“十四五”时期,高质量发展是建筑行业的“关键词”,科技创新正引领新一轮的建筑业革命。桥梁建设、管养、智能化等体系制度的制定与完善,进一步助推桥梁领域新成果、新技术、新设备、新材料的创新与发展,一定程度上加速了桥梁设计与施工、健康监测、检测、试验以及桥梁维修、加固、养护、防腐等方面的瓶颈突破,钢桥面、混凝土桥面、现役桥梁维修改建成为路桥建设总体技术方案规划的重中之重,在安全环保的基础上,路桥防水领域的防护养护相关建设亟待处理,路面、桥面水损害隐患需要升级现有防水涂料性能与施工应用,路桥专用防水涂料的出现可为桥梁建设的持续性发展保驾护航。
一、路桥面水损害产生原理浅析
路面水损坏主要是指路面在水的侵蚀和交通荷载的反复作用下,造成的沥青膜脱落,路基结构性能降低等问题。常表现为路面松散、麻面、掉粒,并可引发公路其他病害。雨水通过沥青面层空隙或缝隙,或者由分隔带或路肩渗入到路面结构内,若不能够及时予以排除,就会浸湿各结构层材料甚至路基土,使其强度下降,变形增加,承载力降低,使用寿命缩短。进入路面结构层之间空隙中的水分,在汽车轮动态荷载的作用下,成为高孔隙水压力和高流速的水流,使沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力,水分逐渐渗入沥青与集料的界面上,沥青膜从集料表面脱落(剥离),沥青混合料出现掉粒、松散,继而形成沥青混凝土路面水损性坑槽。从而使整个路面结构的使用性能迅速变坏。
二、路桥面水损害现象已成世界性问题
桥面防水是建筑工程的重要组成部分,对提高桥梁的使用功能和寿命等起着至关重要的作用。桥梁的特定环境、特殊用途,也对其防水提出了较高要求。部分使用较久的桥面出现反白和唧浆现象,有些地方修补后还会出现再破坏的情况,更严重的是有些桥梁由于沥青混凝土铺装层的破坏,会导致水分下渗,在荷载和冰冻等因素作用下,使桥梁的混凝土梁板受损,应予以足够的重视。就此总结几种常见的桥面水损害现象,以供业内人士参考。
1、空气水汽污染侵蚀桥体
混凝土结构构造中,由氯离子含量污染而造成的建筑钢筋浸蚀,是造成混凝土桥面劣变的关键原因之一。融冰盐中二氧化碳、硫氰酸钾、盐酸和氯离子含量的成分提升,加快了桥梁基础设施建设的浸蚀过程,伴随着时间的变化,这类入侵会加重建筑钢筋浸蚀,进而造成混凝土裂开和脱落。桥体暴露在湿气和二氧化碳中非常容易因空气氧化而浸蚀,一旦开始锈蚀和浸蚀,便会引起霉变循环,进而造成抗压强度和构造一致性的缺失。
2、铰缝受力出现裂缝
铰缝作为桥面板之间横向联结的重要部位,承担保持桥面整体性的作用。桥梁的铰缝处混凝土薄弱且受力复杂,但是由于施工中不够重视,施工材料和工艺也很少严格把关;而此处又因桥面负载过重最容易受到侵蚀,过早地造成铰缝部位的裂缝,桥面雨水通过裂缝进一步腐蚀钢筋和混凝土,造成单梁受力,降低桥梁承载能力直至破坏。
3、边板渗水情况严重
其原因在于桥面铺装混凝土的平整度控制不足,加上防撞护栏的阻挡,容易在桥面两侧造成积水,往往边缘防水又是薄弱环节,极易对边板造成渗水侵害。由于边梁和边板(包括翼板)的外缘面直接暴露在外而长期受到雨水、含盐水等交替侵害,比中梁中板更易出现开裂、暴筋、剥落、锈蚀等现象。
4、极端气候影响
极端化严寒、高温和潮湿天气也是危害桥梁基本建设和翻修的关键要素,一些桥梁防水涂料对水分极其敏感,促使技术人员只有等温度、环境湿度适合的时候才进行工作,这必然造成工程施工效率降低,进而拖慢工程进度,导致财产损失。
5、防水层施工不当是普遍原因
国内部分高等级公路没有设计排水结构层,在上面层和中面层之间排水,同时在路肩上设置了碎石盲沟,通过碎石盲沟将上、中面层间的水排出。事实上,由上面层渗入的水,无法从碎石盲沟排出,而长期滞留在路面中或通过中、下面层空隙以及裂缝渗到中、下面层。在车轮荷载作用下,部分路面水变成有压水,特别在夏季,温水加剧了集料上沥青膜的剥离,造成路面松散脱落。
三、针对路面水损坏的施工养护措施
水损坏的根源在于水的侵入,如果能把水封住,使其不能进入到路面结构中;或是进入路面结构中的水能够及时排走,不在内部滞留,便可有效防治水损坏。总而言之就是封与排,对此可采取以下措施:
1、将桥面防水作为一个“系统”工程
国内外对桥面桥梁防水问题重视,相关的规范和技术规程明确规定,设置桥面防水层从结构类型、面层材料、防水技术、施工方法、设计年限、使用性能、维修费用等做了详尽的规定。在采用防水涂料时还要因时制宜,例如翻修工程项目一般侧重于降低未来的维护保养,其可以迅速施工以减少桥梁损坏时间;在建工程项目更偏重于长期性保养工作,较为不一样的防水系统。
2、合理选择路面专用防水施工涂料
决定桥面铺装设计以及防水材料选用的因素,包括桥梁受力结构、环境因素、交通流量等诸多方面。其中防水体系由相互协调一致,相互匹配的防水层(粘结层、缓冲层)和铺装下层组成,起到防水隔离的作用。而防水层需要起到保护桥面板不受路表水的侵害的作用,并与桥面板及相邻铺装层形成抗剪连接功能的各层组合体,一般由具有防水、粘结性能的层级组成。根据体系的需要可设置缓冲层,因此材料的选用也和其他工程中需要的防水材料差别较大。
四、路桥专用防水涂料在众多路桥防水项目上得到应用
在近两年的桥面防水大项目中,东莞滨海湾大桥、十四运元朔大桥、廊坊光明路立交桥杭州亚运沪杭甬高速、安徽六安德上高速、绍兴舜江大桥、徐州解放北路改造工程跨铁路立交桥、灵宝连霍呼北高速连接线、宁石高速、深圳宝安区新城立交桥、河北省廊坊市光明路立交桥、洛阳市南京南路延伸工程、简州新城方家林大道赤水河大桥、西宁海湖路跨线桥、安徽阜阳阜裕大桥、安徽芜湖大茆立交桥等桥面防水项目从涂料的选择、到防水层现场施工以及建成通车,整个过程在业内得到持续关注并收获一致认可,也是对淞源桥面防水·路桥专用防水涂料性能升级的肯定。