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　　影響橋梁耐久性的第一位因素是鋼筋銹蝕，而鋼筋銹蝕主要源于混凝土保護(hù)層炭化和氯化物侵蝕，這兩種腐蝕現(xiàn)象又都是以水為載體進(jìn)行的。不僅如此，對于混凝土的凍融循環(huán)、減—集料反應(yīng)等破壞現(xiàn)象，水也是最主要原因之一。可見，橋梁防水對橋梁耐久性的影響至關(guān)重要。應(yīng)該說，橋梁防水是橋梁結(jié)構(gòu)防腐的第一道屏障，有了防水屏障，就會“御敵于國門之外”，從而大大提高橋梁的耐久性，同時也符合“預(yù)防性養(yǎng)護(hù)”的指導(dǎo)思想。因此，橋梁防水意義重大且深遠(yuǎn)，在研究、設(shè)計(jì)、施工與管養(yǎng)等諸環(huán)節(jié)中，應(yīng)務(wù)必給予高度重視。 

橋一、橋梁防水現(xiàn)狀與對策 


1、現(xiàn)狀 


　　近幾年，橋梁防水作為橋梁耐久性的一個主要環(huán)節(jié)，開始被逐漸重視起來。然而，大多數(shù)也僅涉及橋面防水，即橋面防水層的研究、設(shè)計(jì)與施工。 


　　設(shè)置橋面防水層的主要目的是從根本上切斷水與混凝土結(jié)構(gòu)的接觸通路（確切講，應(yīng)該稱“隔水層”），保護(hù)橋面混凝土和主梁混凝土等橋梁上部結(jié)構(gòu)，免受水的侵害，從而提高上部結(jié)構(gòu)的耐久性。 


　　歐美發(fā)達(dá)國家從二十世紀(jì)前半葉開始就一直比較重視橋面防水技術(shù)、材料及性能的研究。相對而言，我國在混凝土橋面防水方面的研究幾乎是空白，除了北京、天津等地，大部分地區(qū)還處于起步階段。其防水材料、性能檢測與施工工藝等主要延用房建工程防水，尚未形成一套適用的橋面防水技術(shù)。這就使得防水材料、工藝、性能及試驗(yàn)手段等諸方面處于市場混亂階段。即使設(shè)置防水層的橋面鋪裝，也出現(xiàn)了不少的問題。如：防水層與面層和橋面的粘結(jié)強(qiáng)度不足而出現(xiàn)早期破壞；防水材料本身質(zhì)量不過關(guān)而失去防水作用；由于防水層的自身厚度與可壓縮性，致使橋面板與上面的鋪裝層形成“兩張皮”，對鋪裝層承受車輛荷載極為不利，往往新橋使用不久，即發(fā)生鋪裝層大面積破壞（這也可能是橋面較之路面易出現(xiàn)松散病害的原因之一）。 


　　目前，橋面防水層所用材料無論是瀝青基、高分子基，還是水泥基，均以防水薄膜形式形成“薄膜式”隔水層。其最重要性能是“不透水性能”，其性能的喪失是出現(xiàn)病害的關(guān)鍵所在，而決定“薄膜式”防水層不透水性能的主要因素有兩個：粘結(jié)力和破損狀況。 


2、對策 


　　單就橋面防水而言，防水材料的種類和質(zhì)量是從根本上解決防水問題的關(guān)鍵所在，因此，在吸收和總結(jié)國內(nèi)國外先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研制適用的新型橋面防水材料，并盡快建立起橋面防水層的設(shè)計(jì)、施工與檢測等環(huán)節(jié)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，是提高橋梁防水性能的出路，而尤其以新材料的研究為突破口。 


作為橋面防水層的鋪裝料，應(yīng)必須滿足以下條件： 


①、良好的抗?jié)B性（不透水性能）； 


②、與水泥混凝土橋面和瀝青面層有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度； 


③、面層碾壓后，有良好的無破損性； 


④、良好的耐高低溫性能； 


⑤、對橋面狀況的良好適應(yīng)性； 


⑥、能較好抵御橋面裂縫的影響； 


⑦、材料壽命應(yīng)不低于面層壽命； 


⑧、良好的邊緣密封性； 


⑨、施工簡捷、環(huán)保。 


二、 整體性防水 


　　橋梁所處的特定環(huán)境和其特殊用途，決定了其防水應(yīng)該是一個整體性、系統(tǒng)化的概念，而橋面防水只是一個主要部分。如果忽視其防水整體性的特點(diǎn)，我們?nèi)耘f無法作好橋梁防水的文章，橋梁耐久性概念就不完整。這里有幾個例子。 

　　在空心板封頭處，由于混凝土開裂、厚度過薄等原因，水總是會由伸縮縫等部位沿著封頭的微小裂縫逐漸進(jìn)入空心板內(nèi)部，并且進(jìn)入內(nèi)部的水很難排除來。這樣，就直接對梁體造成侵害，不僅化學(xué)侵害開展起來，且低溫結(jié)冰也會造成較大影響。因此空心板封頭防水也是薄弱環(huán)節(jié)。 

　　在絞縫處，由于施工空間小、工作量小，往往重視不夠，施工工藝和材料很少嚴(yán)格把握。因此許多橋梁在使用早期就出現(xiàn)絞縫滲水的嚴(yán)重情況。我們知道，絞縫是橋面板之間橫向聯(lián)結(jié)的重要部件，其承受很大的剪力，作用在于增強(qiáng)橋面板受力的橫向分布和橋面整體性，一旦受到水侵害，強(qiáng)度降低甚至損害，就會出現(xiàn)單板受力。 

　　調(diào)查發(fā)現(xiàn)，邊板的滲水情況往往比中板嚴(yán)重。原因可能在于，由于橋面混凝土的平整度控制不好，以及防撞護(hù)欄支座的阻擋，橋面水容易在橋面兩側(cè)低洼處滯留。而邊緣防水又往往是薄弱之處，極易對邊板造成滲水侵害。 

　　對邊梁和邊板（包括翼板）的外緣面，由于直接暴露在外和長期受到雨水、鹽水等嚴(yán)重淋浸，絕大部分會在淋水、微縫、炭化、鹽污染的交替侵害環(huán)境中，較之中梁中板，極易出現(xiàn)開裂、暴筋、剝落、銹蝕等嚴(yán)重現(xiàn)象。在舊橋調(diào)查中，這是比較普遍的現(xiàn)象。因此邊梁邊板所處的防水不利因素、地位以及解決方法應(yīng)該值得研究。 

三、 浸透型一體化橋梁防水 


1、防水方式 


　　前文提到，目前傳統(tǒng)的橋面防水材料基本屬于“薄膜式”防水方式，在水泥橋面與瀝青路面鋪裝之間形成一層隔水層。這種防水方式和材料存在其固有的缺陷：①、需要有足夠的與上下層的粘結(jié)強(qiáng)度，但隨時間推移、材料老化，其粘結(jié)強(qiáng)度會下降、甚至喪失；②、材料壽命與使用壽命較低，一般僅幾年；③、對水泥橋面狀況（如平整度、坡度、干凈程度等）的適應(yīng)性較差；④、高溫瀝青路面鋪筑、碾壓，會造成一定的影響，甚至損壞；⑤、對施工技術(shù)與工藝要求嚴(yán)格且不易掌握；⑥、生產(chǎn)、貯存與施工均存在環(huán)保問題；⑦、橋面邊緣密封防水始終是一個難題；⑧、在水泥橋面與瀝青路面之間存在這樣一層“軟”隔離層，易導(dǎo)致“兩張皮”現(xiàn)象。 


　　這種傳統(tǒng)的“薄膜式”防水技術(shù)，通常是從房建工程防水中引用過來的。眾知，橋面防水有其特殊性，與房建工程相比有著很大區(qū)別，因此這種“引用”就必須進(jìn)行深入的研究、改進(jìn)和完善，才能較好地適應(yīng)于橋梁工程防水。這里就橋面防水的特殊性作以分析：①、橋梁的使用年限一般比房建要長；②、橋梁所處的工作環(huán)境與溫度比房建要惡劣；③、作用荷載不同，房建為靜載，而橋梁多為動載，且工作變形較大；④、維修條件不同，橋梁維修會對社會交通造成較大的干擾。 


　　針對上述“薄膜式”防水方式的缺點(diǎn)，本文提出一種新的橋梁防水方式—— “非膜式”防水方式——防水材料浸透到混凝土內(nèi)部，不形成涂膜，增強(qiáng)了混凝土結(jié)構(gòu)自身的防水性能、形成“結(jié)構(gòu)防水一體化系統(tǒng)”。 


　　這種“非膜式”防水方式的實(shí)現(xiàn)首先需要一種新的防水材料的支持，即“非膜式浸透型防水液”，它既能解決橋面防水問題，又能解決諸如梁體封頭、伸縮封、梁體、翼板、防撞護(hù)欄、甚至下部結(jié)構(gòu)等的防水問題，由于它的浸透性且不形成防水薄膜，克服了許多“薄膜式”的固有缺陷。從而較好地實(shí)現(xiàn)了橋梁的整體性防水。 


2、非膜式浸透型防水機(jī)理 


　　“非膜式浸透型防水液”是一種無毒、無味、不揮發(fā)、不燃燒的無色透明環(huán)保型水性溶液。將其噴涂在混凝土表面，不形成涂膜，不改變原混凝土結(jié)構(gòu)外觀與顏色，而是滲入混凝土內(nèi)部一定深度（幾mm --- 十幾mm），形成反應(yīng)層。防水液滲入混凝土毛細(xì)孔中形成不溶于水的鏈狀結(jié)晶，產(chǎn)生反毛細(xì)孔現(xiàn)象，組成很強(qiáng)的憎水層，使混凝土表層具備長期的防水效果，形成“結(jié)構(gòu)防水一體化”效果。進(jìn)而阻止以水為載體的酸、堿、鹽、CO2、SO2等腐蝕介質(zhì)對混凝土的侵蝕，以及提高混凝土抗風(fēng)化、抗凍融破壞、減緩堿集料反應(yīng)的能力。同時這種“憎水層”又具有呼吸透氣性，混凝土內(nèi)部的潮氣完全可以向外散發(fā)出來。這就從整體上大大提高了混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。 


3、非膜式防水方式的優(yōu)勢 


　　同傳統(tǒng)的“薄膜式”橋面防水方式相比，“非膜式浸透型”防水方式為橋梁防水提供一個嶄新的防水理念，它的確具有許多突破性的優(yōu)勢： 


①、 同混凝土結(jié)構(gòu)表層共同形成一體化防水層，并具有長期防水效果； 

②、既能憎水防水、又能呼吸透氣； 

③、 適用范圍很廣，使橋梁整體性防水得以實(shí)現(xiàn)； 

④、 施工簡捷、便利、速度快，施工質(zhì)量易于保證，無需養(yǎng)護(hù)維修； 

⑤、 對基底表面處理要求不嚴(yán)，只需無積水、清除粉塵油漬污物等即可； 

⑥、 對表面狀況（平整度、坡度等）無特別要求，適應(yīng)于各種幾何形狀，不存在邊緣問題； 

⑦、 抗氧化、抗紫外線、耐磨耗，其使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于“薄膜式”； 

⑧、 屬于環(huán)保型防水技術(shù)。 

4、試驗(yàn)研究 


　　我們對“非膜式浸透型防水液”的應(yīng)用性能進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)，這里就其三項(xiàng)重要試驗(yàn)結(jié)果分析如下： 


　　鹽水凍融試驗(yàn) 依據(jù)橋梁試驗(yàn)規(guī)范，分別對已涂和未涂“防水液”的4組水泥砂試件進(jìn)行對比試驗(yàn)，凍融試驗(yàn)條件：3.5%鹽水、-20℃。考察防水液耐氯鹽腐蝕與抗凍融的能力。經(jīng)25次凍融循環(huán)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。結(jié)果顯示，防水液對防水、耐氯鹽腐蝕與抗凍融均具有十分顯著的效果。 


表1 25次凍融循環(huán)數(shù)據(jù) 


試驗(yàn)組 

損失率 % 


涂防水液 

未涂 


甲組 

2.28 

20.45 


乙組 

0 

20.11 


丙組 

0 

1.47 


丁組 

1.46 

24.70 






吸水率試驗(yàn) 結(jié)果為24小時吸水率小于1.5 % ，具有良好的抗?jié)B透性。 

表2： 吸水率試驗(yàn)數(shù)據(jù) 




初重 
24h重量 
24h吸水率 

涂 

防水液組 
1# 試件 
776.68g 
782.02g 
0.69% 

2# 試件 
763.36g 
770.27g 
0.91% 

3# 試件 
741.61g 
751.39g 
1.32% 

4# 試件 
750.74g 
757.86g 
0.95% 

對比組（平均值） 
727.23g 
787.02g 
8.22% 


　　高溫碾壓適應(yīng)性 初步采用試驗(yàn)室內(nèi)車轍試驗(yàn)的方法進(jìn)行定性研究，結(jié)果表明，高溫瀝青和高溫混合料對防水試件的防水性能無明顯影響。經(jīng)過碾壓成型和1小時車轍試驗(yàn)，試件與瀝青和瀝青混合料有良好的粘結(jié)適應(yīng)性。 


　　微小裂縫封閉 實(shí)際試驗(yàn)顯示,對已有微小裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)，如果裂縫小于0.5mm，涂刷“防水液”后，在裂縫處同樣具有良好的憎水防水效果。 


四、 結(jié)束語 


　　“非膜式”防水方式為橋梁防水提供了一個嶄新的防水理念，它的確具有許多突破性的優(yōu)勢，尤其是較好地實(shí)現(xiàn)了混凝土橋梁的整體性防水。當(dāng)然，尚需進(jìn)行更加深入和廣泛的技術(shù)與應(yīng)用研究，以期為橋梁防水提供新的技術(shù)支持。