水泥混凝土桥面沥青铺装层防水性能研究

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1、水泥混凝土桥面沥青铺装层防水性能研究摘要:桥面铺装层作为桥梁行车体系的重要组成部分，能够缓和行车对桥面板的冲击以及满足行车平稳、舒适的要求。本文以安康至陕川界高速公路项目为依托，针对目前水泥混凝土桥面沥青铺装层存在的问题，通过调查分析与室内试验相结合的方法，对桥面铺装结构体系进行了系统的研究。首先，本文广泛收集国内外桥面铺装的有关资料，通过对桥面铺装现有研究成果的分析和总结，制定了桥面铺装的研究内容、方法以及技术路线。其次，通过对桥面铺装使用状况和损坏型式的调查，分析了桥面铺装产生早期损坏的类型及其损坏原

2、因，并对相应的铺装层设计指标进行了分析。第三，本文首先对桥面铺装的排水系统设计进行了简单的分析和研究；并针对桥面铺装的防水粘结性能，通过室内试验，分别对渗透结晶型防水剂、涂膜类防水粘结材料以及界面处理型式进行了系统的研究。通过对其路用性能的比较，选择出性能优良的防水粘结材料及界面处理型式。第四，对于桥面沥青铺装层，进行了不同类型混合料的配合比设计，并确定了各种级配的最佳油石比。通过常规车辙试验、汉堡车辙试验以及抗剪试验，重点研究了沥青混合料的高温性能；采用复合板车辙和复合梁疲劳试验，真实地模拟桥面铺装层的

3、实际受力状况，评价各种铺装结构组合的高温性能及抗疲劳破坏能力，为桥面铺装选择合理的铺装材料与结构组合型式提供科学的理论依据。最后，本文对桥面防水粘结层和沥青混凝土铺装层的施工要点及注意事项进行了阐述和分析，为保证桥面铺装的施工质量提供技术指导。关键词:桥面铺装；渗透结晶型防水剂；防水粘结层；剪切试验；拉拔试验；界面型式；复合梁疲劳试验；施工工艺1引言1.1问题的提出及研究意义随着我国交通事业的飞速发展，桥梁工程成为国家基础设施建设的重要一环。桥面铺装作为桥梁行车体系的重要组成部分，是公路路面满足其功能要求

4、在桥梁上的延伸。桥面铺装应具有与桥垮结构粘结良好、传递荷载、抵抗荷载冲击，又要具有防水及抵抗疲劳的能力；其主要功能是分散荷载，参与桥面板共同受力，防止车轮直接磨损行车道板，起到保护桥面板的作用。因此，桥面铺装层必须具有足够的强度和良好的整体性，并且具有足够的抗冲击、抗裂、耐磨等性能。桥面铺装质量的好坏直接关系到行车的舒适性、安全性、桥梁的耐久性及投资效益。随着桥梁的大量修建，桥面铺装早期破坏、维修困难和维修费用高等问题随之暴露。统计资料显示，我国许多桥梁的桥面铺装层在设计使用期限内就出现了不同类型的破坏，

5、甚至部分在铺装后很短时间内就出现了严重的破损、开裂、坑槽、拥包、滑移等病害；桥面铺装发生损坏后，桥梁主体结构受到外界水分的侵蚀，使得许多桥梁在未达到设计寿命时，就出现了结构强度下降、钢筋锈蚀、混凝土松散等病害现象，使桥梁的安全性和稳定性受到影响，不仅对乘客的安全造成威胁，也使桥梁的运营效益有所下降；而且这种破坏一旦发生，往往难于修复，导致国家每年投入巨额维修费用。本课题就是针对目前水泥混凝土桥面沥青铺装层存在的问题，通过室内路用性能试验，研究水泥混凝土桥面层间防水粘结改善技术，进而增加桥面板与沥青铺装层间

6、的抗剪性能及层间稳定性，提高水泥混凝土桥面沥青铺装层的使用寿命。因此，开展本课题的研究不仅可以补充和发展相关领域的技术内容，而且可以为类似地区桥面铺装及防水粘结层的设计和施工提供技术指南，从而显著减少由于桥面沥青铺装损坏所带来的巨大经济损失和不良社会影响。因此，本课题具有良好的社会意义和经济价值，同时在技术上也具有较高的研究价值。1.2国内外研究综述1.2.1桥面防水粘结层研究综述（1）国外研究现状美国是较早开始桥面防水研究的国家之一，1976年NCHRP发表的一份桥面防水报告中介绍了防水薄膜性能的室内研

7、究方法，提出性能筛选试验、路用性能试验等。1995年NCH即发表的一份桥面防水报告中指出:美国最早是在六十年代认识到桥面损坏的严重性。研究认为水分和防冻盐是桥面混凝土冻融破坏和钢筋腐蚀的罪魁祸首，就促使提高和改进桥梁工程中水泥混凝土的质量，增加钢筋混凝土中钢筋的保护层厚度，甚至要求对混凝土桥面板采取其它专门的保护措施。英国的TRRL针对层间粘结力差、防水层施工后的渗漏及高低温性能不足等问题，对英国所有通过质量认证的防水粘结材料进行了系统的测试和研究。到七十年代中后期，德国、法国、丹麦等大多数欧洲国家均制定

8、了桥面防水材料的选择标准和防水系统的设计施工规范。至今，美欧等国仍然对混凝土桥面防水系统进行着深入而系统的研究；日本在桥面防水系统方面也做了许多研究，规定在防水层与桥面板之间要涂刷粘结材料，并提出了相应的质量标准。世界各国均十分重视桥面防水层，但侧重点有所不同。总的来说，国外对水泥混凝土桥面沥青铺装防水粘结层的研究只是局限于防水粘结材料的筛选以及室外现场试验的应用研究，理论分析涉及甚少。（2）国内研究现状我国在桥面防水领域进行