杭州金鹏防水公司铁路桥梁混凝土桥面防水技术
钢筋混凝土（钢结构）桥梁因遭受多种病害作用而导致使用寿命的严重降低。2003年铁道部对全路十四个铁路局桥梁秋季检查表明混凝土内碱-骨料反应、混凝土中性化引发的钢筋锈蚀、环境影响引起的混凝土腐蚀是首要病害，全路4万座桥梁中有9000座需要进行整治，有的病害可以在维修中解决，有的需要在桥梁大修中才能解决，由于维修和大修费用不足，这些病害桥梁还难以全部解决[1]《桥梁》2004专刊第2期，《我国铁路桥梁病害分析》）；混凝土桥梁病害已经成为既有桥梁运行管理的一项心病。
铁路桥梁混凝土桥面防水技术
铁路桥梁混凝土桥面防水技术
这些耐久性病害的起因均与水有密切的关系，如果不是处于水环境中，这些病害均不会发生。而造成混凝土浸蚀的水源则来自大气降雨在桥面构造层内的滞留。因此，从根本上切断水的来源即做好桥面防水处理，是保证混凝土桥梁免遭破坏、延长桥梁使用寿命、提高桥梁上部结构的耐久性的有效措施。
桥面防水在发达国家早已经被公认为有效的提高桥面耐久性
 措施。我国在混凝土桥面防水方面走过一段比较曲折的路程。建国初期，借鉴当时国外沥青油毡叠层防水做法，铁道部于1953年曾颁布沥青麻布油毡防水层为铁路混凝土桥梁防水技术标准，此后铁路混凝土桥面也一直沿用沥青油毡叠层防水体系。
文革开始后，许多新建的桥梁不再设置防水层。进入上世纪80年代中期，桥面防水再次得到重视，当时新型冷作式施工防水涂料陆续研制成功见诸市场，其特点就是改热涂式为冷作式，改善了工人的作业条件，故涂料防水逐步在铁路桥涵工程上得到广泛使用。1987年颁布的部颁行业标准TB 1933.1-1987《铁路混凝土桥梁桥面“二布三涂”冷作防水层技术条件》和TB 1933.2-1987《铁路混凝土桥梁桥面“薄膜加筋”冷作防水层技术条件》。并在1988年版的《铁路桥涵施工规范》中对冷作式防水做了明确规定。
铁道部1999年又颁布了铁道行业标准（TB/T 2965-1999）《铁路混凝土桥梁桥面TQF-1型防水层技术条件》，规定采用聚氨酯防水涂料粘贴氯化聚乙烯防水卷材作为铁路桥梁防水层。
2005年发布的《客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件》，规定了新建250～350km/h客运专线桥梁有碴、无碴混凝土桥面的两种防水层，一种是用聚氨酯防水涂料粘贴氯化聚乙烯防水卷材，另一种是直接用聚氨酯防水涂料做防水层。第一种卷材加粘贴涂料型防水层适用于有碴桥面道碴槽内，第二种无卷材的涂料型防水层，适用于有碴桥面道碴槽以外和无碴桥面。并在防水层上覆盖C4O细石纤维混凝土保护层。
聚氨酯防水涂料粘贴氯化聚乙烯防水卷材的做法在工程施工中则经常遇到不同厂家提供的材料配伍问题，这就是聚氨酯涂料与氯化聚乙烯卷材不能很好的粘结；而此间高聚物改性沥青防水卷材在公路混凝土桥梁桥面防水中已经被证实是一种优良的防水做法。2006年铁道科学研究院与杭州东方雨虹防水技术股份有限公司联合开展了《客运专线桥梁混凝土桥面RWB-801高聚物改性沥青防水卷材试验研究》课题，证实高聚物改性沥青防水卷材是适合于高速铁路桥梁高标准防水要求的材料。建议客运专线桥梁混凝土桥面防水层采用这种材料。
2007年4月发布了《客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件》修订稿，增加了高聚物改性沥青防水卷材。
在经历了八年弃用沥青类防水材料后，铁道部再次启用高聚物改性沥青卷材防水材料。
2、铁路混凝土桥梁桥面体系防水技术原理分析
纵观国内外桥梁防水的发展，桥面防水解决的是桥梁混凝土结构的耐久性问题。
在桥面防水方面，世界各国大都经过了一个从无意识、到重视、到将防水层作为一个不可缺少的重要防护措施。
时至今日，不同国家、或不同地区对桥面防水层的设置做法仍然存在许多认识上的不同，这些不同表现在防水材料的选择、桥面铺装层的规定等等，但其本质则反映出对桥面防水、防护、铺装体系的认知程度。
在桥面上设置防水层的功能就是将能够引发耐久性问题的“水”与桥梁结构隔离开来。而能够形成严格密闭隔离的材料则是有机薄膜材料。
然而，与一般的工业与民用建筑不同，桥面防水层在整个桥梁体系中承担着更重要的作用。这就是防水层还要承受、传递交通动荷载，以及荷载作用效应。可以说正是对交通动荷载的认识、把握不准，导致人们在混凝土桥面防水的选材、施工技术等方面的种种困惑。
设置防水层的铁路桥梁铺装体系可用下述几个模型描述：
我们看到，无论是有渣轨道还是无渣轨道，防水层是桥梁传力体系的组成部分，要承受交通动荷载下的压应力和剪切应力。从交通荷载的作用、传递的特征看，设置防水层的桥梁体系是一个局部面荷载下的层状体系，该层状体系的明显特征是带有软弱夹层。见下图所示：
由于柔性防水材料的模量相比于钢筋混凝土的模量要低得多，因此这是一个必然带有软弱夹层的层状体系，通过采用三维空间单元有限元法进行力学计算分析发现，设置柔性防水层的桥面体系的破坏形态为防水层的剪切、疲劳破坏。即随着桥面荷载（行车载重）增大，桥面首先因为防水层的承载能力不足而发生剪切应变破坏；或者，当防水层使用一定年限后，因不断承受行车震动荷载防水层产生疲劳脱落，此时的破坏为疲劳破坏。到一定承载能力受制于防水。
让我们再从另一个角度分析桥面防水层的防水机理。
我们追求无缺陷的防水层，但是缺陷终会发生。与土木建筑相比，桥面防水层将遭受到更多的各种形式的机械损伤破坏、以及运行损伤破坏。因此避免探讨缺陷存在的影响是不合适的。桥面防水层常见的缺陷是局部出现破损点，局部破损后的模型见下图所示：
模型分析显示，桥面防水层遭到局部破坏后，如果防水层与桥面混凝土的粘结附着经不住水的长期“浸润”出现“脱落”，脱落面就会不断地扩大而出现一定面积的空鼓，防水层下将出现积水，在行车动荷载作用下，积水会产生脉冲水压，这种往复作用的压力水类似“唧筒”效应，会引发防水层的“脱落”面迅速扩大、对混凝土也极具溶蚀破坏作用。
问题终归结到防水层与混凝土界面的粘结复合性能，且要能经得住水的长期浸泡、持久稳定地粘附在混凝土面上。这包含两个过程，一方面是防水层在铺设时要做到与混凝土桥面密实粘结复合体系，另一方面体现在防水层具有良好的抗水的“浸润脱落”。
然而，混凝土桥面防水层存在天然水的“浸润脱落”条件。混凝土是透水性的，而且桥梁表面存在弱界面（混凝土表面养护不足、水泥浮浆）；防水层存在水浸泡的客观条件（周边、破损处、以及混凝土内部原始滞留水分等），故防水层会因水的浸泡而脱落。这个过程若采用杜布尔方程（Dupre）分析，可表述为：∑（s-o）-∑（s-w）-∑（w-o）。cosα=0；
式中∑（s-o）、∑（s-w）、∑（w-o）分别为混凝土—有机防水涂膜、混凝土—水、水—有机防水涂膜的界面张力。
不幸的是，对于大部分防水材料而言，∑（s-w）＜∑（s-o），故cosα＞0，说明防水薄膜容易被水置换，故粘附的防水层（涂料、胶粘剂）容易被水“浸泡剥落”。
由此看到，大部分的防水层实际上是不耐水长期浸泡的。也就说如果防水层局部遭到破损，破损处长时间积水，水会逐步将防水层从粘结基面上剥落。
这就是桥梁混凝土桥面防水的特殊之处。无论是开发桥面用防水材料、还是桥面防水工程施工，都要切实解决好上述问题。否则，对于维修、更新都非常困难的铁路桥梁，防水层的失效将产生严重的耐久性问题和经济损失。
3、RWB-801铁路桥面专用高聚物改性沥青卷材及其防水系统的研究开发
前面的分析为我们清晰地描述了桥梁混凝土桥面防水层的需求特征：
1 防水层在混凝土桥面体系中作为“软弱夹层”，在承受行车交通动荷载下，柔性防水层为不利层面，容易遭受运行荷载变形损伤、以及外界机械破坏因素损伤。
2 防水层遭受局部破损后 “水浸润脱落”会导致防水层由点失效变为面失效，因此防水层的抗“水浸润脱落”性能至关重要。
3 长期的行车震动，防水层很容易发生粘结疲劳脱落。
将目前市场上的防水材料加以综合比较，发现石油沥青依然是适合混凝土桥面防水要求：石油沥青作为防水材料，因其天然的憎水性能、粘结附着性能、热塑性，以及优良的耐久性。
特别是其粘结性能、能够持久、牢靠地粘附于混凝土、砂浆抹面、石材、金属等干燥的固体材料表面。并且这种粘结性能还具有压敏特点，即遭受外界压力时，其粘结性随压力的增大而增强 。
石油沥青易于溶解于有机溶剂中，从而制成低浓度、高流动渗透性的涂料，用这样的低浓度涂料作为混凝土表面的基层处理剂，可以充分搌布于混凝土凹凸不平的表面、渗透入混凝土表面微细缝隙、孔洞内，大程度地获得混凝土——沥青粘结面。基层处理剂中还可以通过添加抗剥落剂，使得cosα＜0，即角α＞90°，从而获得持久的抗水“浸润脱落”性能。
二十世纪七十年代前，人们没有掌握高聚物改性技术，工程防水领域使用的是常温下为固体的沥青。而高聚物改性技术非常发达的今天，通过在石油沥青中添加高分子聚合物改性，改性石油沥青可获得宽广的使用温度范围（-35℃~130℃，-15℃~160℃）、并具有了更加优良的弹塑性、耐久性也得到大改善。
3.1 RWB-801铁桥专用高聚物改性沥青防水卷材的构成及理化性能特征
RWB-801铁桥专用高聚物改性沥青防水卷材是以聚酯长纤无纺布为胎基、高聚物改性沥青作为不透水的防水涂层、表面覆以特制石英砂制成，卷材的厚度分为3.5mm、4.5mm两种。产品设计见下图：
RWB-801铁路桥专用高聚物改性沥青防水卷材的物理力学性能指标
序号
项目
测试指标典型值
1
可溶物含容量，g/㎡
3.5mm
2514
4.5mm
3318
2
耐热度，℃
120
3
低温弯折性，℃
-35
4
拉力（纵横向），N/50mm
纵向1295
横向1136
5
大拉力时延伸率（纵横向），
纵向57
横向64
6
撕裂强度，N
693
7
不透水性，0.4MPa，24h
不透水
8
抗穿孔性
不渗水
9
剪切状态下的粘合性（N/mm）
16.3
10
保护层混凝土与防水卷材粘结强度，MPa
0.7
11
热处理尺寸变化率，%
纵向-0.3
横向-0.2
12
热老化处理
120
无起泡、裂纹、粘结与孔洞
拉力相对变化率，%
纵向+10
横向+12
断裂伸长率相对变化率，%
纵向-7
横向-11
低温弯折性，℃
-30
13
人工气候加速老化
拉力相对变化率，%
纵向+10
横向+8
断裂伸长率相对变化率，%
纵向-8
横向-12
低温弯折性，℃
-30
14
耐化学侵蚀
拉力相对变化率%
纵向+8
横向+10
断裂伸长率相对变化率，%
纵向-6
横向-11
低温弯折性，℃
-30
防水卷材通过特殊产品设计赋予防水层桥面工程应用性能：
1、常温、低温下，改性沥青模量高，能够有效传递交通推移荷载。从而赋予卷材优良的力学性能。
2、双面特种石英砂覆面设计。热熔面的石英砂能够有效提高卷材与桥面混凝土结合界面的剪切模量，提高卷材的粘结强度和抗剪切强度；
3、获得耐机械损伤（穿刺、碾压）性能和优良的抗裂缝反射性能。
4、偏胎基设置、热熔铺贴工法：卷材的铺贴采用现场明火加热卷材的铺贴面，使表面的改性沥青熔融，获得改性沥青的热粘结性能实现完全复合粘结，并有足够的改性沥青涂层适应混凝土基面的粗糙度。
由此可见，混凝土桥面防水层是由聚酯胎高聚物改
绵阳洁美保洁服务公司 汕头开锁公司 18675439769性沥青卷材和高聚物改性沥青基层处理剂组成，这种液态涂料型基层处理剂和热熔铺贴型卷材组成的防水层确实为彻底解决混凝土桥面防水问题提供了可能。
http://www.2k2h.com/2k2h/2k2h-52.htm
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