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1、水性环氧沥青防水粘结层水泥混凝土桥面隧道防水粘结层技术建议书WEA水性环氧沥青防水粘结层江苏同安道路工程版本V14.41背景1.1水泥混凝土桥面隧道沥青铺装层常见病害目前，水泥混凝土桥面隧道铺装大多采用沥青混凝土，但是由于沥青铺装层材料和水泥混凝土板材料的模量相差很大，受力形式大不一样，桥面沥青铺装所承受的作用状态要比普通沥青路面更恶劣，因而，桥面比路面更容易出现病害。图1-1面层铺装构造示意图图1-2某高速桥面路面病害比照常见的水泥混凝土桥面隧道铺装体系病害包括：推移拥包、车辙、坑槽、白斑、裂缝等，如下列图所示。图1-3横纵向裂缝图1-4松懈、坑槽图1-5白斑图1-6推移拥包1.2水泥混凝土
2、桥面隧道沥青铺装层病害病因分析造成铺装层病害的外部因素包括桥面隧道所在区域的交通荷载及环境条件，而铺装层材料类型选择、施工、养护中存在的缺乏则是深层原因，除此之外，还有一个容易被忽视的重要原因防水粘结层。传统防水粘结层材料与桥面隧道水泥板之间的相容性差，使得粘结强度难以保证，构成一个抗剪性能差的薄弱夹层。经过下渗雨水的浸泡、冲刷和车辆的反复作用，粘结层容易与桥面脱离，导致桥面铺装丧失整体性。桥面铺装成为一个单独受力的层次，夏季高温时，铺装层和防水粘结层都开场变软，在车轮荷载反复的挤压、剪切作用下，必然会迅速毁坏，最终出现车辙、推移、松懈和坑槽等毁坏。1-7层间粘结性能差1-8粘结层被硌破刺穿通
3、常防水材料浸透性差，无法浸透并封闭水泥混凝土板的微裂纹，加上因施工损伤等因素导致防水粘结层硌破或失效，水分渗入水泥板，造成混凝土浆体随渗入水上浮，构成白斑。而裂缝类病害通常为负弯矩区或者T梁翼缘板铰接部位的反射裂缝所导致。图1-9钢筋锈蚀防水粘结层作用失效，渗入的雨水中常含有溶解的酸性离子以及碱金属，这些酸、碱物质超过一定限度时，会侵蚀、损害桥梁的混凝土和金属材料，造成严重的桥梁构造性毁坏，影响桥梁使用安全，如图1-9所示。防水粘结层不仅将水泥混凝土板上的毛细孔隙和细小裂缝完全封闭，阻隔水分自上而下从铺装层渗入到水泥混凝土板内，同时，还牢固地与水泥混凝土面板粘结。因而，桥面防水粘结层体系是桥面
4、铺装构造中不可忽视的重要环节，它与面层的设计及施工是有机的整体，其修筑是提高桥梁使用寿命的重要保证。2水泥混凝土桥面隧道防水粘结层技术现状2.1传统防水粘结层技术现状及缺点我国早期的桥面防水粘结层材料大多数是由建筑防水材料转变过来的，因而其分类情况与建筑防水材料大致一样。现阶段我国桥面防水粘结材料中大都以沥青为基质材料，主要包括卷材类、构造类和涂膜类。1卷材类防水粘结层卷材类防水粘结材料共同的特点是具有良好的耐热性、强度高、延展性好、耐疲惫性高。桥面隧道铺装用卷材按施工方法不同，可分为热熔型、热粘型、冷粘型、自粘型等。图2-1为桥面卷材型防水粘结层的施工现场：图2-1防水卷材的施工缺点：卷材类
5、防水粘结层材料与水泥混凝土桥面板很难严密贴合，在水泥混凝土板和沥青铺装层之间易构成夹层，出现脱层毁坏，如图2-2所示。另外，卷材类防水粘结层施工需要人工铺设，施工质量难以控制。图2-2卷材类防水层脱层毁坏2构造类防水粘结层构造类防水粘结材料由于碎石的作用，一方面能够减少施工经过中机械对防水层的毁坏作用，另一方面能够加强铺装层与桥面的摩阻力，加强抗剪切强度。常用的有改性乳化沥青+碎石、改性沥青+碎石、橡胶沥青+碎石及沥青胶砂等。图2-3热喷橡胶沥青+碎石图2-4热喷SBS改性沥青+碎石缺点：构造类防水层造价较高；所用沥青粘稠，不具有良好的浸透性，无法浸透水泥混凝土板微裂纹中，因此不能闭合桥面隧道
6、水泥混凝土板中的微小裂缝，造成的防渗水功能缺乏；撒布均匀性得不到保证；碎石易将防水粘结层硌破刺穿，失去防水功能，如图2-5，图2-6所示。图2-5石料刺穿粘结层图2-6防渗水功能缺乏3涂膜类桥面专用防水层涂膜类材料是典型的桥面隧道专用防水涂料，大多采用石油沥青为基料，配以外表活性剂及多种化学助剂为辅助原料，再掺加大剂量的高分子材料，经高温共聚改性后，再经过特殊工艺乳化，经过专用设备而加工的一种水基性防水涂料。具有施工方便，温度适应性好，材料固化成膜块，成膜韧性好，粘结力强等优点。图2-7桥面防水涂料施工缺点：涂膜类材料抗施工损伤能力差，在高气温环境下可能因发粘而被运料车辆的轮胎粘连带起而拉坏，
7、容易被机械、集料等硌破，影响防水效果。另外，粘结性能缺乏，抗剪切毁坏能力差。图2-8涂膜类防水粘结层施工损伤2.2WEA水性环氧沥青传统防水粘结层技术的突破针对以上传统桥面隧道防水粘结层：抗施工损伤差、与水泥板贴合粘结差和浸透性能差等缺点，我公司推出新型桥面隧道防水粘结材料WEA水性环氧沥青。WEA水性环氧沥青防水粘结层是近年来新兴材料，主要性能特点表现为优良的粘结性能、可靠的防水性能、优良的高温稳定性、低温抗裂性能、优异的耐老化特性，并且具有很好的浸透性，对于桥面板的微裂缝具有很好的修复作用，在国外已有一定的工程应用成功范例，因而在国内有较好的推广应用前景。与传统防水粘结层相比，WEA水性环
8、氧沥青技术在下面方面做出改良和突破：1良好的防水抗渗性有效减轻外表水透入后构成的冲刷现象，它对桥面水泥混凝土铺装层的使用性能和使用寿命有很大影响，从这个意义上讲，它具有约束沥青路面水损坏的作用。2良好的层间联合性在沥青混合料铺装层施工经过中，产生二次融化固化的作用，能够使沥青层与水泥混凝土桥面板产生良好的粘结效果。3对微裂缝有较好的浸透修复作用水性环氧沥青是常温低粘度液态施工，有较强的浸透性，对对水泥混凝土板上的微裂缝有较好的浸透修复作用。针对国内近年来主要推广的桥面隧道防水粘结材料的性能进行试验比照，试验结果如表2-1所示。不同类型桥面防水粘结层室内性能试验汇总表2-1从试验结果可知，环氧沥
9、青防水粘结层各项室内试验性能均较为优异，其抗剪强度和浸透性能突出，十分对于对裂缝修复有特殊要求的桥面能够优先选择。综合以上试验检测及分析结果，对不同水泥混凝土桥面防水粘结材料的综合比拟见表2-2。不同水泥混凝土桥面防水粘结材料综合比拟表2-2通过比拟可知：WEA水性环氧沥青防水粘结材料造价适中，性能优良，施工简便，是质量有保证的新型桥面防水粘结材料。3WEA水性环氧沥青桥面隧道防水粘结层3.1什么是WEA水性环氧沥青WEA水性环氧沥青是指将高分子聚合的热固性环氧树脂水性化，与沥青混合后构成的新型高性能防水粘结材料。WEA水性环氧沥青为褐色液体，无腐蚀性，无污染。如图3-1所示。将加工、调配好的
10、水性环氧沥青以雾状喷洒在处理后的水泥桥面，隧道水泥板之上，作为防水粘结层。如图3-2所示。WEA水性环氧沥青由沥青和环氧树脂与固化剂产生固化反响，构成不可逆的固化物，这种材料从根本上改变了沥青的热塑性质，而赋予了沥青全新的优良物理力学性质。图3-1WEA水性环氧沥青图3-2WEA水性环氧防水粘结层现场特征3.2材料组成WEA水性环氧沥青材料由环氧树脂、酸酐类固化剂、聚氨酯改性材料和乳化沥青构成。WEA水性环氧沥青桥面隧道防水粘结层是将环氧树脂剪切乳化后与酸酐类固化剂、适量聚氨酯改性材料、乳化沥青混合喷洒，失水后凝聚，沥青混合料高温摊铺时发生固化反响构成最终构造强度。3.3性能优势作为一种新型的
11、桥隧水泥板防水粘结技术，WEA水性环氧防水粘结层相对其他技术存在更明显的优势：3.3.1优良的材料性能1高浸透性采用先进的W/O构造剂型，使得WEA水性环氧沥青材料具有良好的外表浸透性，对水泥混凝土外表裂纹有修复作用。同时，封堵了水泥混凝土外表的微裂纹，杜绝了“泛白现象的发生。2超强粘结性能防水粘结层是水泥混凝土桥面铺装的重要组成部分，除了需要到达防水的目的，同时还需要到达层间粘结的作用。WEA水性环氧沥青相对油性材料，能够渗入水泥混凝土桥面板内，因而具有更好的粘结效果。图3-3水性环氧沥青防水粘结层粘结效果3防水性能强作为防水粘结层材料，防水性能的好坏至关重要，是检验其质量的重要标准之一。W
12、EA水性环氧沥青由高压设备喷洒到路面后迅速成膜，浸透至水泥混凝土板裂缝深处，在桥梁的使用期限内能够保证外界水分无法渗漏到桥面水泥混凝土内，WEA材料可保证在经受可能的施工损伤后仍保持良好的不透水性。4高低温性能好在夏季高温季节，路面温度往往高达50以上，冬季低温季节，路面温度往往达9下面，WEA材料能在此高低温下仍具有相当的粘结力，抗剪能力，能知足恶劣条件下的行车要求。桥面铺装沥青混合料摊铺，SBS改性沥青混合料摊铺温度可达160，碾压温度也在100以上，WEA材料能知足沥青铺装层摊铺温度下外表涂敷材料不流淌。低温顺韧性好，无裂纹无断裂，如图3-4所示：图3-4低温顺韧性试验3.3.2卓越的力
13、学性能WEA材料作为粘结混凝土桥面和沥青铺装层的构造层，不仅具备防水的成效，而且还具有良好的粘结性能，能够使整个桥面系统在行车荷载的作用下保持良好的整体性。WEA材料防水粘结层的抗剪强度、粘结强度较SBS改性沥青等防水粘结层材料都大幅提高。1拉拔性能好图3-5不同材料拉拔性能比照由图3-5可知：水性环氧沥青拉拔强度比SBS改性沥青提高50%左右。2抗剪性能高图3-6不同材料抗剪性能比照由图3-6可知：水性环氧沥青抗剪强度比SBS改性沥青提高3倍至4倍。3耐久性能好WEA材料具有良好的耐久性能，不受高温、碾压、低温、霜冻、碱盐水等作用而降低粘结能力、抗剪能力和防水能力。3.3.3优良的施工性能1
14、不粘轮不起皮WEA材料洒布枯燥后能够承受车轮、机械履带所产生的压力和水平剪应力，保持膜层完好，不会产生任何被撕带、揭起(粘轮、翘皮)现象。施工效果如下列图所示：图3-7不起皮图3-8不粘轮2雾化性好WEA材料粘度适中，洒布时雾化性能好。防水粘结材料通常用智能洒布车均匀喷洒在水泥混凝土桥面上，材料粘度需稳定且不宜过大，否则将影响正常的洒布作业。图3-9施工经过中雾化效果3无需撒布碎石抛撒碎石是一种临时性的权宜措施，其缺陷表现为:首先它严重毁坏了构造的整体性，大大削弱了剪切和粘结强度；其次，由于撒完碎石后，碾压机直接在碎石上碾压，防水层被碎石硌破穿孔，严重损害了防水层的不透水性；另外，它施工不方便
15、，提高了造价。因而，不撒碎石已在业界构成共鸣。4储存稳定性WEA材料具备一定的存储期，不会遭到野外作业因气候、现场、装备等因素的限制。而且WEA材料不用现场双组分调配，无时间限制，无废料风险。5环保节能性WEA材料不含有苯类有毒溶剂，不会污染周围的环境，也不会损害施工人员的身体。WEA材料在常温下就能够流畅地洒布出来，而无需加热到100多度的高温才能洒布，这样的施工方式大幅度节约了能源。3.4施工机械与设备3.4.1全智能型沥青洒布车大面积施工建议使用专用全智能型沥青洒布设备，推荐车速为36km/h。智能型系列沥青洒布车可广泛用于高温液态沥青和乳化沥青的运输和洒布等作业，适用于WEA水性环氧沥
16、青的喷洒。该设备有沥青罐、动力传动系统、沥青洒布系统、导热油保护系统、智能控制系统及洒布装置等工作装置，改装后操作简单，使用可靠，质量稳定。沥青罐四周采用硅酸铝保温材料隔热，针对在施工中使用热沥青和乳化沥青的不同情况，导热油保温系统能够同时知足热沥青和乳化沥青的不同加热、保温要求。该设备对沥青洒布定量采用智能化控制，使用时只需输入要求定量，智能型控制系统能够根据即时车速调整沥青泵输出排量，进而确保洒布定量知足要求，同时还能够通过控制喷嘴的开关到达调整喷幅的目的。施工时，罐内沥青通过沥青泵泵出，经沥青管路、喷嘴喷洒到施工路面。图3-10全智能型沥青洒布车3.4.2手动喷洒设备小面积施工建议使用压
17、力喷雾器。压力喷雾器，配置了手杆一只，如特殊地形或漏喷处可用配有100英尺长的手动喷枪补喷，以确保质量或完成特殊地型喷涂的需要。图3-11手动喷洒设备3.5WEA水性环氧沥青防水粘结层应用案例近年来，WEA水性环氧沥青防水粘结层技术以其优良的使用性能和施工性能，被广泛地应用到桥面、立交桥面、白改黑工程以及隧道铺装等方面，均获得理想的使用效果。下面是WEA水性环氧沥青防水粘结层应用案例。图3-12崇启大桥图3-13高速公路互通立交桥图3-14旧水泥砼路面改造白+黑图3-15隧道水泥砼面板4结论与建议通过不同类型防水粘结层的性能、单价分析比拟分析表明：传统的三种防水粘结层虽各有优点，但是抗施工损伤
18、差、与水泥板贴合粘结差和浸透性能差等缺点不可回避，WEA水性环氧沥青防水粘结材料在造价适中、保持性能优良的前提下克制传统防水粘结材料的缺乏，以卓越的施工及使用性能经受了实体工程的考验，是一种性能佳、易施工、便交通、价格优、能耗低的新型桥面防水粘结材料，优势突出，具有广泛的应用推广价值。附件：WEA水性环氧防水粘结层施工图讲明WEA水性环氧防水粘结层施工图讲明根据交通部相关施工技术规范，结合WEA水性环氧沥青水泥混凝土桥面防水粘结层的研究成果和工程应用经历，提出WEA防水粘结层的施工技术指南。WEA水性环氧沥青防水粘结层桥面铺装构造示意图如下：1材料技术要求WEA水性环氧沥青水泥砼桥面防水粘结层
19、材料为褐色液体，主要采用喷涂法施工。该材料无腐蚀性，对人体无害，不会对空气造成污染。WEA水性环氧沥青防水粘结层材料是一种环氧沥青高分子材料。主要技术指标如下表1.1。主要技术指标要求表1.1序号项目指标1外观黑色或褐色均匀液体，无明显颗粒2蒸发残留物含量，%433粘度C40，4mm，S5504比重20实测5PH值10%水溶液7116柔韧性-202无裂纹7耐热性1602不流淌，不滑动8不透水性0.3Mpa，30min不渗水9常温剪切25，Mpa0.6010高温剪切50，Mpa0.3011粘结性25，Mpa0.5012抗冻性2020次不开裂13耐腐蚀性耐碱20Ca(OH)2中浸泡15d无异常根据
20、路面实际情况以及工程的特殊要求，可在WEA防水粘结层材料中掺加少量的添加剂，常用的添加剂为分散型添加剂、早强型添加剂。2施工流程2.1施工工艺WEA水性环氧沥青水泥混凝土桥面防水粘结层施工主要流程如下：水泥混凝土桥面基层处理桥面交通管制WEA水性环氧沥青防水层施工养生沥青混凝土铺装。2.2确定洒布量在洒布防水粘结层材料之前，在现场祖先工刷涂一定面积试验块，检测在当时当地的气温、湿度、地面温度、日照、横坡、纵坡、混凝土桥面的缝隙率、吸水性等现场条件下，确定WEA水性环氧沥青桥面防水粘结层材料的准确用量、洒布方法和枯燥时间，如桥面坡度较大，为防止流淌，应分层洒布，为随后进行的智能洒布车喷洒提供参考
21、根据。WEA水性环氧沥青防水粘结层材料用量一般推荐为0.81.0kg/m2。2.3处理桥面2.3.1桥面处理桥面施工环境温度540，空气相对湿度小于90%，雨雪天气禁止施工。原桥面应平整，突出物应凿除。一般推荐桥面处理方式有两种，抛丸工艺和铣刨工艺。特殊情况需进行特殊处理。1抛丸作业法：一般推荐用抛丸工艺去除水泥混凝土桥面表层水泥砂浆，露骨率20%；构造深度宜不小于0.4mm。2铣刨作业法：用铣刨工艺将水泥混凝土桥面表层水泥砂浆去除，露骨率80%，两次作业搭接部位重叠宽度1020cm，且不得有高低差。2.3.2清扫桥面抛丸/铣刨预处理后应尽快将外表杂物清扫干净，并且用水冲洗。油污、锈迹、杂物、
22、尘土应清理干净，用清扫机/人工进行清扫，或用空压机清风吹净，确保界面清洁、干净，防止二次污染。2.3.3桥面板验收按规定用抛丸工艺或铣刨工艺去除水泥混凝土桥面水泥砂浆，用空压机清风吹净，保证外表清洁，不得有可见灰尘、油污和其它污物的二次污染。处理后水泥混凝土桥面技术要求见表1.2。抛丸/铣刨预处理检测项目及技术要求表1.22.4调试设备WEA水性环氧沥青防水粘结层施工宜采用大型高压喷洒设备施工，喷洒时喷洒设备应保持速度和喷洒量的相对稳定，在整个喷洒宽度范围内，应喷洒均匀。小规模施工或局部施工可采用手动喷洒设备。施工前需具体检查设备的准备情况，认真检测喷洒车的运行情况。1检查设备容器罐配备搅拌系
23、统，用于防止混合料离析，保证材料均匀，保证喷洒质量。2检查设备的喷洒管，确保喷洒管的高度能自由调整，喷嘴通畅。喷洒管离地面高度一般在500600mm并能予以固定调节，相邻喷嘴间距为400550mm，保证喷嘴的喷雾宽度互相叠加。3检查设备过滤系统，防止材料不均匀或有杂物堵塞喷嘴。4检查循环洒布系统，其喷洒管道宜采用金属材质，外螺纹喷嘴，喷嘴能产生高冲击力的扇形喷雾，喷流角度为8095。喷洒经过中，为避免喷雾间的干扰，喷嘴的开口缝中心线与喷管轴线方向成1015角度。5喷洒系统应配有挡板，防止喷洒经过中材料飞溅，造成污染。2.5封闭交通设置交通标志及安全作业区。为保证施工人员的安全以及避免车辆和行人
24、对施工造成影响，施工前需与交警、路政部门或者其他相关单位联络，共同制定施工期间交通管制措施，并遵循（公路养护安全作业规程）JTGH30的相关规定码放锥桶、警示牌、限速标志等。施工区域需进行封闭，禁止人员和车辆进入。2.6喷洒经过桥面板按要求处理后，即可喷洒WEA水性环氧沥青防水粘结层材料，材料使用前应搅拌均匀。根据天气情况，若估计涂料未枯燥前会下雨，不能施工。施工经过中，注意纵向衔接与已洒布部分重叠10cm。喷洒时在桥面上放置方盘，以测量洒布量；方盘取走后面下空白桥面应用人工补洒防水材料。喷洒WEA水性环氧沥青防水粘结层材料时，不需要对WEA水性环氧沥青进行加热，常温冷施工即可，环保节能。喷洒
25、WEA水性环氧沥青时，雨天不可施工，对气温无特殊要求，考虑后期沥青混合料可施工温度即可。WEA水性环氧沥青只需喷洒一遍，喷洒不到的地方或个别明显缺乏的地方采用人工补涂的方式。2.7养护、开放交通施工经过中，严禁乱踩未干涂层作业面，严防钉子、木棍、钢筋等尖锐物人为毁坏涂层。WEA水性环氧沥青防水粘结材料洒布后需进行封闭交通自然养护，材料枯燥后不粘车轮和摊铺机履带，不需要撒布碎石。在天气晴好情况下，一般建议WEA水性环氧沥青防水材料自然枯燥和养生2天后进行沥青混合料摊铺。2.8施工注意问题1施工时，注意保护环境，避免对环境造成污染。对道路沿线护栏、路缘石等附属设施应进行遮盖保护。2及时清理施工中产生的废弃物，避免产生污染。3严禁在雨天和即将下雨的天气施工。3施工质量控制标准3.1材料、设备控制要求1施工前对设备性能及相关配套设施进行检测，确认符合要求。2施工前必须对原材料进行检测，并提供检测报告。3.2施工经过及成型后质量控制要求WEA水性环氧沥青桥面防水粘结层施工质量技术要求列于表2.1。施工完成后采用取芯法进行拉拔剪切试验，评价和验收WEA水性环氧沥青性能。施工经过中应进行自检，随时进行外观检查，发现喷涂达不到要求，应立即查找原因，采取改良措施后再恢复施工，对喷涂达不到要求的部分应及时修补。防水粘结层施工技术要求表2.1