铁路桥涵专用高聚物改性沥青防水卷材解析

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1、铁路桥涵专用高聚物改性沥青防水卷材解析东方雨虹　　RWB-801铁路桥涵专用高聚物改性沥青防水卷材是专门为铁路混凝土桥梁防水层研究设计的特种产品，其以特殊加工的长纤聚酯无纺布为胎基，以SBS、特种高聚物改性剂及稳定性复合配比制成的高聚物改性沥青做浸渍和涂盖材料，两面覆以细砂隔离材料所制成的一种超高性能改性沥青防水卷材，与普通的改性沥青防水卷材相比，具有优异的抗剪切性能和抗疲劳性能。对于如何选择基质沥青，应从以下两个方面进行考虑：①从原油组分上，最好选择环烷基石油沥青，其次选用混合基石油沥青。在SBS改性沥青过程中，SBS与基质沥青的配伍性很重要，其主要

2、由基质沥青的组分决定的。环烷基石油沥青含蜡少，具有良好的粘结性和热稳定性，改性效果好，可显著提升SBS改性沥青的低温柔性和延伸率。②在SBS改性沥青防水卷材加工生产过程中，基质沥青的质量通过检验针入度、软化点和延度进行控制。在油源不变的情况下，如果发现基质沥青的针入度、软化点和延度发生较大变化时，则表明基质沥青的组分发生了变化，在配制SBS改性沥青涂盖料时，应适当调整SBS改性剂与基质沥青的配比。在SBS与基质沥青互溶体系中，由于SBS吸收了基质沥青中的饱和分、芳香分等小分子物质，使体系中的大分子组分、极性物质相对增多，从而显著提升沥青的内聚强度、粘附

3、性和耐高温性能。另外，由于星型SBS的玻璃化温度远低于基质沥青，当外界温度降低至沥青的玻璃化温度以下时，基质沥青中的分子运动将被冻结，而SBS分子仍具有良好的柔韧性，能够有效吸收温度应力，从而使改性沥青具有优异的低温柔性；同时由于SBS在基质沥青中形成三维网状结构，其与沥青分子之间产生协同作用，从而使高聚物改性沥青具有优异的延伸率、拉伸强度和耐疲劳性。在高聚物改性沥青体系中，稳定剂的加入能够降低SBS与沥青界面层的表面张力，提高了SBS与沥青之间的亲和力和相容性，从而改善SBS在改性沥青体系中的微观形态，并且促使沥青中的一些组分及SBS之间发生交联反应

4、，使高聚物改性沥青体系中SBS与基质沥青之间形成一层相界面吸附层，从而提高了高聚物改性沥青的粘度，使高聚物改性沥青网络结构的内聚力增强，稳定性更好，能够更好地抵抗外力作用，而横向切应力基本不变，最终显著提升改性沥青的质量稳定性及高聚物改性沥青防水卷材的强度。另外，稳定剂的掺入能够提升改性沥青的5℃延度及25℃弹性恢复性能，从而进一步提升改性沥青防水卷材的抗穿孔性、剪切状态下的延伸性能及热尺寸稳定性，从而使RWB-801铁路桥涵专用高聚物改性沥青防水卷材具有区别于普通防水卷材的防水特性，使其适用于铁路专用桥涵防水工程，并表现出优异的施工应用性能。高聚物作

5、为沥青改性剂用于改性沥青防水卷材，必须具备如下三个条件：①与基质沥青具有较好的相溶性；②不会显著增加沥青粘度；③显著提升沥青的高低温性能及耐久性。在高聚物改性沥青过程中，对高聚物掺量具有严格的要求，若其掺入量低于5%，沥青呈连续相，高聚物分散在沥青中，被沥青固结在小区域内形成海岛结构，此时高聚物改性沥青防水卷材主要体现沥青的性能，高聚物对沥青的改性效果并不明显；若其掺入量高于15%，高聚物呈连续相，沥青分散在高聚物连续相中，导致高聚物溶胀性能降低，与沥青之间的界面作用力下降，高聚物分子间的相互作用力增大而相互融合，使沥青体系中的高聚物微粒尺寸增大，从而

6、会发生相分离，降低沥青体系的流动性，最终不利于高聚物改性沥青防水卷材的加工生产；当高聚物掺入量在5~15%时，才能使高聚物形成三维空间网络结构包围沥青，从而对沥青起到显著的改性效果，既降低了沥青的脆性，改善了沥青的弹塑性、延伸性、耐老化性、耐高低温性能，又保持了高聚物的高弹性。因此，在高聚物改性沥青防水卷材配方设计时应综合考虑各种影响因素，保证卷材质量稳定的前提下进行合理调整。图１铁路桥涵防水工程细部构造（a-无渣轨道桥面，b-无渣轨道防撞墙内侧墙面，c-无渣轨道防撞墙外侧墙面）根据铁路桥梁桥面体系一般设计方法，如图１、图２所示，桥面体系构造中均在防水

7、层上设置一层现浇混凝土保护层，由于混凝土保护层直接迎对雨水界面且混凝土是透水性材料，这种有机一无机之间很难形成分子化学键的界面很快就发生“浸泡剥落”，特别是承受交通动载的桥面。因此有机材料的防水层与水泥混凝土保护层的界面间传递交通剪切荷载依靠的是界面间的摩擦力，因此保护层的整体性能及抗裂性能非常重要。特殊细砂覆面设计即是为后期混凝土保护层提供一个沥青一砂一水泥混凝土的界面条件，这个界面能够为桥面体系提供一个良好的有机~无机的高粘结力界面，也为后期通车运行提供良好的抗剪切界面——有限粗糙摩擦面，一方面能够提供足够的摩擦力，另一方面在发生剪切变形过程中不会

8、损伤下面的防水涂层。图２铁路桥涵防水工程细部构造（a-桥梁泄水管口一，b-桥梁泄水管口二，c-