浅谈桥梁防水系统的设计
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作者: 孙隽
摘要：建造公路和城市道路，尤其是高速公路和城市快速道路，动辄几亿、十几亿元的投资，其中桥梁占总造价的10％-30％左右，要求设计使用年限比较长，至少要满足50年以上，有些长达100年以上。因此桥梁的安全性和耐久性是非常重要的，本文论述了桥面水对混凝土桥梁的危害一并简要介绍了桥梁防水实用技术及施工方法。
关键词：桥梁防水设计方法
建造公路和城市道路，尤其是高速公路和城市快速道路，动辄几亿、十几亿元的投资，其中桥梁占总造价的10％～30％左右，要求设计使用年限比较长，至少要满足50年以上，有些长达100年以上。因此桥梁的安全性和耐久性是非常重要的。
边梁处栏杆和人行道设计如果没有考虑到雨水的影响，会致使含有桥面污物的雨水乱流，先是污染边梁，影响美观，继而腐蚀混凝土。
雨水孔的设计往往考虑欠佳，由于没有重视雨水孔的安装形式和质量，致使收水口周围和孔下梁板混凝土受到严重的腐蚀。
桥梁墩柱等下部结构由于受到水的侵害，也必然产生损害，在水位上下浮动的部位更是严重。所以桥梁防水系统的设计不容忽视。
一、桥梁防水系统的设计
桥梁防水系统的设计，就是设法将水与混凝土隔离，使水不能进入混凝土本体，尤其不能进入裂缝中去。系统包括以下几方面。
1、混凝土本身的自防水
混凝土经常接触水的部位都要设计为防水混凝土，保证本身的密实性和防腐蚀的性能。尤其是桥面和下部结构水位浮动的部位。在混凝土中加入粉煤灰或超细粉等可以减少水泥带入的碱量，加太钢纤维深丙烯纤维可以对膨胀、开裂起到阻裂作用，并具有很好的抗渗能力，达到自防水的基本要求。
2，桥面防水涂层
无论桥面混凝土施工质量如何好，均不能完全保证不开裂。所以桥面水泥混凝土铺装层上面必须设置防水层。防水层不但本身要起到防水作用，而且要求其与水泥混凝土和沥青混凝土都有很好的亲和性，附着力好。
3，伸缩缝的防水
由于伸缩缝的形式及安装质量问题，造成该部位最容易损坏。除了毛勒缝、仿毛勒缝之外，对伸缩量小于5cm的小变位伸缩缝，采用聚合物改性沥青弹塑体填充式伸缩缝，也能成功地解决伸缩缝漏水的难题。
4，桥面雨水孔与水落管
桥面雨水孔与水落管的设置应该像屋面一样的严格，但是无论设计还是施工，都容易忽略。常见的问题主要表现在下面几点：收水口小，不能及时将水泄走；收水口标高高于周围标高，造成积水；收水口高出水泥混凝土表面，而且周围混凝土不密实，造成管周围漏水；出水管过短，发生尿檐现象。从而导致收水口周围以及边梁外侧混凝土的破坏。
5，栏杆外测与人行道的构造
栏杆外侧应设计为光滑的表面，底面设有止水槽，雨水能很快地顺外侧流向地面，而不应再流向边梁。设有人行道的桥梁，人行道的防水也不能忽视，防止雨水渗流到主梁。但有些设计忽略了这一点，雨水从人行道缝隙渗漏，沿外侧漫流，从而造成边梁翼板及外侧的污染和腐蚀，所以边梁外侧首先破坏。
6，梁端和帽梁的防水
由于伸缩缝很难保证完全不漏水，而伸缩缝的漏水对梁端和帽梁的损害又非常严重，所以，对梁端和帽梁顶部也要进行防水处理。
二、桥面铺装防水的主要方法
目前国内尚缺乏系列化的专用桥面防水材料，更没有严格规定评定桥面防水材料性能的技术标准和方法。因此，优选、确定防水材料显得尤其重要。
1、几种常用的防水材料性能：
(1)聚氨酯弹性防水涂料。以聚氨脂为主体配合其他材料，有甲、乙两种组合而成，固化后形成富有弹性的橡胶状防水层。其优点：耐高温、本身防水性能好，耐老化性能好；缺点：对基层干燥度要求高、与沥青混和料的亲和性差，易出现层间分离，使沥青铺装脱落，而且造价高。无论从效果方面还是成本方面都不可取。
(2)环氧胶乳防水涂料。为环氧树脂乳液和氯丁胶乳的混和体。优点：与水泥混凝土的亲和性好，有延展性，造价适中。缺点：与沥青混和料的亲和性差，易出现沥青混凝土的拥包、脱落。因为其半透明老白色，可以用作边梁外侧的涂层以及下部结构的防水涂层。
(3)阳离子氯丁胶乳沥青防水涂料。主要成分为氯丁胶乳、石油沥青和水以及配套材料。对基层的干燥度要求低，能适应气温较低季节施工，雨季施工必须在施工后1卟之内无雨，否则应补涂。目前这种材料耐高温性能稍差，对水泥混凝土面层的附着力不够稳定，而且完全人工操作，占用工期时间较长。
(4)聚合物沥青桥面防水涂料。该产品以复合离子型乳化沥青、橡胶、树脂改性剂为主要原料构成的单组分水乳型防水涂料。
(5)PC橡胶防水卷材防水层。该产品可以做成1mm以下薄膜，用本身液体涂料粘结到基面上。具有较好的粘结强度，即可以自粘又能与混凝土表面进行粘结，还能与沥青混合科牢固地粘结。其低温性能尤其好，在一40℃温度下lh绕中Ф10mm金属丝对折无裂纹。施工速度快，1h以后即可放行。目前此种材料还没有大量地使用，积累资料不多。
2，防水涂料的施工要点
(1)涂料对水泥混凝土铺装要求必须达到强度指标，牢固。密实，任何防水材料都必须涂在合格的基层上，表面必须平整、粗糙，不能有钢筋等尖锐突出物，并且无垃圾、元浮灰、无松散、无浆皮、无污染，乳液类型的涂料，可以用水冲洗后施工，表面基本干燥、无积水就可，湿度大的部位可用强力吹风机或空气压缩机吹于。
(2)防水涂料本身的性能是关键，必须保证在沥青混和料和水泥混凝土之间起到牢固的粘结作用，材料本身必须满足在160℃高温下不流淌的要求。所以必须选择优质的防水材料。
(3)乳液性质的防水涂料，高温天气应避开中午施工，以避免形成气泡，一旦形成气泡，立即进行处理，赶平后不影响粘结力。
(4)收水口部位及阴阳角处应作特殊处理。
(5)在防水层没完全干透之前，禁止行火车辆通行。在摊铺沥青混和料时，应及时检查被损坏的部位并立即修补。
3，桥面防水涂层的质量要求及控制
涂料的基本要求是“牢、薄、透、匀”。防水层不但本身能防水，还要有延展性，当基面产生微小裂缝后防水层不被拉裂，而且必须与上下基面牢固地粘结，在车辆荷载作用下不产生滑移现象。所以必须非常均匀地施作一薄层，总厚不宜超过lmm。
(1)对防水材料必须进行检验。每一批量都应抽检，重点抽检其耐热性以及粘和性，必须满足16℃不流淌的条件。还应进行外观检验，发现异常立即停止使用。
(2)对基面应进行严格地检查验收，不允许有任何不合格的地方。
(3)施作时应及时检查有无空鼓汽泡、脱落、翘边等现象，以便及时处理。
(4)在摊铺沥青混和料时，应随时检查有无损坏的地方，及时进行修补。
(5)沥青混凝土施工完成冷却后，可作行走刹车实验，桥面铺装层应无脱粘起翘现象。
(6)重点检查伸缩缝、收水口部位的质量。
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