目前,公路桥梁防水涂层主要采用柔性防水涂层。各层防水涂料之间可放置玻纤布、麻布或无纺增强布以形成一种增强涂料防水层。
柔性防水层介于沥青面层和桥面板之间,它一方面封闭桥面表面,隔绝路面水的下渗,另一方面,它还有粘层作用(相当于粘层沥青) ,把沥青面层和桥面板牢固的粘结为一体。
柔性防水涂层应具有的特性:在桥面沥青混凝土施工中具有耐高温180 ℃不流淌;低温- 20 ℃不脆裂,抗碾压、抗剪能力强,与水泥面板和沥青面层粘结牢固。其技术指标如表1 所示。
(1) 喷涂前桥面板基面的准备工作:
①桥面板表面必须平整、坚实、无浮浆,必要时,应用铣刨机铣毛,以利涂层更好的与桥面板结合。
②局部尖锐突出物(钢筋头、骨料) 及结硬杂物,必须仔细清除,打磨平整,并将清理面吹除干净。
③桥面板必须干燥、洁净,无油污、浮尘。
④桥面板的微小裂缝、孔洞须在喷涂前用1 号底层料灌缝填补,以封闭孔隙。
⑤桥面特殊部位、泄水口、伸缩缝、护栏两侧根部需做特殊处理。桥面泄水管外露部分及护栏座内侧采用人工涂刷防水粘结层。涂刷须均匀,高度不得超出桥面待铺沥青面层的厚度,以免污染护栏。泄水孔的内外壁清除干净后,仔细涂刷隐蔽部位,且涂刷均匀。
(2) 桥面防水层喷涂:
①将涂料桶放倒滚动摇匀,或搅拌均匀,使之无沉淀物,然后启动喷涂设备,从桥面的一端开始,用1 号底层料喷涂第一层防水涂料。1 号底层涂料具有良好的渗透性和粘结性,能有效堵塞桥面的毛细裂缝和毛细孔。
②第一层实干后,再用1 号高粘度涂料喷涂第二层. 喷涂前,须先用森林灭火器吹除第一层涂层上的浮尘。
③第二层涂料实干结膜后,再用2 号面料依如上1法喷涂第三层。实干后的" 三涂" 防水层平均厚度应在0. 4～0. 5mm 之间。
(3) 喷涂质量要求及注意事项:
①每层喷涂必须均匀,涂料防水层中如夹有玻纤布等夹层时,应在涂刷第一遍涂料后,逐条紧贴玻纤布并扫平、压紧,使胶结料吃透布面。在表面不流淌、无堆积、皱褶、鼓泡、滑移、破损、油埂、翘边等现象,喷涂颜色应均匀一致,不得有深有浅。②喷涂前,必须严格按工艺要求对施工面进行清洁,并保证喷涂时施工面处于干燥状态。
③每次喷涂时,须将两侧护栏用塑料布覆盖,防止污染。
④防水涂层未实干固化前,任何人员、机械车辆均不得在其上通行。防水层养护结束后、桥面沥青铺装前,行驶车辆不得在其上急转弯或紧急制动,以免搓伤防水层。
⑤气温5 ℃以下及雨雾天气,五级大风以上天气均不得进行喷涂施工;夜间潮露时亦不得施工。预计防水层硬化前有大雨时,亦不得施工。
3 结论
桥面防水施工是保护混凝土梁体免受外界水害侵蚀的最后一道屏障。在工程施工中,不仅要在水泥混凝土桥面铺装中采取措施,如掺加减水剂、掺入聚丙烯或钢纤维,以提高混凝土的致密性、抗渗性和抗裂性,有效阻止水的渗透。还需要在桥面板上面做柔性防水涂层,隔绝路面水的渗透,保护梁体结构不被水侵蚀。通过这两者的有效结合,最终克服水的危害,保证了梁体结构的耐久性、安全性,延长桥梁的使用寿命以发挥最大的社会经济效益。