關(guān)于混凝土橋橋面防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

 關(guān)于混凝土橋橋面防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　摘要：在公路橋面日常運(yùn)營(yíng)維護(hù)中，由于其表面防水層的長(zhǎng)期失修，需要定期對(duì)混凝土橋橋面混凝土層進(jìn)行修補(bǔ)，有時(shí)需對(duì)整個(gè)橋面進(jìn)行大修與重建。因此，橋面防水層的設(shè)計(jì)對(duì)橋面鋪裝質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響。文章借助國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)論述混凝土橋橋面防水的設(shè)計(jì)方法，同時(shí)還闡述了具體的施工注意事項(xiàng)

　　關(guān)鍵詞：橋面防水系統(tǒng)，鋪設(shè)方法，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，表面處理

　　在公路運(yùn)營(yíng)中，橋面防水系統(tǒng)一旦失效，對(duì)橋面混凝土鋪裝層經(jīng)常進(jìn)行修補(bǔ)，甚至對(duì)整個(gè)橋面鋪裝層進(jìn)行重建，會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，并有安全隱患。造成這種結(jié)果，一方面是由于設(shè)計(jì)者缺少防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意識(shí)；另一方面是低估了問(wèn)題的嚴(yán)重性，對(duì)問(wèn)題沒(méi)有給予足夠的重視；也有的是由于開(kāi)始階段，所設(shè)計(jì)的防水系統(tǒng)構(gòu)造上不夠合理，防水材料選取不合適。在橋梁防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，造成防水的失效往往缺少操作方法的詳細(xì)說(shuō)明。為全面解決好橋面排水，應(yīng)關(guān)注三個(gè)構(gòu)造方面的問(wèn)題：排水體系是否連續(xù)性；連接邊緣是否密封；防水層與上下層之間是否緊密粘結(jié)。以上無(wú)論哪一點(diǎn)出現(xiàn)了問(wèn)題，都可能造成整個(gè)防水系統(tǒng)的失效。

　　一、橋面防水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　橋面防水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)防水系統(tǒng)的第一個(gè)考慮的問(wèn)題，橋面防水就是設(shè)法將水與混凝土分開(kāi)，使水不能滲入混凝土本體，最重要的是不能進(jìn)入裂縫中去。系統(tǒng)包括以下幾方面：

　　（一）鋪裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　在國(guó)外，橋面防水設(shè)計(jì)主要采取經(jīng)驗(yàn)法，也就是由交通部橋面防水課題組提出，以層間抗剪強(qiáng)度為驗(yàn)算指標(biāo)的橋面防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。該法分為三步：

　　1．鋪裝層層間剪應(yīng)力計(jì)算。

　　2．不同防水材料進(jìn)行的室內(nèi)直剪試驗(yàn)，并經(jīng)計(jì)算得出相應(yīng)的層間容許抗剪強(qiáng)度[?子]。

　　3．剪應(yīng)力驗(yàn)算（即（?子≤[?子]，要求計(jì)算的剪應(yīng)力不大于相應(yīng)的容許剪應(yīng)力）。

　　（二）設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　在防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中首先考慮的因素是確保水可以通過(guò)橋面橫坡和縱坡以及其他排水設(shè)施迅速排除，因此，在橋面防水設(shè)計(jì)中必須貫徹防水和排水相結(jié)合的原則。橋面應(yīng)增加滲流排水設(shè)施，滲流排水設(shè)施的目的是排掉防水膜之上的積水。在美國(guó)常用的一種排水設(shè)施為閥式排水，在歐洲一些地區(qū)也采用一種類似的排水設(shè)施，并通過(guò)排氣層排除水蒸汽。為保證防水層與橋面有足夠的粘結(jié)力，美國(guó)不設(shè)置類似的排氣層。為排除防水層之上的滲入水，上海等地在護(hù)欄和伸縮縫處設(shè)計(jì)了縱、橫向滲水花管。防水膜由于自身的的特性，一般容易在其周圍邊界發(fā)生滲漏，所以應(yīng)專門對(duì)不同類型防水膜的邊界做出規(guī)定，如自雙層涂膜、粘卷材或合成橡膠改性涂膜等，其作用在于阻止水從邊界滲入防水膜之下，也可以用專門的暗槽作為防水膜的邊界，此方法可以減少了水從邊界滲入防水層之下的可能。如果采用卷材防水層時(shí)，護(hù)欄與橋面的拐角處做成直徑為100mm的圓弧，防止防水層在此處粘接不牢或產(chǎn)生空鼓現(xiàn)象。因?yàn)楸砻娣肿訌埩Φ淖饔�，拐角處的涂膜一般較厚，因此采用涂膜防水層時(shí)不需特殊處理。為解決施工質(zhì)量差造成邊界滲水，也能在護(hù)墻或護(hù)攔施工前在橋面全幅鋪設(shè)防水層，這種做法在德國(guó)得到了廣泛應(yīng)用。

　�。ㄈ�）混凝土本身的特性

　　因?yàn)榛炷�土�?jīng)常接觸水，所以都要設(shè)計(jì)為防水混凝土，這樣可以保證本身的防腐蝕和密實(shí)性的性能。特別是在橋面和下部結(jié)構(gòu)水位浮動(dòng)的位置。一般可以在混凝土中加入粉煤灰或超細(xì)粉等，這樣可以減少水泥帶入的堿量，也可以加太鋼纖維深丙烯纖維，可以對(duì)膨脹、開(kāi)裂起到阻裂作用，并具有很好的阻止?jié)B透的能力，達(dá)到自防水的基本要求。在鋪設(shè)中橋面水泥混凝土的平均厚度不能小于10cm，最薄處厚度不能小于8cm，而且混凝土本身的配比設(shè)計(jì)和澆筑質(zhì)量是最重要的。橋面鋼筋網(wǎng)鋼筋直徑不宜小于10mm，間距不能大于150mm。以前很多橋梁不到十年甚至兩三年就破壞，施工質(zhì)量存在缺陷和設(shè)計(jì)橋面鋪裝的不合理是主要原因之一。

　�。ㄋ模┥炜s縫的防水

　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，以前修建的橋，伸縮縫下面的梁端和帽梁受水損害是最嚴(yán)重。因?yàn)樯炜s縫的形式及安裝質(zhì)量問(wèn)題，該部位最容易造成毀壞。除了毛勒縫、仿毛勒縫之外，伸縮量小于5cm的小變位伸縮縫，采用聚合物改性瀝青彈塑體填充式伸縮縫，就能成功地解決伸縮縫漏水的問(wèn)題。

　�。ㄎ澹�橋面雨水孔與水落管的常見(jiàn)問(wèn)題

　　主要表現(xiàn)在：收水口高出水泥混凝土表面，而且周圍混凝土不密實(shí)，造成管周圍漏水；收水口小，不能及時(shí)將水泄走；收水口標(biāo)高高于周圍標(biāo)高，造成積水；出水管過(guò)短，發(fā)生尿檐現(xiàn)象。橋面雨水孔與水落管的設(shè)置是非常嚴(yán)格的，但是無(wú)論設(shè)計(jì)還是施工，都容易被忽略，從而導(dǎo)致收水口周圍以及邊梁外側(cè)混凝土的破壞。

　�。�六）梁端和帽梁的防水梁端和帽梁的漏水

　　主要是由于伸縮縫很難保證完全不漏水，而伸縮縫的漏水對(duì)梁端和帽梁的損害又非常嚴(yán)重，所以對(duì)梁端和帽梁頂部也要進(jìn)行防水處理。

　　二、混凝土表面的處理

　　（一）橋面的處理

　　如果用振搗棒澆筑的橋面，可能出現(xiàn)較多的肋紋，而且工人踩踏和施工機(jī)具也可形成腳印和坑槽；用抹光機(jī)找平時(shí)，混凝土表面就會(huì)出現(xiàn)一層厚厚的浮漿，影響橋面與防水層的粘結(jié)。為避免這些缺點(diǎn)，可在養(yǎng)生時(shí)用刷子或小噴砂機(jī)進(jìn)行拉毛處理。在用養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)生時(shí)，必須清除這層養(yǎng)護(hù)膜，以防止對(duì)層間粘結(jié)力產(chǎn)生影響。在采用加入添加劑的低水灰比混凝土?xí)r，如果進(jìn)行過(guò)度磨光，會(huì)使混凝土表面致密不透水，也會(huì)影響粘結(jié)�；炷�土的濕度會(huì)對(duì)各種防水層產(chǎn)生很壞的影響，在室外，測(cè)濕度是很困難的，通�？赏ㄟ^(guò)觀察和觸摸來(lái)判斷。但混凝土深部的溫度太大也可能在將來(lái)引起不良影響，必要時(shí)，還是要進(jìn)行溫度測(cè)量。

　�。ǘ�）維修橋面的處理

　　在清除原有的面層和防水層時(shí)，不論使用整平機(jī)還是氣動(dòng)切削機(jī)都很可能造成混凝土橋面鋪裝層的破壞。金剛鉆頭切削機(jī)都很可能造成混凝土橋面鋪裝層的破壞。金剛鉆頭切削機(jī)還有可能割斷鋼筋，因此，在施工前最好是先提取鉆心，以確定面層厚度，控制清除到防水層時(shí)暫停，以下部分的清理應(yīng)仔細(xì)用手動(dòng)和氣動(dòng)工具進(jìn)行。溶劑的辦法通常不要用，采用機(jī)械方法需要十分小心，混凝土應(yīng)盡量和原橋面材料性能相接近。

　　三、防水層在設(shè)計(jì)施工中應(yīng)注意的問(wèn)題

　　在現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)時(shí)，要注意以下幾方面的問(wèn)題：

　　1．保證做好與橋面泄水管銜接的設(shè)計(jì)。水到了防水層就會(huì)流動(dòng)，這樣在護(hù)欄、伸縮縫或立柱附近形成積水，在車輛作用下會(huì)形成水壓，對(duì)橋面的面層形成不利影響，并造成此處的防水層毀傷。另外，水的凍脹作用會(huì)使橋面隆起，加速橋面面層的破壞，所以，在設(shè)計(jì)橋面泄水管時(shí)，在保證其具有一定橫向坡度外，還需注意其與橋面防水層的連接，以使防水層間水可通過(guò)泄水管流出，防止層間積水。

　　2．無(wú)論在施工的哪個(gè)階段，都要制定嚴(yán)格的操作規(guī)程，都應(yīng)讓操作人員清楚具體施工工藝及步驟，要防止施工車輛和人員造成的破壞。

　　3．防水層的鋪設(shè)應(yīng)從低處開(kāi)始向上鋪，盡可能避免水滲入搭接縫中。

　　4．加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理的重要性。鋪設(shè)防水層是一件很細(xì)致的工作，需要在好天氣下進(jìn)行，又要趕工期，有時(shí)不當(dāng)之處是在夜間工作造成的。如果冬天施工時(shí)，在冷天時(shí)可塑性很差，因有些材料具有硬脆性，要嚴(yán)格控制施工溫度。橋面上不允許有砂石和雜物，它們將影響層間粘結(jié)并有可能刺穿防水層。另外，防水層鋪完后，要留下人來(lái)進(jìn)行認(rèn)真修整和清理。

　　5．相應(yīng)的檢驗(yàn)項(xiàng)目及其頻率和試驗(yàn)應(yīng)明確規(guī)定。檢驗(yàn)項(xiàng)目及其頻率和試驗(yàn)主要包括：防水層的整體性和厚度檢驗(yàn)、粘度試驗(yàn)、表面溫度和瀝青溫度測(cè)定。只有對(duì)橋面防水層鋪設(shè)的設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等方面都進(jìn)行仔細(xì)的考慮和嚴(yán)格的控制，才能更大限度地提高橋面鋪裝層的使用性能和綜合效益。