摘要 橋面防水作為高速公路橋梁建設(shè)中不可或缺的重要組成部分，防水材料性能直接決定橋面防水效果，對(duì)保證橋梁結(jié)構(gòu)安全性、耐久性具有重要作用。文章結(jié)合九綿高速公路橋梁施工實(shí)踐，針對(duì)聚氨酯防水涂料的應(yīng)用展開(kāi)綜合分析研究，介紹了當(dāng)前常用的橋面防水材料及聚氨酯防水涂料的優(yōu)勢(shì)，總結(jié)聚氨酯防水涂料施工工藝要點(diǎn)，提出了施工注意事項(xiàng)。根據(jù)橋梁工程質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果表明：聚氨酯防水涂料具有優(yōu)良的防水性能、黏結(jié)性能及抗剪切能力，橋面表層質(zhì)量、外觀質(zhì)量、不透水性、抗?jié)B性能等各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足要求，取得了顯著成效，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞 高速公路；橋梁工程；橋面防水；聚氨酯防水涂料

中圖分類(lèi)號(hào) U444文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）23-0148-03

0 引言

公路橋梁工程作為重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位。橋面防水施工是橋梁工程建設(shè)最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量高低直接影響橋梁使用壽命，對(duì)保證橋梁運(yùn)營(yíng)安全具有重要作用。但由于早期橋梁工程建設(shè)對(duì)橋面防水不夠重視，導(dǎo)致現(xiàn)役橋梁橋面鋪裝產(chǎn)生了嚴(yán)重的水損破壞，嚴(yán)重影響行車(chē)安全，縮短運(yùn)營(yíng)年限^[1]。為此，該文結(jié)合實(shí)際工程案例，系統(tǒng)分析了新型防水材料的應(yīng)用效果，總結(jié)了施工工藝要點(diǎn)，對(duì)提升橋梁防水性能、橋梁耐久性、安全性具有重要意義。

1 橋面防水材料

橋面防水的不同類(lèi)型材料，有其各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)。同步封層技術(shù)是指通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備在路面上鋪灑改性瀝青、橡膠瀝青等，同步封層防水能力較高，能夠有效控制瀝青路面車(chē)轍、裂縫等病害，但耐久性、抗?jié)B性較差，隨著使用年限的延長(zhǎng)極易產(chǎn)生破壞^[2]。

噴涂類(lèi)防水材料包含普通類(lèi)與二階反應(yīng)類(lèi)。其中普通類(lèi)由天然瀝青、石油瀝青、石油活性物質(zhì)、外加劑等材料構(gòu)成，該種類(lèi)型的防水材料是經(jīng)特殊處理制備而成，具有較強(qiáng)抗剪、黏結(jié)性能的材料，常用作水泥混凝土橋面防水層。二階反應(yīng)型防水材料防水性能形成包括兩個(gè)階段，其中第一階段是防水材料與空氣中的O₂、SO₂等氣體反應(yīng)生成彈性膠質(zhì)防水層；第二階段主要是在熱拌瀝青攤鋪時(shí)，膠質(zhì)防水層受熱熔化，使粒徑較大的骨料進(jìn)入其中，組成剪力鍵，提升黏附及抗剪能力^[3]。待反應(yīng)徹底后，形成性能穩(wěn)定的防水黏結(jié)層，因此二階反應(yīng)型防水材料效果更為顯著。

2 聚氨酯防水涂料簡(jiǎn)介

聚氨酯防水涂料是基于二階反應(yīng)黏結(jié)料研發(fā)的一種新型防水材料，相較于普通防水材料，主要優(yōu)勢(shì)如下：

（1）滲透性強(qiáng)：聚氨酯防水涂料噴灑后能迅速滲透至橋面混凝土內(nèi)3～5 mm處，能有效密封毛細(xì)孔，修復(fù)細(xì)微混凝土缺陷，達(dá)到了良好的防水效果；瀝青混凝土攤鋪過(guò)程中，聚氨酯防水涂料受熱形成彈塑性防水黏結(jié)層，能有效防止瀝青混合料攤鋪對(duì)防水層造成破壞，保證防水效果^[4]。

（2）黏結(jié)性強(qiáng)：聚氨酯防水涂料噴灑后，生成的黏結(jié)層能顯著提升橋面鋪裝層黏結(jié)能力，黏結(jié)力高達(dá)1 MPa以上，能有效防止不同結(jié)構(gòu)層間推移破壞。

（3）抗刺破能力強(qiáng)：聚氨酯防水涂料抗拉伸、抗刺破能力較強(qiáng)，相較于其他防水材料，優(yōu)勢(shì)較為顯著。

3 新型防水材料應(yīng)用

3.1 工程簡(jiǎn)介

高速公路橋梁工程為連接干線(xiàn)的主要交通設(shè)施，設(shè)計(jì)橋面寬度為25 m，設(shè)計(jì)時(shí)速100 km/h，鋪裝層采用瀝青混凝土結(jié)構(gòu)^[5]。該區(qū)段范圍橋梁修建好后運(yùn)營(yíng)環(huán)境較為濕潤(rùn)，夏季氣溫較高、降雨充沛；冬季寒冷干燥，橋梁對(duì)外界氣溫變化較為敏感。對(duì)橋梁防水材料耐候性、防水能力提出了更高的要求。此外，在荷載影響方面，除承受車(chē)輛荷載豎直與水平作用力外，還承受混合料攤鋪、碾壓施工荷載及橋梁結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的張拉力作用等，對(duì)材料要求較高。根據(jù)聚氨酯防水涂料特性，并結(jié)合該工程防水具體要求，選用0.35 kg/m2聚氨酯防水涂料進(jìn)行防水層施工。橋面防水層做法如圖1所示。

3.2 材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范基本規(guī)定，對(duì)該工程使用的聚氨酯防水涂料技術(shù)指標(biāo)實(shí)施檢測(cè)，聚氨酯防水涂料的技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表1所示^[6]，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合要求。

3.3 施工工藝及要求

聚氨酯防水涂料工藝簡(jiǎn)單，具體為：混凝土面板處理→底涂封閉層施工→找平層施工→中層漆施工→面漆施工，施工環(huán)節(jié)應(yīng)加強(qiáng)施工過(guò)程管控，選擇具有專(zhuān)業(yè)資質(zhì)的施工隊(duì)伍進(jìn)行施工。

3.3.1 混凝土面板處理

防水黏結(jié)層抗剪切性能與瀝青面層和橋面混凝土之間的結(jié)合效果密切相關(guān)，因此，為有效提升二者之間的結(jié)合能力，必須對(duì)混凝土橋面實(shí)施處理?，F(xiàn)階段常用的橋面板處理技術(shù)包括銑刨處理、拋丸噴砂、人工打磨等^[7]。具體內(nèi)容如下：

（1）銑刨處理主要是利用銑刨設(shè)備將橋面混凝土表面浮渣、松散部位全面清除，提升與瀝青混合料黏結(jié)能力，特別對(duì)于高溫環(huán)境下能有效增強(qiáng)各結(jié)構(gòu)層之間的抗剪切性能。而在工程實(shí)踐中經(jīng)常出現(xiàn)浮渣清理不徹底、容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)松散等狀況，導(dǎo)致整體質(zhì)量低下。

（2）拋丸噴砂主要是采用專(zhuān)用設(shè)備將丸料按照特定角度、速度拋射至結(jié)構(gòu)表面，達(dá)到清理基層的目的。拋丸完成后可對(duì)丸料及雜質(zhì)實(shí)施回收再利用。

（3）人工打磨常用于對(duì)橋面板局部位置進(jìn)行清理，難以實(shí)施全橋處治，并且打磨完成后表面浮渣、松散區(qū)域易形成薄弱部位，嚴(yán)重降低層間結(jié)合效果^[8]。

通過(guò)對(duì)上述三種混凝土面板處理方式的綜合比選，全面結(jié)合該工程具體情況及基本要求，確定該工程選用拋丸噴砂法對(duì)橋面進(jìn)行處治。

3.3.2 底涂封閉層施工

底涂封閉層主要材料為環(huán)氧封閉底漆，由主劑、固化劑混合而成，其規(guī)格分別為15 kg/桶和3 kg/桶，施工配合比為主劑∶固化劑=5∶1。施工時(shí)，將主劑、固化劑按照配合比混合，持續(xù)拌和4～6 min后方可進(jìn)行使用，主要施工方式包括噴涂、輥涂、刷涂等。涂料制備完成后應(yīng)在40 min內(nèi)用完，防止拌制時(shí)間過(guò)長(zhǎng)影響使用效果；當(dāng)涂料出現(xiàn)固結(jié)時(shí)，應(yīng)禁止使用^[9]。

底涂封閉層應(yīng)分兩遍進(jìn)行施工。第1遍涂刷完成后自然晾干，涂刷量控制在0.2～0.25 kg/m²范圍內(nèi)，確保涂料完全進(jìn)入混凝土內(nèi)部，間隔4 h后（20 ℃）開(kāi)始進(jìn)行第二遍涂刷，涂刷量控制在0.15～0.2 kg/m²范圍內(nèi)，保證在混凝土結(jié)構(gòu)上方形成致密薄層，間隔24 h后（20 ℃），方可進(jìn)行后續(xù)底漆施工。

3.3.3 找平層施工

找平層主要材料為環(huán)氧膩?zhàn)?，由環(huán)氧樹(shù)脂聚合物、固化劑、砂、外加劑等材料混合而成。底涂封閉層施工完成并養(yǎng)護(hù)24 h后，在專(zhuān)用容器內(nèi)加入一定比例的環(huán)氧樹(shù)脂聚合物、固化劑，采用手持式電動(dòng)攪拌器持續(xù)拌和3 min，然后加入適量砂、外加劑繼續(xù)拌和5 min，拌和均勻后方可進(jìn)行施工。環(huán)氧砂漿型膩?zhàn)油ǔ２捎霉瓮俊娡糠绞竭M(jìn)行施工^[10]。膩?zhàn)又苽渫瓿珊髴?yīng)在40 min內(nèi)用盡。此外，當(dāng)基層較為平整時(shí)，無(wú)須刮涂膩?zhàn)?，可直接在底涂封閉層上施工底面漆。

3.3.4 中層漆施工

中層漆主要包括主劑、固化劑兩種成分，配比為1∶1。充分拌和后，應(yīng)放置5 min，待內(nèi)部氣泡溢出后方能進(jìn)行使用。中層漆通過(guò)刮涂方式進(jìn)行施工，其厚度應(yīng)均勻，刮涂量為1～1.5 kg/m²，厚度控制在1 mm左右。對(duì)于管道周邊、陰陽(yáng)角等刮涂難度較大部位應(yīng)采用刷涂，至少刷涂3～5遍，涂層厚度應(yīng)大于1 mm。涂刷完成并間隔24 h后，待表面完全干燥時(shí)，便可開(kāi)始下道工序施工。

3.3.5 面漆施工

面漆涂刷時(shí)必須保持基面潔凈、干燥、無(wú)雜質(zhì)，在天氣晴朗、溫度為10～35 ℃、濕度不超過(guò)80%的環(huán)境下進(jìn)行。面漆主要由主劑、固化劑混合而成，配比為5∶3。攪拌均勻后，通過(guò)噴涂、刷涂、輥涂等方式進(jìn)行施工，可一次性施工完成，整體用量控制在0.3 kg/m²，制備完成后應(yīng)在40 min內(nèi)用盡。在油漆完全凝固前應(yīng)在其表面均勻?yàn)⒉冀饎偵安牧?，粒徑控制?～4 mm范圍內(nèi)，灑布量為1 kg/m²。

面層施工完畢，應(yīng)封閉交通，并由專(zhuān)人進(jìn)行看護(hù)，通常4 h以?xún)?nèi)禁止表面負(fù)載，12 h內(nèi)禁止車(chē)輛通行。養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，嚴(yán)格控制車(chē)速，不得超過(guò)5 km/h，并禁止車(chē)輛掉頭、急走急停等，避免對(duì)結(jié)構(gòu)層造成破壞。此外，禁止在防水層表面堆載，并防止尖銳物體損壞防水層。鋪裝層施工前，施工管理人員應(yīng)對(duì)防水層實(shí)施全面檢查，出現(xiàn)損壞及時(shí)進(jìn)行修復(fù)處理，保證防護(hù)層質(zhì)量。

3.3.6 注意事項(xiàng)

橋梁工程防水層施工時(shí)，應(yīng)建立科學(xué)完善的質(zhì)量保證體系，施工前對(duì)施工圖紙進(jìn)行全面審查，編制完善的施工方案，同時(shí)對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，明確施工重點(diǎn)，保證施工質(zhì)量。同時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

（1）加強(qiáng)施工材料質(zhì)量控制，根據(jù)工程實(shí)際情況，開(kāi)展市場(chǎng)調(diào)研工作，通過(guò)多方面比較，選取質(zhì)量好、實(shí)力強(qiáng)等供貨商，建立長(zhǎng)期合作關(guān)系。

（2）原材料入場(chǎng)前，應(yīng)對(duì)材料合格證、試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告等相關(guān)證明文件進(jìn)行全面檢查，并仔細(xì)核對(duì)材料種類(lèi)、數(shù)量、規(guī)格、生產(chǎn)廠家等，保證符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)按照原材料試驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽樣檢測(cè)，檢測(cè)合格后方能允許入場(chǎng)。

（3）合理選擇施工隊(duì)伍，保證施工人員具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)能力和豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)施工過(guò)程監(jiān)督，提高施工人員施工規(guī)范性，保證工程質(zhì)量。

（4）防水層施工時(shí)禁止煙火，當(dāng)風(fēng)力超過(guò)5級(jí)、降雨天氣、溫度低于5 ℃或高于35 ℃時(shí)，禁止施工。施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)，并配備足夠的滅火器，防止發(fā)生火災(zāi)。

3.4 工程質(zhì)量檢測(cè)

3.4.1 防水性能檢測(cè)

為準(zhǔn)確了解防水材料防水性能，橋面防水層施工完成后，利用專(zhuān)用滲水檢測(cè)設(shè)備實(shí)施測(cè)試，各車(chē)道按照1處/100 m進(jìn)行測(cè)試，共設(shè)置32個(gè)測(cè)點(diǎn)。將聚氨酯防水涂料均勻噴涂至橋梁表面，設(shè)備容器內(nèi)液面將至特定位置后保持穩(wěn)定狀態(tài)，監(jiān)測(cè)30 min，結(jié)果顯示滲水系數(shù)均為0，證明橋面無(wú)滲水，充分說(shuō)明聚氨酯防水涂料防水效果顯著。

3.4.2 黏結(jié)性能檢測(cè)

利用拉拔試驗(yàn)對(duì)防水層黏結(jié)性能實(shí)施檢測(cè)，如表2所示，結(jié)果滿(mǎn)足規(guī)范要求。

3.4.3 結(jié)構(gòu)層抗剪性能檢測(cè)

借助斜面剪切試驗(yàn)對(duì)結(jié)構(gòu)層抗剪能力實(shí)施檢測(cè)，以水泥混凝土+聚氨酯防水涂料層+改性乳化瀝青+瀝青混合料作為檢測(cè)界面，保持溫度、壓力、剪切速度相同的條件下對(duì)各結(jié)構(gòu)層抗剪性能實(shí)施檢測(cè)，防水層剪切試驗(yàn)結(jié)果如表3所示，滿(mǎn)足規(guī)范要求。

3.4.4 施工質(zhì)量檢測(cè)

橋梁工程建設(shè)完成后，對(duì)施工質(zhì)量實(shí)施檢測(cè)，如表4所示，各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)論

綜上所述，聚氨酯防水涂料作為一種新型防水材料，具有黏結(jié)性好、滲透性強(qiáng)、抗剪切性能優(yōu)良、防水效果好等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際需要和環(huán)境氣候條件，結(jié)合相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇聚氨酯防水材料，確保其技術(shù)指標(biāo)滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，并嚴(yán)格按照施工工藝流程進(jìn)行施工，科學(xué)做好混凝土面板處理、底涂封閉層、找平層、中層漆、面漆等各環(huán)節(jié)施工質(zhì)量控制，注意細(xì)節(jié)把控，全面提升橋面防水施工質(zhì)量。通過(guò)實(shí)際工程應(yīng)用，充分表明聚氨酯防水涂料性能優(yōu)良，取得了顯著的防水效果，值得積極推廣應(yīng)用。

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收稿日期：2023-09-01

作者簡(jiǎn)介：虞榮彬（1989—），男，本科，工程師，從事土建工程項(xiàng)目管理工作。