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室内外层间拉剪试验方案
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增值电信业务经营许可证B2-水泥,预制房顶最佳浇水时间是几小时推荐回答：正要保湿，天气大了就浇水，七天强度，分三天强度水泥需要养护多长时间推荐回答：一般7天混凝土浇捣和水泥砂浆抹面完毕，要浇水养护的原因：混凝土浇捣后及抹灰工程完成之后，将要逐渐凝固、硬化，这个过程主要由水泥的水化作用来实现，而水化作用必须在适当的温度和湿度条件下才能完成。因此，为保证根凝土有适宜的硬化条件，使其强度不断增长，必须在施工后及时进行浇水养护。养护方法：用温草袋、湿麻袋、湿滑秸和温砂土复盖，并经常浇水使之保持湿润。晴朗的白天每隔2小时浇水一次。混凝土的浇水养护起止时间：用普通水泥时，浇注12小时后连续潮湿养护不少于7昼夜;用矿渣水泥或火山灰质水泥时，浇注20小时后浇水养护不少于14昼夜;对于有抗渗性要求的混凝土和掺有塑化剂的混凝土，养护不少于14昼夜。水泥凝固后需要浇水多长时间推荐回答：水泥凝固后需要浇水3天以上。浇水的作用其实归根结底就是水化。水化是一种化学反应，它让混凝土的各种配料发生反应后紧密结合在一起，达到强度要求。理论上是越潮湿的地方，时间越长，混凝土的强度越高。另一个作用就是起到散热作用，混凝土发生水化时其内部高温可达到60度以上，普通的温度计可以瞬间爆炸，水可以通过蒸发带走混凝土表面散发的热量，而过高的水化热会导致混凝土内部产生裂缝。浇注好的混凝土需要保证它的“初凝”，这个过程大概是在刚浇注后的几个小时之内，初凝后就要开始浇水，浇水的要点就是要面积大，频率高。如果是在现在这种高温暴晒的天气浇注的话，我建议你长时间浇水，越多次越好，因为气温可以让水分很快蒸发。要盖三层房子现在刚盖完一层 刚到好水泥板多久时间水泥板能凝固好能盖二层。推荐回答：预制好的水泥板！如是阴雨天15天左右可以盖，晴天7天可以盖。不会有问题混凝土的洒水养护时间几小时为最佳推荐回答：一、因为正常来说砼捣制后2-3小时开始初凝，终凝时间不大于10小时，一般8小时后开始养护，养护情况以表面保持湿润为度，初凝、终凝时间要根据混凝土的配制和温度来定，养护可防止混凝土水化反应引起混凝土开裂，达到混凝土最大强度。二、混凝土养护的注意事项：1.对已成型的混凝土，应在浇筑完毕后进行覆盖和浇水(当日平均气温低于5°时，不得浇水)。2.砼浇水养护时间如下：采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的砼，其养护时间不得少于7d；对掺有缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土，其养护时间不得少于14 d；矾土水泥砼不得少于3d。3.在养护期间，每日浇水次数以保持混凝土处于润湿状态为宜，视气温和空气的湿度等环境条件而定，养护用水应与拌制用水相同。4.当采用塑料布覆盖养护时，混凝土敞露的表面(含四周侧面)应用塑料布覆盖严密。并应保持塑料布内有凝结水。5.大面积结构(如地坪、楼屋面板等)可采用蓄水养护。贮水池一类工程可在拆除内模、砼达到一定强度后注水养护。一些地下结构或基础，可在其表面涂刷沥青乳液或用土回填以取代洒水养护。你好，8月份，民房现浇板第一次浇水时间怎么把握，也就是浇水泥板后推荐回答：和天气有关系的,如果是夏天一般要7到10天,冬天要在有保温的情况下做.相对天数要少3到5天倒好的楼顶水泥板第二天浇水的时候发现有大量的开裂，粗的有2毫米宽，怎么办？推荐回答：砂石和水泥的比例有问题，这种开裂是有可能通透的水泥板打好后多少时间浇水好推荐回答：很高兴回答你的问题：水泥板打好后10个小时后就可以进行洒水养护。谢谢。展开全部下一篇：据最新发布的2014年《全球城市排名列表》（2014 Global Cities Index）显示，全球最佳宜居地排名（墨尔本连续4年第一）全民农场矿洞怎么玩，开启矿洞是全民农场火车站开启之后的关键一环，许多人不知道要不要开启矿洞，矿洞值不值得开，玩家不明白矿洞的作用和意义，不知彰显个性与实力的天赋树系统，究竟如何加点才是最强大、最适合你的呢，相信大伙儿也都有着自己的一套想法吧。任何手表产品皆有其生命周期，从新款推出到成为旧款，再到因更新换代而停产，最后成为古董手表。直至今日，我国智能家居发展已经有20多年了，虽然过程一波三折，但是前景光明，被业内外人士普遍看好。在装修房时跑了很多家的装修公司，但是在装修后因质量问题引起的纠纷也时有发生。很多业主选择放弃刷漆而选择铺贴壁纸，但是家庭装修工序比较复杂繁多，而且铺贴壁纸更是有很多细节需要注意，那么我们今天一起来研究一下铺贴壁纸是在整体橱柜非常受主妇们喜欢，它是一种现代立体设施，对于如今的厨房来说，橱柜起着极为重要的作用，橱柜除了可以放置厨房碗筷，器皿等，还可以存放厨房下半年房价到底是涨还是跌？何时买房才是最佳时机？这些问题永远考验着每个准购房者。秋风萧瑟天气凉，草木摇落露为霜。秋天虽然给人一种寂寥的感觉，但是这时候也是养生的最佳时机。水泥混凝土桥铺装层防水粘结材料性能研究_甜梦文库
水泥混凝土桥铺装层防水粘结材料性能研究
分类号：Ｕ４１；Ｕ２壤步走净硕士学位论文水泥混凝土桥铺装层防水粘结材料性能研究郭鑫淼导师姓名职称邦南翔教授 硕士申请学位级别学科专业名称道路与铁道工程２００９年６月５１３论文提交１３期２００９年５月１５日论文菩辩日期学位授予单位 长安大学答辩委员会主席 学位论文评阅人王秉纲教授童申家教授张宜洛副教授摘要防水粘结层是桥面铺装的重要组成部分，防水粘结层的设置是保证和提高桥梁使用 性能的有效措施之一。我国目前对防水粘结层的研究尚不完善，施工设计中也存在较大 的盲目性，导致大量的桥面铺装层因防水粘结层设置不当而出现了早期破坏，因此有必 要对其进行深入研究。 本文首先对桥面防水粘结层进行力学分析，再对桥梁专用防水涂料、ＳＢＲ改性乳化 沥青、二阶反应型防水材料、环氧沥青和ＳＢＳ改性沥青五种防水粘结材料的剪切性能、 拉拔性能、渗水性能进行试验研究。剪切性能考虑了防水材料类型、试验温度、垂直荷 载、撒布碎石等因素的影响；拉拔性能考虑了防水材料类型、试验温度的影响：渗水性 能评价了防水粘结材料经过摊铺碾压后能否满足防水要求。 研究结果表明，防水材料类型、试验温度、垂直荷载、撒布碎石对抗剪性能都有显 著影响，垂直荷载和抗剪强度呈线性关系，撒布碎石后抗剪强度有所提高。防水材料类 型和试验条件对抗拉性能有显著影响。防水粘结层抗渗水性能研究表明，ＳＢＳ改性沥青 抗渗水性能的良好。综合分析五种防水材料的各项路用性能后，推荐采用ＳＢＳ改性沥青 ＋（５－１０ｒａｍ）碎石作为防水粘结层。最后简述了ＳＢＳ改性沥青防水粘结层施工技术，为 防水粘结层的施工质量控制提供了依据。关键词：水泥混凝土桥面、防水粘结层、剪切试验、拉拔试验、渗水试验、施工技术ＡｂｓｔｒａｃｔＷａｔｅｒｐｒｏｏｆａｎｄ ｃｏｈｅｓｉｖｅ ｌａｙｅｒ ｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｃｋ ｐａｖｅｍｅｎｔ．Ｉｔ ｉｓａｌｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅ ｆｏｒ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎａｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｎｏｆ ｂｒｉｄｇｅｓ ｔｏ ｓｅｔａｎｄｃｏｈｅｓｉｖｅ ｌａｙｅｒ．Ｎｏｗａｄａｙｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ，ｔｈｅ ｓｔｕｄｙｔｈｉｓ ｔｏｐｉｃ ｉｓｆａｕｌｔｙ，ａｎｄｉｔｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅ ｂｌｉｎｄｎｅｓｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｍａｎｙ ｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋｓ ｈａｖｅ ｄｉｓｅａｓｅｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｍａｋｅ ｍｏｒｅ ｓｔｕｄｙ Ｉｎ ｔｈｉｓｏｎａｎｄｃｏｈｅｓｉｖｅ ｌａｙｅｒ，ＳＯ ｉｔ ｉｓｉｔ．ｏｎｐａｐｅｒ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｏｎａｎｄｃｏｈｅｓｉｖｅ ｌａｙｅｒ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｃｋ ｉｓｄｏｎｅ ｆｉｒｓｔｌｙ．Ｔｈｅｎ，ｍａｋｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｅａｒ ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｄｒａｗｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄａｓｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ ５ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆａｎｄ ｃｏｈｅｓｉｖｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｓｕｃｈｓｐｅｃｉａｌ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｃｏａｔｉｎｇ ｆｏｒ ｂｒｉｄｇｅ，ＳＢＲ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｅｍｕｌｓｉｏｎ ａｓｐｈａｌｔ，ｔｗｏ―ｓｔｅｐ－ｒｅａｃｔｉｏｎ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ， ｅｐｏｘｙ ａｓｐｈａｌｔａｎｄ ＳＢＳ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ．Ｉｎｒｅｇａｒｄ ｔｏ ｓｈｅａｒ ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓｓｔｏｎｅａｓ ｔｈｅ ｔｙｐｅ ｏｆ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｖｅｒｔｉｃａｌ ｌｏａｄ ａｎｄ ｓｐｒｅａｄｅｒ ａｒｅ ｔａｋｅｎ ｉｎｔｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ；ｉｎ ｒｅｇａｒｄｏｆ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｔｏｄｒａｗｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ嬲ｔｈｅ ｔｙｐｅ ａｒｅ ｔａｋｅｎ ｉｎｔｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ；ｗｈｅｎ ｉｔ’Ｓｔｏａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｉｔｅｖａｌｕａｔｅｓ ｔｈａｔ ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆ ａｎｄ ｃｏｈｅｓｉｖｅ ｍａｔｅｒｉａｌｃｏｕｌｄ ｍａｋｅ ｃｏｍｍｉｔｍｅｎｔ ｔｏ 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本声明的法律责任由本人承担。……：勃锛叫年占月ｇ日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：导师签名：袭卞面物铆勰ｈｔ年‘Ｒ ６年月Ｂ日长安大学硕士学位论文第一章绪论１．１课题研究的背景和意义近年来我国交通事业的飞速发展，桥梁的数量也日益增加，其在地区经济发展过程 中发挥着越来越重要的作用。但是，为数众多的桥梁在远未达到设计寿命前，就出现了 钢筋锈蚀、混凝土松散、结构强度下降等现象，使得桥梁的稳定性和安全性均受到了影 响，也使桥梁的运营效益有所下降。这其中固然有桥梁施工质量等方面的因素，但是抛 开上述因素，通过现场调查分析发现，这类现象的主要原因是外界水分渗入桥面混凝土 内产生的钢筋锈蚀，从而导致其发生膨胀，导致其强度下降，在钢筋强度下降的同时， 混凝土也因为内部钢筋的膨胀而出现松散、剥落，从而更加速了钢筋的腐蚀，最终导致 了桥梁结构的损坏。 １．１．１沥青混凝土桥面铺装病害类型及原因分析 水泥混泥土桥面上的沥青混凝土铺装与一般路段沥青路面有很大区别，水泥混凝土 桥面正是由于其结构上的特殊性，桥面铺装常常会出现以下一些病害【１】： （１）疲劳开裂与松散、坑洞。沥青混凝土铺装层的疲劳开裂以及混合料碎裂、坑 洞是水泥混凝土桥梁桥面铺装常见的破坏类型。 （２）粘结层剪切破坏。粘结层剪切破坏是混凝土桥面铺装特有的一种破坏类型。 铺装层与混凝土面板间的粘结对保证整个混凝土桥面铺装体系的复合作用以及铺装层 与混凝土桥面板的协调变形起到至关重要的作用，铺装层与混凝土面板之间粘结层的破 坏会大大较低两者的复合作用状况，可能会加速铺装层的破坏。 （３）车辙。产生车辙的原因包括重载交通和铺装材料的性质等，也与桥梁所处的 温度环境相关，同时，沥青混凝土铺装与桥面找平层之间的粘结效果也直接影响沥青混 凝土层内及接触面上的剪应力大小。 （４）搓板、拥包。造成这种破坏的原因是车辆荷载引起的垂直力和水平力的综合 作用使结构层内产生的剪应力超过材料的抗剪强度，同时也与行驶车辆的冲击、振动等 动力作用有关。 钢筋混凝土桥梁结构中，一旦桥面铺装层损害，失去防水作用后，水便深入桥面板， 使钢筋日渐锈蚀，尤其是桥梁长期暴露在侵蚀环境中（如跨海大桥、临海大桥）或寒冷 地区冬季为防止桥面冻结而定期撒防冻盐，氯离子与钢筋和混凝土发生复杂的电化学反１第一章绪论应，钢筋锈蚀更为厉害。钢筋锈蚀的直接后果是钢筋断面积减小，影响结构的抗拉和抗 弯拉能力。同时，当钢筋发生锈蚀时，锈蚀部分的体积发生急剧膨胀，可至原来的１０ 倍以上，结构承载能力下降。钢筋锈蚀还会降低混凝土对钢筋的握裹力和导致预应力筋 的预应力损失，严重影响结构寿命。 水泥混凝土桥面沥青混凝土面层铺装的损坏原因主要有以下几个方面【２】： （１）桥梁结构理论与设计 桥梁的结构理论中对桥面铺装层计算分析的论述几近于零，现行规范中只给定了厚 度的推荐值，工程界一直在各等级公路中运用至今。随着交通量的增大，现行铺装与重 型、超重型汽车的增多和车速的增快已不相适应。 （２）温度、桥面铺装层结构与材料设计的影响 同正常路面结构相比，铺装层材料夏季温度更高，冬度温度更低，相同的气候条件 下对铺装结构材料的影响更苛刻。桥面铺装层要求材料高温不软化，低温不脆断，并保 持与桥面良好的粘结性及变形适应能力；此外，设计时还应注意级配、空隙率和沥青用 量等问题。否则，由于温度变化及桥面板或梁结构产生过大挠度而产生裂缝会引起沥青 混凝土铺装层的开裂，在车辆荷载的作用下，水渗入极易造成面层松散和坑槽等破坏。 （３）施工工艺 施工工艺对桥面铺装层的影响主要体现在三个方面：①桥面不平整，在摊铺沥青混 凝土之前凹凸不平，首先出现结构性的点损坏，然后逐渐向四周扩散，从而造成相应病 害；②梁顶清理不利，造成铺装层与主梁结合欠佳；③铺装层平整度达不到规范要求， 厚度不均，有的地方厚度偏小；④施工过程中出现离析、压实不足等现象。 （４）交通荷载及其它原因所引起的损害 车辆超载造成桥面铺装层结构应力增大，／Ｊｎ禺Ｊ结构的损坏。目前车辆超载严重，轴 载高达２０～３０ｔ，而路面设计标准轴载为ｌＯｔ，力学分析与实践证明，超载是桥面严重损 坏的一个重要方面。 此外，在对高速公路进行交通组织管理中，由于车道功能的不同，．人为强制地使桥 梁结构运营始终处于偏载状态，使主车道的铺装承担了比超车道高得多（量值可达三至 四倍）的运营应力水平，因此加快了主车道铺装层的疲劳。 由以上分析可知，导致水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装损坏的原因是多方面的，诸 如桥梁设计理论的不足，铺装层材料设计不当，施工工艺，交通荷载等等，但归根结底， 水是沥青铺装层诸多病害，尤其是早期损坏的主要诱因之一。因此，水是目前混凝土桥２长安大学硕士学位论文面沥青混凝土面层损坏的主要原因，切实做好桥面的防排水工作至关重要。 １．１．２钢筋锈蚀的严重后果、主要防护途径及其评价 钢筋锈蚀造成的损失是惊人的，美国公路战略研究计划（ＳⅧ强）报告统计，１９８６ 年美国修复因钢筋锈蚀引起的桥梁损坏所耗费用为２００亿美元，而且这项费用还在以每 年５亿美元的速度递增。据资料介绍，美国５０年代前建造的桥梁大部因钢筋锈蚀而破 坏严重，目前美国也有相当部分桥梁腐蚀严重。英国建造在海洋以及含氯化物介质环境 中的钢筋混凝土结构，因钢筋锈蚀需要重建或更换钢筋的占三分之一以上。由此可见， 钢筋的锈蚀造成的破环相当严重，已成为世界性的难题。我国对此尚未作过系统调查， 但据有关专家估计，每年因桥面板和主梁钢筋锈蚀造成的损失不低于ｌＯ亿元人民币。 到目前为止，国内外采用的防止钢筋锈蚀的方式主要分为五种【３】：①钢筋上涂环氧 涂层；②找平层采用防水混凝土；③桥面铺装时在桥面找平层与沥青混凝土间设柔性防 水层；④涂刷刚性防水剂；⑤电化学保护方法。 环氧涂层钢筋指将普通钢筋通过除锈、清洗、脱毛、加热后用电离子喷射法将环氧 树脂涂敷在钢筋表面，经固化、冷却后再进行微孔隙处理而成。环氧涂层方法具有防腐 性能稳定、施工工艺简单、耐磨损、对环境污染少等特点，但它的缺点在于使用环氧涂 层后，钢筋与混凝土的粘结强度降低，钢筋混凝土结构的裂缝稍宽等，这使得环氧涂层 钢筋混凝土结构的疲劳性能就成为衡量结构使用性能的一个重要指标。 刚性防水剂是指靠防水剂中活性化学物质的渗入，在混凝土表面以及内部发生复杂 的化学反应形成不溶解的结晶，从根本上提高混凝土的密实度。但这些产品大都价格昂 贵，延伸性差，对于由于长期负弯矩等出现的裂缝无计可施。 电化学防护法是应用电化学原理避免钢筋锈蚀。这种方法实旋简单，防护效果好， 费用低，但要求混凝土中钢筋连成一体，且要求定期检测维护，技术含量高，在我国目 前尚难以大规模推广应用。‘在桥面找平层上铺设柔性防水层，这种方式成本较高，但效果良好，在世界各国都 有成功应用的范例。目前就柔性防水材料的使用较多，主要有三个基本原因：防水层可 以同时保护桥面板和主梁钢筋不被碳化和腐蚀破坏；防水层还可以阻止渗入面层的穿透 梁体，避免在梁体上形成钟乳石和白色盐霜，影响美观；其原理、施工组织管理等易于 工程技术人员接受，且价格合理，不会使桥梁工程造价大幅上扬。３第一章绪论１．２国内外研究概况１．２．１国外研究概况 桥面防水层的设置在国外经过了较长时间的应用探索已经形成了共识。丹麦最先从 二十世纪二十年代开始在混凝土桥面采用较为原始的防水层，四、五十年代伴随着发达 国家大规模的公路建设，防水层逐步得到应用，并在六十年代出现了防水系统的概念。 世界各国对水泥混凝土桥梁桥面防水的重视始于２０世纪６０年代。桥面防水层开始广泛 应用于桥面铺装，此时的防水层是防水材料敷设于桥面板形成不透水层【５】。ＮＣＨＲＰ（ＮａｔｉｏｎａｌＣｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｈｉｇｈｗａｙ ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒａｍ）在１９７６年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究方法，研究包括了北美大多数防水系统，提 出包括防水材料的性能筛选试验（确定极限抗拉强度和断裂时的延伸率、硬度、吸水性、 玻璃化温度、薄膜铺设时间、弹性和增塑剂离析等）、路用性能试验（抗渗性、抵抗桥面 变形、抵抗高温破坏能力、抵抗施工机具损伤、抵抗骨料刺破等）等一系列的试验方法【６１。 美国的Ｃ．ＣＡＲＲ和Ｂ．ＶＡＬＬＥＲＧＡ就水泥混凝土桥桥面防水系统的特性、使用要求 和室内试验、野外检测等进行系统的研究后认为，防水层与面层和桥面之间的粘结力一 般能满足行车的需要。但是，几乎所有防水层的不透水性能在面层施工后会下降或达不 到防水目的。因此，防水层应设置合适的保护层，并在试验室内对防水材料用电阻法测 试其不透水性和进行抗冲击试验ｒ７１。 英国的ＴＲＲＬ（ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＬａｂｏｒａｔｏｒｙ）针对防水层施工后的渗漏、层间粘结力差及耐高温性能不足等病害，对英国所有通过质量认证的防水材料进行了系统 的测试和研究，认为除一些质量根本不合格产品外，一般防水材料在热沥青混合料的高 温和压路机的碾压作用下，极易产生损坏。因此，建议防水层应设置保护层，同时，卷 材类防水层的厚度不宜小于２．５ｍｍ，且宜有较高的软化点，涂膜类的防水层的厚度不宜 小于２．０ｍｍ；合适的粘层油可以增强防水层与面层和桥面的粘结力；环境温度和碾压温 度对防水层的路用性能有一定的影响［８，９，１０１。 国外在水泥混凝土桥梁桥面铺装上较多采用双层式（防水层＋沥青面层）或三层式（防 水层＋沥青铺装下层＋沥青表面磨耗层）铺装，总厚度在５～１０ｃｍ或更厚，如：日本采用沥 青层＋板状防水材料＋沥青橡胶粘结剂，丹麦在喷砂处理过的桥面上涂环氧树脂作底涂 层、铺设完全粘结于桥面的改性沥青防水卷材、然后依次铺筑１．５￣２．０ｃｍ的开级配沥青 混凝土保护层（兼起排除渗入水的作用）和４．０ｃｍ改性沥青混凝土联接层以及４．０ｃｍＡＣ或４长安大学硕士学位论文ＳＭＡ磨耗层，法国一般用改性合成橡胶乳液做底涂层、高分子聚合物涂膜或卷材防水、 ２．２ｃｍ沥青碎石做保护层、再铺设厚度７～ｌＯｃｍ的沥青混凝土作面层，德国采用的铺装 型式与丹麦基本相同，但设置排气层取代其保护层，并在钢桥面铺装方面从浇注式沥青 应用中总结出沥青焊接带与浇注式沥青组合的防水技术，并形成桥面铺装规范【１１１。 进入９０年代后许多国家在桥面防水方面都取得了很大的发展，逐渐制定了相应的 桥面防水标准。包括美国ＡＳＴＭ在此期间对旧的防水材料试验规程的总结和完善。欧 洲标准委员会（ＣＥＮ）针对柔性桥面防水材料的试件成型过程（ＰＲＥＮｌ３３７５）、防水层层间 剪切强度（ＰＲＥＮｌ３６５３）、粘结强度（ＰＲＥＮｌ３５９６），抵抗梁体开裂性能（ＰＲＥＮｌ４２２４）、防 水材料吸水性（ＰＲＥＮｌ４２２３）的试验方法提出了统一的标准。日本在桥面防水层材料方面 也做了一定的研究，他们将防水层材料分为卷材系列和涂膜系列，并规定在防水层与桥 面之间要涂刷粘结材料。表１．１、１．２列出了混凝土桥面防水层所用粘结材料的质量标准０２］。表１．１实验项目混凝土桥面防水层的指标标准实验指标值试验温度（℃）试验方法公路桥钢筋混 凝土桥面板防防水性试验２０水分减少量在０．５ｒｒｄ以下低温柔度试验一１０防水材料不发生折断水设计施工资料的防水层试剪切试验强度拉伸一１０２０８．０ｋｇｆ／ｃｒａ ２（Ｏ．８ＭＰａ）以上验方法１．５ｋｇｆ／ｍ ２（０．１５ＭＰａ）以上 ０．５％以上 １．０％以上 １．２ｋｇｆ／ｍ ２（１．２ＭＰａ）以上 ６．０ｋｇｆ／ｃｒａ ２（０。６ＭＰａ）以上 浸水前的５０％以上一１０２０拉伸试验强度强度一１０２０浸水七天后 拉伸试验２０第一章绪论表１．２涂膜系列防水材料（沥青系列）的标准指标项目 针入度（２５℃）（１／１０ｍｍ） 软化点（℃） 拉伸强度（２０℃） （ｋｇｆ／ｃｍ２（ＭＰａ）） 最大荷重时的拉伸率（％） 耐碱性（２０℃） ３００以上ＪＩＳＡ６０２１标准值２０－５０试验方法 水泥混凝土铺装要纲ＪＩＳ Ｋ２２０７８０以上 ３．５（Ｏ．３５以上）ＪＩＳＡ６０２１在饱和Ｃａ（０Ｈ）２溶液中浸１５天以上，无异常ＪＩＳＫ５４００耐盐水性（２０℃）在３％食盐溶液中浸１５天，无异常ＪＩＳＫ５４００１．２．２国内研究概况 我国在桥面防水领域进行的研究相对较晚，上世纪８０年代中期，随着城市道路和 桥梁的大量兴建，以及由此而来的桥面因渗水而引起的损害，我国城市桥梁结构防水技 术研究日益提到议事日程上来。国内逐渐地认识到设置桥面防水层的作用，并开始在北 京、河南、安徽、广东等地的实体工程中应用防水层【３１。 到了８０年代末９０年代初，随着高速公路和立交桥、高架桥的发展，防水问题也日 渐突出。北京市有关部门曾于１９８９年和１９９０年组织对二环、三环的近１５座立交桥进 行了桥下渗水情况调查，早期修建的立交桥，桥面铺装大多为水泥混凝土铺装层，其开 裂率为１００％，桥下渗水点多、面积大，桥面渗漏后局部结构剥离，钢筋锈蚀厚度达 ０．８－１．０ｍｍ，严重影响了桥梁的使用寿命。于是从２０世纪８０年代开始对桥面进行防水 粘结处理，当时陆续在北京、天津等地铺设柔性防水粘结层，但当时并未对此做系统研 究【１ ３１。 １９９０年上海市政工程设计院提出“南浦大桥主桥桥面防水层及技术要求＂建议， 我国防水专家、中国四海工程公司高级技术顾问、工程兵指挥学院教授级高级工程师王 友亭先生于１９９０年１２月１５日首先提出了“南浦大桥主桥桥面防水层初步论证报告”， １９９１年２月，上海市黄浦江大桥指挥部召集有关专家研究四海工程公司的报告，确立 了由中国四海工程公司、工程兵指挥学院、中国建筑防水材料公司、合肥建筑防水材料 厂共同抽调试验研究人员组成“南浦大桥桥面防水研究＂项目组对防水材料进行攻关，６长安大学硕士学位论文该项目１９９１年６月在北京通过国家建材局科技委的评议验收。与此同时上海内环线高 架桥桥面防水也立项研究【１３】。 １９９８年３月，东南大学交通学院路面排水课题组受江苏省高速公路建设指挥部的 委托，就柔性喷涂型防水材料的选择及应用技术进行了初步论证，并在锡澄高速公路陈 巷桥和高家淀桥上进行了试验铺筑，并就高速公路桥面的功能要求提出了初步的材料性 能指标要求与试验检测方法，也开发了一些试验设备，还对国内现有材料进行了筛选、 改进，于１９９８年８月开始在江苏高速公路桥面铺装中大量使用，材料的改进也通过了 国家建设部组织专家的评审【１４】。 ２０００年，长安大学公路学院对水泥混凝土桥面在１０７国道郑州跨机场高速公路高 架桥上对北京禹王专用防水粘结剂等四种国内外防水材料进行了桥面防水试验，为水泥 混凝土桥梁桥面防水粘结系统的设计、施工提供了一定的依据【１４１。 公路桥面的防水开始转向探索使用其它防水材料，各种防水涂料诸如：聚氨酯防水 涂料、改性沥青防水涂料、水泥基刚性防水涂料等等，开始在各种等级的公路桥面中被 采用。涂膜类防水材料的性能相对较好。 除了防水材料研发等方面的发展外，我国在防水材料的实验方法、标准及桥面防水 规范的制定方面也取得了一定的进展。我国现行规范《公路沥青路面设计规范》 （ＪＴＧＤ５０．２００６）中也做出了相关规定：“桥梁所处环境气候不同，水对桥梁结构的侵蚀和 对铺装的破坏也不同对桥面铺装的防水性能要求也不同。桥面沥青铺装结构由防水层和 下面层、表面层组成。为了防止雨水下渗侵入结构物，不仅要选择良好的防水层，而且 下面层的密水性能是关键，提出由防水层和下面层共同组成防水体系的概念。对特大桥、 重要大桥要求设计下封层，建立完善的防水体系。”【４】 如最近陆续制定了一系列评价路桥防水材料的实验标准方法，如下：水泥基渗透结晶型防水材料（ＧＢｌ８４４５－－２００１），道路用改性沥青防水卷材（ＪＣ／Ｔ９７４－－２００５），道路用防 水材料（ＪＣ／Ｔ９７５－－２００５），道路嵌缝用密封胶（ＪＣｆｒ９７６－－－２００５），路桥用水性沥青基防水涂料（ＪＴ／Ｔ５３５－－２００４），路桥用塑形体（Ａ即）沥青防水卷材（Ｊ们５３乒－２００４）。提出了桥面防水材料材料性能及路用性能等的实验验证方法【１５】。 在取得成绩的同时，我国的桥面防水也存在着诸多不足，在许多方面还有待进一步 完善。在材料产品的质量参差不齐。在新材料得开发和推广应用方面还需多做出努力。 试验方法、标准和防水规范需要迸一步完善。在施工方面，主施工质量控制难。现场的 检测缺乏检测用的专用仪器，也缺乏的关键性指标。７第一章绪论１－３本课题主要研究内容及技术路线总结我国水泥混凝土桥面防水的状况和采取防水方式的技术需求，通过理论分析与 室内性能试验确定防水层的试验指标与标准，通过材料试验，能够总结制定出适合水泥 混凝土桥面的防水材料试验规程、实施细则或技术标准，从而能够寻求到适宜的防水材 料选择措施，探索总结出可靠的施工技术途径与质量控制措施。 １．３．１主要研究内容 本文主要从新疆果子沟的气候环境条件，选择适合本地区的防水粘结层类型，和防 水体系。本文研究内容为： （１）水泥混凝土桥面铺装防水粘结材料力学分析研究 通过建立合适的力学模型，分析防水粘结层材料的厚度、模量、泊松比三个参数对 防水粘结层、铺装下层顶面、桥面板顶面的最大剪应力影响。 （２）水泥混凝土桥面铺装防水粘结材料基本性能研究 对ＳＢＳ改性沥青、桥面铺装专用防水材料ＦＹｌ’、环氧沥青、ＳＢＲ改性乳化沥青、 二阶反应型防水粘结材料，进行高温性能、低温性能、耐酸碱性能、不透水性能试验研 究。 （３）水泥混凝土桥面铺装防水粘结材料路用性能研究 通过剪切试验、拉拔试验、渗水试验分析五种防水粘结材料的路用性能，推荐路用 性能较优的防水粘结材料。 （４）桥面防水粘结材料施工技术研究 对优选的防水粘结材料的施工技术进行研究，并对施工中可能出现的问题进行防治 措施研究，从而对施工质量进行控制。 １．３．２技术路线 本文的技术路线如下图所示。８长安大学硕士学位论文图Ｉ．Ｉ技术路线图９第二章桥面防水层力学分析第二章桥面防水层力学分析２．１概述桥面铺装比一般路面的受力要复杂，它不仅要承受着荷载应力和温度应力的作用， 还将承受着桥粱的弯曲和扭曲对铺装层产生的复杂应力。所以，选择合适的力学分析模 型就显得十分重要。为了应用力学模型来对沥青混凝土桥面铺装层进行力学机理分析， 在此对模型的结构特性和材料特性作以假定ｆ３ｌ，如下： （１）钢筋水泥混凝土桥面板是均匀的、连续的、各向同性的弹性材料； （２）在常温和低温状态下，沥青混凝土是均匀的、连续的、各向同性的弹性材料， 计算中不计沥青混凝土的非线性，线弹性性质用Ｅ、ｕ表征； （３）水泥混凝土桥面板及沥青混凝土铺装层的自重不计。 （４）为防止铺装层集料刺破防水粘结层，增加铺装层与防水粘结层的粘结力、咬 合力，在防水粘结层上洒碎石作为保护层，计算时将其并入沥青混凝土铺装层考虑。２．２力学计算模型及相关参数（１）计算模型选取６ｘ６ｍ的正方形桥面铺装结构体系，利用对称性进行计算分析； 各单元采用三维八节点六面体实体单元：计算模型的约束边界条件为上、下表面为自由 面，四周边界面完全固定，单元网格划分采用不等距划分。每个节点有３个自由度，即 沿ｘ、Ｙ、Ｚ ３个方向的位移自由度。 力学模型如下图：＾Ｎ■、、图２．１计算结构模型长盛大学硕Ｊ学位论立｛一ｆ２．２网格划分整体图！…。＾ⅣＳＹＳ＿ｌ‘ｌｌｌ。‘ｔ～ｌ―ｌ￡。●…’ｌｌ。Ｊ‘｜…１…。‘＂●ｐ…●¨＝ｌ｝…２．３嘲格划分的横断面图计算模型如下图第二章桥面防水层力学丹斩２．４特找施加２．５结构在竖向发生变形的云图长安大学硕士学位论文２．６结构承受的竖向压应力云图２．７结构内部剪应力云图从剪应力云图中可可与看出剪应力在双轮荷载两侧分布范围较广，且剪应力的晟 值都集中在荷载边缘附近。（２）荷载随着国民经济的发展，我国公路交通的特点发生了很大的变化，超载（也称为重载） 交通的比重越来越大，表２ １为几种通行的载重车辆的装载情况【１６１。第二章桥面防水层力学分析表２．１几种典型车辆的装载概况 东风ＥＱｌ４０ 额定装载／ＫＮ 额定后轴重依Ｎ 实际装载／ＫＮ 实际后轴重／ＫＮ５０．００ ６０．ｏｏ １００．００解放ＣＡ３９０黄河ＪＮｌ６２长征ＸＤｌ６０１２０．００尼桑Ｃｌ（２０Ｌ依士兹ＴＤ５０８５．２５１００．００７６．２５６９．２０７０．１５１１５．ｏｏ２×８５．２０９０．００１６０￣１９０１５１～１７４１２ｍ乞２０１５６一之１６１９０―２２０１６肛１９０１４７￣１６７７肛１５０ 啦！１４１２８～１９５１０啦１２４１≯―帖１７０－１９０超载率慌１１踮１５１１１～７０７０－－，９０６３～８６注：①超载率＝（实际轴重一额定轴重）／额定轴重；②前轴重受超载影响较小，一般为２０－－８０ＫＮ，前轴轴重未计算为了适应这种情况，我国后轴从限定的ＩＯＯＫＮ增加到１８０ＫＮ以上，轮胎充气压力 从额定的０．７ＭＰａ增加到０．９ＭＰａ，实际调查资料显示，我国公路上行驶的车辆，最大超 载幅度有的达到了近２００％［１７】；而重型货车的轮压，超过１．０ＭＰａ非常普遍【１引。因此在 下面计算中应考虑超载对防水层抗剪强度的影响，在这里拟采用双轮组单轴标准轴载 １００ＫＮ即轮胎接地压强ｐ＝０．７ＭＰａ及ｐ＝１．１ＭＰａ、ｐ＝１．５ＭＰａ三个荷载作为计算的竖向荷 载。具体计算参数见表２．２：表２．２计算相关参数轴载（ＫＮ）１００轮压（ｇｐａ）７００当量圆半径（ｍ）０．１０６６轮子中心到轮隙中心距离㈤０．１５９９３３ ０．２５１３２３ ０．３４２７１３３８０ ９８０１１００ １５０００．１６７５ ０．２２８５（３）计算参数 模拟施工现场拟采用的铺装结构：铺装上层ＳＭＡ一１６沥青混凝土４ｃｍ＋铺装下层 ＳＭＡ一１３沥青混凝土５ｃｍ＋高剂量ＳＢＳ改性沥青涂膜＋桥面打砂或凿毛、形成粗糙、洁 净、干燥的水泥混凝土桥面。 根据《公路桥涵设计规范》（ＪＴＧ―ＤＢ一２００４）桥面防水混凝土模量在 ２８０００ＭＰａ￣３２０００ＭＰａ之间，取Ｅｃ＝３００００ＭＰａ［２９１，根据《公路沥青路面设计规范》及相 关论文的相关研究成果，选取其它设计参数见表２．３；１４长安大学硕士学位论文表２．３计算参数一览表＼＼．厚度（ｒａｍ） 弹性模量（ＭＰａ） 泊松比上面层下面层与洒布碎石混凝土桥面板４０６０３００ ３００００１６００ Ｏ．３２０００ Ｏ．３Ｏ．１５２．３计算参数对剪应力的影响计算中主要考虑了桥面水泥混凝土、沥青混凝土的厚度、模量、泊松ＬＩ＇，Ｊ，Ｉ－，还必须 确定防水粘结层的相关基本参数，考虑防水层的厚度、模量、泊松比对剪应力的影响【３１。 （１）防水粘结层厚度对最大剪应力的影响 取防水粘结层模量为２００、泊松比为Ｏ．３；改变防水粘结层的厚度，考察其对各剪 应力的影响。表２．４列出了防水粘结层的厚度变化对各剪应力的影响，图２．８为其图示， 图２．９单独绘出了梁桥面板顶面最大剪应力随防水粘结层厚度变化。一表２．４防水粘结层厚度变化对最大剪应力的影响ｌｍｍ ２ｍｍ ３ｍｍ ４ｍｍ不同位置最大剪应为＼铺装下层顶面（Ｐａ）防水粘结层（Ｐａ）２５１３０１２１８５ ２５１３０１ ２１９６ ２５１３００ ２２００ ４３４６１２ ２５１３００ ２２０８ ４３４６０１梁桥面板顶面（Ｐａ）４３４６４２４３４６３０图２．８防水粘结层厚度变化对最大剪应力的影响第二章桥面防水层力学分析图２．９梁桥面板项面最大剪应力随防水粘结层厚度的变化从表２．４，图２．８，２．９中可以看出，在厚度由ｌｍｍ到４ｍｍ的变化过程中，防水粘 结层层内剪应力微有增加，但因为其远小于上下界面的剪切应力，对桥面铺装的剪切破 坏无影响；铺装下层底面及桥面板顶面最大剪应力随防水粘结层厚度增加而减小，但变 化值极小，不足１％。 因此，计算中，选取防水粘结层厚度为ｌｍｍ，实际施工中根据材料的相关性能试 验确定其最终厚度。 （２）防水粘结层材料模量对最大剪应力的影响 取防水粘结层模量分别为ＩＯＭＰａ、５０ＭＰａ、ＩＯＯＭＰａ、２００ＭＰａ、３００ＭＰａ、５００ＭＰａ， 其对剪应力的影响见表２．５和图２．１０。一铺装下层顶面（Ｐａ）表２．５防水粘结层模量变化对各最大剪应力的影响１０ ５０ １００ ２００ ３００ ５００不同位置最大剪ｆ蚰２５１３７６ ２５１３７６ ２５５２ ４３４５９１ ２５１３７５ ３１０３ ４３４５７１ ２５１３７５ ３８０３ ４３４５２６ ２５１３７４ ４３０５ ４３４５８３ ２５１３７４ ５５０４ ４３４５０ｌ防水粘结层（Ｐａ）２１１２ ４３４５０５梁桥面板项面（Ｐａ）１６长安大学硕士学位论文图２．１０防水粘结层模量变化对最大剪应力的影响在与防水粘结层接触的界面上，随着防水粘结层模量的增大，最大剪应力减小，但 减少的幅度甚小。 （３）防水粘结层材料泊松比的影响 常温时，沥青混凝土材料泊松比取值为Ｏ－３，防水粘结材料，尤其是柔性薄膜、涂 膜类，即使计入保护层预拌碎石等的影响，其泊松比也不会小于０．３；此外，因为防水１’＝漆？不同位置最大剪应力＼铺装下层顶面（Ｐａ） 防水粘结层（Ｐａ） 梁桥面板顶面（Ｐａ）粘结层极薄，泊松比变化对剪应力的影响极小，所以，这里取泊松比０．３０－０．３５。表２．６泊松比变化对最大剪应力的影响Ｏ．３０ ０．３２ Ｏ．３５２５１１８３２２０４ ４３４６２７２５１１８３ ２１６９ ４３４６２５２５１１８３ ２１２４ ４３４６２３１７第二章桥面防水层力学分析图２．１ｌ泊松比变化对最大剪应力的影响如表２．６及图２．１１所示，随着防水粘结材料泊松比的增加，防水粘结层及桥面顶面 最大剪应力有减小，但幅度很小可忽略不计。更多出于计算的需要，分析中取防水粘结 层泊松比为０．３。 综合上述，从受力分析角度而言，桥面防水粘结层的参数对整个桥面铺装结构中最 大剪应力影响不大，实际施工中应以施工的可行性、相关性能试验等选择不同的防水粘 结材料，确定厚度、用量。１８长安大学硕士学位论文第三章原材料性能试验３．１防水粘结材料的分类及性能要求３．１．１防水粘结材料的种类 防水粘结材料很多，主要有薄膜类、卷材类和涂膜类。本文中将其分为两大类，即 卷材类和涂膜类。其中，卷材类防水材料是指工厂预制生产成型的材料，使用时被粘到 桥面板上形成连续的防水膜。涂膜类是指由一组份或两组份经水分或有机化学溶液处治 形成，使用时涂到桥面上，固化后形成具有相当厚度的防水膜，有时在涂层之间铺有胎 体增强材料来提高其抗拉强度。按成膜物质的主要成分分为三类：沥青类、高聚物改性 沥青类和合成高分子类（包括合成树脂类和橡胶类）；按防水粘结材料的施工角度可分 为：热熔型材料、溶剂型材料和热固性材料三种；按涂膜的液态类型，可分为溶剂型、 水乳型和反应型三类【１９１。 在溶剂型涂膜中，作为主要成膜物质的高分子材料溶解于有机溶剂中，成为溶液。 高分子材料以分子状态存在于溶液中。该种涂膜具有以下特性：①通过溶剂挥发，经过 高分子物质分子链接触、搭接等过程而结膜：②涂膜干燥快，结膜较薄而致密；③生产 工艺较简单，涂膜储存稳定性较好；④易燃易爆、有毒：⑤由于溶剂挥发，施工时对环 境有一定污染。 水乳型涂膜作为成膜物质的高分子材料以极其微小的颗粒（而不是呈分子状态）稳 定悬浮（而不是溶解）在水中，成为乳液状材料。该类涂膜具有以下特性：①通过水分 蒸发，经过固体微粒接近、接触、变形等过程而结膜；②涂膜干燥较慢，一次成膜的致 密性较溶剂型低，一般不宜在５＂Ｃ以下施工；③稳定性差，储存期一般不超过半年；④ 可在稍为潮湿的基层上施工：⑤无毒不燃，生产、储运、使用比较安全；操作简便，不 污染环境；⑥生产成本较低。 反应型涂膜中，作为主要成膜物质的高分子材料系以预聚物液态形式存在，多以双 组分或单组分构成，几乎不含溶剂。该类涂膜具有以下特性：①通过液态的高分子预聚 物与相应固化物质发生化学反应，变成固态物；②可一次结成较厚的涂膜，无收缩，涂 膜致密；③双组分涂料需现场配料准确，搅拌均匀，才能确保质量；④价格较贵。 用于桥面的防水粘结材料应具备抵抗面层摊铺和碾压设备破坏的能力，具有抵抗热 沥青混合料的高温作用和经受行车荷载考验的能力，并能在此条件下与桥面板和铺装面１９第三章原材料性能试验层粘结良好，保证水分无法渗透到桥面板。 ３．１．２防水粘结层性能要求 从桥面铺装的结构组成的角度，不但要求防水粘结层必须具有良好的粘结性能， 使得整个桥面系统在行车荷载的作用下保持良好的整体性，不至于因为行车荷载的水 平剪应力而造成层间滑移，引起桥面拥包、坑槽等病害；还要求防水粘结层具备优良 的不透水性能，以保证在桥梁的使用期限内外界水分无法渗漏到桥面混凝土内。具体 来说，针对水泥混凝土桥面防水粘结层的重要性，对防水粘结层的性能作如下要求【３】： （１）不透水性：首先，作为防水材料，在桥面所可能遇到的各种情况下都应该是 不透水的，包括交通荷载促使面层结构内孔隙水造成的瞬间高压。 （２）力学性能稳定：在桥面可能遇到的所有温度状况下保证力学性能稳定，不致 由于设置防水粘结层而导致面层的早期破坏。 （３）抵抗桥面裂缝处的破坏：能抵抗混凝土裂缝造成的破坏。交通荷载、温缩效 应和桥面负弯矩（连续梁结构或悬臂梁结构）造成的裂缝是主要的。 （４）耐久性：柔性防水粘结材料多为有机材料或高分子改性沥青，而有机物最大 的缺点是容易老化。材料老化后会丧失原先的一些优良性能，弹性、韧性、强度都会逐 渐退化。如果耐老化性能过差，还会降低与与其它层次的粘结力，导致面层早期破坏。 （５）与其他材料的协调性：防水粘结材料应能适应桥面的各种变化，如不平整、 粗糙、灰尘、有一定的潮湿等。当沥青混合料施工时防水粘结材料在这种高温碾压的骨 料作用下，仍应具有上述各项优良性能。 （６）施工可操作性：施工简单、方便、自动化程度高；另外，材料应能适应较宽 范围的施工温度，不太复杂的施工工艺，便于一般技术人员操作，施工时应尽可能少的 出现气泡、针孔、龟裂等病害。同时材料应无污染，在正常的机械设备作用下不应破坏。３．２试验材料技术性能３．２．１ＳＢＳ改性沥青及ＳＭＡ一１３混合料 （１）原材料 本课题试验采用新疆克拉玛依９０＃基质沥青和ＳＢＳ（Ｉ．Ｂ）改性ＫＬＭＹ９０＃沥青，集料 主要是从新疆清水河指定料场的辉绿岩，矿粉为石灰岩磨制。提供的辉绿岩集料：１０～ ２５ｍｍ碎石、１０＂－－－＇１５ｍｍ碎石、５～１０ｍｍ碎石、０＂，－５ｍｍ石屑四档料。２０长安大学硕士学位论文其技术性能指标测试结果如下表。表３．１ 试件编号检测项目２５ＫＬＭＹ９０＃沥青常规试验结果 规范值８０＂－＂１００测定值９４．７结论针入度ｌ温度３０ １４７．２合格（０．１ｍｍ）（℃）１５３３．９ 术１００ 术１５ 术４５４７．５２３延度（５ｃｍ／ｍｉｎ，１５‘Ｃ．ｅｍ） 延度（５ｃｍ／ｍｉｎ，１０。Ｃ．ｃｍ） 软化点（℃） 针入度指数ＰＩ ６０。Ｃ动力粘度（Ｐａ．ｓ） 密度（１５＊Ｃ）ｇ／ｍ 旋转薄膜 加热试验 （１６３。Ｃ，８５ｍｉｎ３＞１５０合格４５合格 合格―１．５～＋１．０≥１８０－０．４４８６ ７实测牛±０．８ ≥５７０．９７９实测 合格８质量损失（％） 针入度比（％）―０．３４９７２．９合格１０延度（１０４Ｃ），ｃｍ ）≥８２２．１合格表３．２指标 针入度２５。Ｃ，１００９，５ｓ 针入度指数ＰＩ， 不小于 ５℃延度，５ｃｍ／ｍｉｎ不小于 软化点ＴＲ＆Ｂ， 运动粘度１３５＊Ｃ， 闪点， 密度（１５＊Ｃ） 溶解度， ２５。Ｃ弹性恢复， 不小于 不小于 不大于 不小于 不大于 不小于ＳＢＳ改性沥青技术指标单位０．１ｍｍ技术要求６０～８０ 一Ｏ．４实测值７７－３ －０．１８ ３３．９ ６２ １．７ ２４２ ０．９９１ ９９．６ ８５Ｃｍ ℃Ｐａ．Ｓ３０ ５５ ３ ２３０℃鬯矗℃ ％ ℃实测９９ ６５ ２．５存储稳定性离析，４８ｈ软化点差，质量变化， 针入度比２５℃，１．５ＲＴＦＯＴ（１６５℃，８５ｍｉｎ）后残留物 不大于 不小于 不小于％ ％ Ｃｍ．１ ６０ ２０ Ｏ．１１ ７１ ２２延度５。Ｃ，集料技术性能指标测试结果如下表３．３。２１第三章原材料性能试验表３．３集料主要技术指标指标 石料压碎值 洛杉矶磨耗损失 视密度 吸水率单位％检测结果１５．５ １６．１技术要求≤２８ ≤３０ ≥２．５％ｇ／ｃｍ３％２．７０１１．６ ４≤３．０ ≥４对沥青的粘附性级从上表可以看出，集料的物理、力学技术指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》（ＪＴＧ Ｆ４０―２００４）的要求。矿粉主要技术性能如下表３．４。表３．４矿粉主要技术指标检验项目 表观密度（ｃ聊３） 技术要求２２．５０检验结果２．７０４检验项目技术要求＜１ Ｓｌ检验结果０．５０ ０．４密度亲水系数（％）含水量（％）表观相对密度粒度范围（ｒａｍ） 标准要求（％）＜０．６１００ ！００．Ｏ ９９．９＜Ｏ．３＜Ｏ．１５９０．１００ ９８．９＜０．０７５７５一１００ ８６．７检验结果（哟从上表可以看出，矿粉的技术性能满足规范的要求。 （２）ＳＭＡ混合料 铺装面层所用沥青混合料为ＳＢＳ改性密级配ＳＭＡ一１３，级配采用《公路沥青路面施 工技术规范》（ＪＴＧ Ｆ４０―２００４）中的细粒式ＳＭＡ－１３集料级配的中值，添加美国Ｉｎｔｅｒｆｉｂｅｒ硼 木质素松散纤维，用量为混合料总重量的０．３％，混合料组成设计如下。＼筛孔矿料表３．５矿料筛分结果各筛孔的通过百分率（％）＼＼５．１５ｍｍ ５．１０ｍｍ ｏ￣５ｍｍ＼１９．Ｏ １００１６．Ｏ ９３．１１３．２ ７６．９ １００９。５ ４４．５ １００ １００４．７５ ５．５２．３６ Ｏ．１ Ｏ．０ ６４．３１．１８ Ｏ．Ｏ ０．Ｏ ４０．８Ｏ．６ ０．Ｏ ０．Ｏ ２７．４ １００Ｏ．３ ０．０ ０．０ １４．９ ９９．９ ｌｏｏＯ．１５ ０．Ｏ Ｏ．０ ６．９ ９８．９ ｌＯ．２０．０７５ Ｏ．０ Ｏ．０ ２．７ ８６．７ １．８１０．２９３．０矿粉６０目橡胶粉附注１：该筛分结果为水洗后结果。同时进行级配设计时，不同最大公称粒径的混合料用标准长安大学硕士学位论文筛筛去相应上一级粒径矿料。如ＳＭＡｌ３、ＡＣｌ３均筛去大于１６ｒａｍ的部分。表３．６ 筛孔尺寸１６ １３．２ ９．５ ４．７５ ２－３６ １．１８ Ｏ．６ ０．３ Ｏ．１５ ０．０７５ＳＭＡ－１３混合料矿料级配合成级配１００．０ ９０．１ ７０．３ ２８．４ １９．４ １６．３ １４．６ １２．９ １１．８ ９．９上限１００ １００ ７５ ３４ ２６ ２４ ２０ １６ １５ １２下限１００ ９０ ５０中值１００９５６２．５ ２７ ２０．５ １９ １６ １３ １２ １０２０１５ １４ １２ １０ ９ ８以此级配为基础，进行马歇尔试验确定沥青最佳用量，加入木质素纤维总质量的 ０．３％，进行试验可得到油石比为６．３、最佳沥青用量为５．９％时各种指标均能符合规范要 求，具体指标如下表：表３．７项目 规范要求 实测结果６．３ＳＢＳ改性ＳＭＡｌ３最佳沥青用量下马歇尔试验技术指标 矿料间隙率（％）≥１７１７．０７油石比空隙率（％）３＾４ ４．０８饱和度（％）≥７５７６．１２ＶＣＡＩＩ。 ＜ＶＣＡ唧 ３２．５３稳定度（ＫＮ）≥８１０．９６附注２：该级配的粗集料骨架空隙率ＶＣＡＤＲｃ为３５．８６％最后在最佳沥青用量下，对该级配进行各种性能验证，以验证是否符合规范要求。 结果见下表：表３．８ 项目 规范要求 实测结果Ｏ．０４ＳＢＳ改性ＳＭＡｌ３沥青用量检验试验结果肯塔堡飞散试验的混合料损失（％）≤１５０．０４ １３．３１ １３．０１ １２．９４谢伦堡析漏试验的结合料损失（％）≤Ｏ．１０．０３平均０．０４１３．０９表３．９ 项目 规范要求 实测结果ＳＢＳ改性ＳＭＡｌ３水稳定性检验试验结果冻融劈裂试验残留强度比（％）≥８０８１．１４浸水马歇尔残留稳定度（％）≥８０ ８９．５３第三章原材料性能试验表３．１０试验 编号 试验 温度４５ＳＢＳ改性ＳＭＡｌ３车辙试验结果 动稳定度６０ １．６０７１．２７６ １．０５ｌ下列时刻（ｒａｉｎ）的车辙深度（ｒａｍ）平均值（次／ｔａｍ）（次／ｍ）８６３０ ９４０３８６３０ｌ１．５３４ ６０℃ １．２０９ ０．９７８２３８８８８表３．１１ 项目ＳＢＳ改性ＳＭＡｌ３透水性和构造深度检验结果透水性试验渗水系数（，ｒｆｌ／ｍｉｎ）≤８０构造深度（姗）≥０．８０规范要求实测结果 平均基本不渗水基本不渗水 基本不渗水基本不渗水１．１６１．１３１．１４１．１４３．２．２桥面混凝土板试件 水泥混凝土桥面板选用４２．５级普通硅酸盐水泥，集料与沥青混合料的集料相同。 采用４２．５级普通硅酸盐水泥，其技术性能指标的测试按照《公路工程水泥混凝土 试验规程》（ＪＴＧＥ３０―２００５）进行，测试结果如表３．１２。表３．１２硅酸盐水泥的主要物理化学性能 氧化镁（％）≤５．０三氧化硫（％）≤３．５烧失量（％）≤５．Ｏ抗压强度（ＭＰａ）３ｄ抗拉强度（ＭＰａ）３ｄ ≥４．Ｏ ２８ｄ ≥６．５２８ｄ ≥４２．５≥２１．０从表３．１２可知，水泥的主要技术性能满足规范的要求。 水泥混凝土的配合比计算按照《普通混凝土配合比设计规程》（ＪＧＪ ５５－２０００）进行。 本文中里取经验配合比Ｃ：Ｓ：Ｇ：Ｗ＝３６０：６６３：１３４４：１６５，减水剂１．５％。３．３防水粘结层材料３．３．１桥面铺装结构的形式 桥面防水粘结层不是直接暴露于外界使用，上面要加铺沥青混凝土铺装层，出现问 题不易发现，且会对相邻结构层的使用寿命造成影响。桥面防水粘结层一般位于水泥混 凝土板与沥青混合料铺装层的刚柔界面之间，要求防水粘结层与水泥混凝土板和沥青混长安＾学碗ｆ‘学位论文凝土都要具有一定的粘结力。本文重在研究防水粘结层，统一约定水泥混凝土为Ｃ４０ 沥青混合科铺装层为ＳＢＳ改性密级配沥青混凝土ＳＭＡ一１３。具体层位关系见图３．ｉ。三蚕蚕熏蚕三至薹羞善；；；；；；枥青棍凝土 防水粘结层熬麓缫裂３．３水￥踹凝土图３．１桥面防水粘结层与桥面铺装结构的关系２代表性防水粘结材料的选择 目前桥面铺装防水粘结层材料种类较多，通过前期调研了解，考察国内工程实践使用状况，选定以下五种防水粘结材料来进行防水粘结试验：ＳＢＳ改性沥青、桥面防水专 用材料ＦＹＴ、ＳＢＲ改性乳化沥青、二阶反应型防水材料、环氧沥青。 （ｉ）ＳＢＳ改性沥青 多年的研究与应用表明，ＳＢＳ改性沥青（Ｓｒｙｒｅｎｅ―Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ―ＳｒｙｒｅｎｅＢｌｏｃｋ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ，苯乙烯一丁二烯一苯乙烯）被认为能较全面地改善沥青的性能，因而得到了 广泛的认可和最普遍的应用。ＳＢＳ系三元嵌段聚合物，是一种很受推崇的热塑性弹性体， 在常温下呈强韧高弹性，在高温下呈接近线性聚台物的流体状态。ＳＢＳ改性沥青的优越 性能得益于其在沥青中形成的三维网状结构，其高劲度的聚苯乙烯“节点”及超韧性的 聚丁二烯“链”克服了沥青自身缺陷，大大增强了沥青的低温变形能力及耐高温性能， 使得ＳＢＳ改性沥青具有“刚柔并济”的力学特性‘删。 ＳＢＳ改性沥青其技术指标见表３．２。 （２）桥面专用防水材料ＦＹＴ 主要化学成分为阳离子氯丁胶乳化沥青。施工方便既可用机械喷涂也可用人工喷 涂，可做成一稚三涂、二布（玻璃纤维布）四涂和二布六涂，涂料固化快。操作安全无污 染，耐高温１４０Ｘ］，在低温－２０Ｔ！时也不脆裂，又因其具有高强度玻璃纤维布增加防水 层，抗碾压，抗剪切能力。施工机械可直接在其上面进行沥青混凝土施工，无需任何 保护，应用范围广泛１２”。Ｆ１仃分为１号料和２号料两种；胎体一般可用无纺布、玻璃纤维布或者聚酯毡等，第三章原材料性能试验具体可做成一布三涂、二布四涂或者二布六涂。但实际使用表明，胎体施工极易不够 平整，造成层间粘结力不足，本次试验研究不加胎体材料。技术指标如表３．１３．表３．１３性能指标 固体含量／％ 低温柔性ｎ汀技术指标１幸料≥４５２阜料≥６５．２５＂Ｃ，２ｈ，绕１０ｍｍ圆棒一 周无裂纹≥０．３一３０＂Ｃ，１０ｄ，绕３ｍｍ圆棒一 周无裂纹≥１．０粘结强度（２０℃）／ＭＰａ 耐热性１６０。Ｃ，３０ｍｉｎ，涂膜不流 淌，无滑动，无气泡≥０．３１８０＂（２，５ｈ，涂膜不流淌，无滑动，无气泡≥１．Ｏ抗剪强度（２５℃，剪切角 Ｑ＝４０。）／ＭＰａ不透水性 抗低温 冻融柔性０．１ＭＰａ，２４ｈ，不透水－２０＂－－２０℃，２ｈ１．５ＭＰａ，７ｄ，不透水－２０，－－－２０℃．２ｈ３次循环无裂纹３次循环涂膜无裂纹（３）ＳＢＲ改性乳化沥青 改性乳化沥青做桥面防水粘结层，有效起到封缝（微裂缝）、防水的作用，与水泥 混凝土桥面板的粘结性能良好，具有良好的高低温性能、抗剪性能，是一种可靠、简单、 经济、环保的功能结构层。ＳＢＲ改性乳化沥青防水粘结层是一种造价低廉、防水效果 优良的防水材料。 试验采用由国林公司提供的ＳＢＲ改性乳化沥青。技术指标如表３．１４。表３．１４性能指标 筛上余量（１．１８ｍｍ） 电荷 储存稳定性５ｄ（％） 标准粘度（ｓ） 破乳速度 粘附性 蒸发残留物针入度１００９、（Ｏ．ｍｍ）≥２／３４０￣１２０ＳＢＲ改性乳化沥青技术指标规范要求≤０．１实测数值０．０７＋≤５．０８―２５４．３１７中裂≥２／３４８ ２６ ５４蒸发残留物延度５＂Ｃ（ｃｍ）蒸发残留物软化点（℃） 蒸发残留物含量≥２０ ≥５０ ≥５５６２％长安大学硕士学位论文（４）二阶反应型防水材料 二阶反应型防水材料：材料中的活性反应物质极易渗入到干净的水泥混凝土毛细孑Ｌ 中，产生物理化学反应，堵塞毛细孔，修复水泥混凝土微小缺陷，起到极佳的防水效果： 与粘结界面开成牢固的钉子效应，与沥青混凝土（水泥混凝土）的粘结力及剪切力均可 达到１．０Ｍｐａ以上，能有效防止路面脱层、推移病害的产生；二阶反应固化形成的弹塑 性防水粘结基面具有比沥青混凝土路面更好的耐久性，能显著提高建筑结构的使用寿命 和结构安全。技术指标如表３．１５。表３．１５二阶反应型防水材料的技术指标项目 外观 延伸性指标 黑色粘稠液体≥６ｍｍ ≥８０％试验方法ｊｃ压９７５－２００５ ＧＢ厂ｒ １ ６７７７．１ ９９７ＧＢ厂ｒ １６７７７．１９９７断裂延伸率拉伸强度≥１．００ＭＰａ 无断裂纹≥１．００Ⅳ口ａＧＢ厂ｒ １６７７７．１９９７ＧＢ厂ｒ １６７７７．１９９７低温柔韧性，－２５℃４－２℃２５℃粘结强度６０℃ ２５℃３ｃ以９７５．２００５≥０．４０Ｍｐａ≥１．００Ⅳ咿ａ剪切强度６０℃≥０．４０Ｍｐａ≤４ｈ ≤１２ｈＧＢ厂ｒ １６７７７．１９９７ ＧＢ厂ｒ １６７７７．１９９７ ＧＢ厂ｒ １６７７７．１９９７表干干燥性（２５℃） 实干不透水性，０．３ Ｍｐａ耐热性 抗冻性，－２０℃３０ｍｉｎ不渗水 １６０４－２＂Ｃ，无流淌和滑动 ２０次不开裂抗刺破及渗水暴露轮碾试验（０．７Ｍｐａ，１００次）后，０．３ Ｍ．Ｐａ水压下不渗水ＧＢ厂ｒ １ ６７７７．１ ９９７（５）环氧沥青【２２１ 环氧沥青属热固性材料，它将环氧树脂加入沥青中，经与固化剂发生固化反应，形 成不可逆的固化物。这种材料从根本上改变了沥青的热塑性质，赋予沥青全新的优良物 理力学性质，在粘结性能、热稳定性方面具有优势。 试验使用的是美国ＣｈｅｍＣｏ Ｓｙｓｔｅｍｓ公司生产的环氧沥青粘结剂（以下简称美国环 氧粘结剂）。环氧沥青一般分为Ａ、Ｂ两组分。组分Ａ是由双酚Ａ和表氯醇（ｅｐｉｃｈｌｏｒｏｈｙｄｒｉｎ） 经反应得到的液态双环氧树）Ｊ旨（ｄｉｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ），不含稀释齐ｌＪ（ｄｉｌｕｅｎｔ）、软化剂（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｚｅｒ）第三章原材料性ｅＢ试验或增塑剂（ｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ）。其性质指标如表３．１６所示。表３．１６组分＾技术指标 １呻～１６０ ＡＳｌＭＤ４４５ ＡＳｌＭＤｌ６５２一粘度（”℃），叩 环氧当最（含ｌｇ环氧的材料克数）颜色珈德纳（Ｇａｒｄｎｅｒ）音水置脯闪点／＇Ｃ 比重ＡＳｌＭＤ 郢０５＞２００１５４４ １７４４ＡＳＴＭＤＡＳＴＭＤ９２目视外观透明琥珀色鬻垂蓦图３．２ Ａ组分组分Ｂ是一种由石油沥青和环氧树脂固化剂组成的匀质合成物。它不含不可溶物 质（比如无机填料或色素等）和污染物。其性质指标如表３ １７所示。表３．１７组分Ｂ技术指标 技术指标 酸值（ＫＯＨ每克）／ｒａｇ 闪点（克立夫兰敞口杯） 技术要求 丑５０ ９０５ 布氏粘度计．ＨＢＴ型采用３号 轴（１００转，分）（ＡＳ＇Ｉ＇ＭＤ２０４１）ＡＳＴＭＤ 黑１４７５试验方法含水量瞄粘度（１００℃．１００转／分）／。ｐ比重（２３℃时）颜色目视∥【’，一‘魏 黪‘鬻焉二：≯、图３，７Ｂ组分长安大学硕士学位论文Ａ组分加热到８２℃～９３℃，Ｂ组分加热到１４１℃～１５２℃，然后混合，混合后搅拌 几分钟，使得Ａ、Ｂ组分充分反应，在１２０＂Ｃ下养生４小时，固化后得到环氧沥青粘结 剂的性质指标如表３．１８所示。表３．１８环氧沥青粘结剂技术指标技术指标 重量比（Ａ：Ｂ） 技术要求１００．－４４５试验方法抗拉强度（２３℃）／ＭＰａ断裂延伸率（２３℃）／％ 热固性（３００＂Ｃ） 膨胀比（２３℃） 浸耗率（２３。Ｃ）／％＞６．８９４７ ≥１９０ＡＳＴＭ ＡＳＴＭＤ ６３８（ＧＢ厂ｒ ５２８．１９９８）Ｄ ６３８（ＧＢ／Ｔ ５２８．１９９８）不熔化小试件放置在热板上 特殊规程 特殊规程９．０ ９５作为一种新型高性能材料，环氧沥青正越来越受到各国研究者的重视。环氧树脂【１４】 本身是一种热塑性低聚物，性能较差，除用作聚氯乙烯的稳定剂等之外，没有多少使用 价值，但当它与固化剂进行固化反应形成三维交联网络结构后，则呈现出一系列优异的 性能，具有卓越的实用价值。环氧树脂的固化过程是一个很复杂的物理、化学变化过程， 其在固化过程中的行为及固化物的性能取决于环氧树脂的性能、固化剂和其他助剂的性 能以及它们与树脂之间的相互影响及合理配合，此外还和它们的固化历程有密切关系。３．４防水材料基本性能试验防水粘结层原材料的基本性能的好坏，是其实际路用性能的前提和保证，也是进行 防水粘结材料初步选择评价的指标。原材料质量检验包括高温耐热性、低温柔韧性、耐 酸碱性、不透水性等几个方面。 ３．４．１高温性能研究 防水层的耐热性能是检验防水材料在不同阶段经受最不利高温的能力，属于感温性 指标，并以在规定的温度和时间内受热后的外观变化来判断【１９】。 在水泥混泥土板上涂上防水粘结材料作为试验试件，在规定温度下加热后，取出试 件观察１５ｍｉｎ后试件表面有无起泡、皱皮、下垂、流淌等现象并记录试件表面变化情况， 看涂覆的防水材料是否流淌。若有流淌记录流淌的温度。试验结果如下：第三章原材料性能试验表３．１９不同防水粘结材料的耐热性试验防水粘结材料１６０℃（３０ｒａｉｎ）ＦＹＴ幸１ ＦｙＴ?２ ＦＹＴ木１＋２试件加热后的状态１８０℃（２ｈ）无流淌、起泡等现象 无流淌、起泡等现象 无流淌、起泡等现象 无流淌、起泡等现象 有流淌、起泡等现象 无流淌、起泡等现象 高温性能良好流淌不多，起气泡等现象 无流淌、不起泡、不起鼓等现象无流淌、不起泡、不起鼓无流淌、起泡等现象 有流淌、起泡等现象 无流淌、少许泡等现象 高温性能良好ＳＢＳ改性沥青 ＳＢＲ改性乳化沥青二阶反应型防水材料环氧沥青经过高温性能研究，环氧沥青和ＳＢＳ改性沥青的高温性能最好，ＦＹＴ的高温性能不 如其它的材料。 ３．４．２低温性能研究 防水材料抵抗低温性能的好坏将会直接关系到桥面防水层的耐久性。冬天气温的骤 降可能会使防水材料的拉伸性能降低，收缩变形发生脆裂，为此防水材料须具有一定的 低温柔韧性。 在牛皮纸上分别涂刷防水粘结材料，在２５。Ｃ室温下放置７ｄ，剪成２５ｍｍ×１２０ｒａｍ的 柔度试件，将试件和１０ｒａｍ金属棒同时放入已达规定试验温度的环境箱中冰冻２ｈ，于该温度下，将试件绕金属棒在２－－－３ｓ内均衡弯曲１８０。，ＮＵｌｌ观察试件有无裂纹㈣。低温性能试验结果如下表３．２０。＼温度 ＼表３．２０低温柔韧性试验结果－２０℃ －１０℃ 一５℃材小＼ＦＹＴ木ｌＦＹＴ＊２ ＦＹＴ木ｌ＋２无变化无变化 无变化 有相应柔度，弯曲时脆裂 无变化 无变化 有相应柔度，弯曲时脆裂无变化 无变化 无变化有相应柔度，弯曲时脆裂无变化 无变化 无变化 保持完好 无变化 无变化 保持完好ＳＢＳ改性沥青 ＳＢＲ改性乳化沥青 二阶反应防水材料 环氧沥青无变化无变化 有一定柔度，弯曲时有裂纹综合上述，五种防水粘结材料性能均符合低温要求，在耐低温性能方面，ＦＹＴ优于 别的防水粘结层材料。长安大学硕士学位论文３．４．３耐酸碱性能研究 在一些特殊环境下，防水粘结层会遭遇酸性、碱性介质，而柔性防水粘结材料多为 有机材料或高分子改性沥青，其化学成分复杂，有可能会与酸、碱发生反应，破坏其原 有的性能。因此，有必要检验防水粘结材料的耐酸和耐碱性能。 在水泥混泥土板上涂上防水粘结材料作为试验试件，浸泡在配制好的２％硫酸溶液 中以及２％氢氧化钠溶液中１５ｄ，耐酸碱性能试验结果如表３．２１表３．２１不同防水粘结材料的耐酸耐碱性试验ｍ材料试验２％Ｈ２Ｓ０４溶液２％ＮａＯＨ溶液表面完好，无剥落，无坑洞，无起泡表面基本完好，无剥落，无坑洞，轻微起泡，直径由２ｍｍ一６ｍｍＳＢＳ改性沥青表面完好，无剥落，无坑洞，不起泡 起泡表面完好，无剥落，无坑洞，不 表面完好，无剥落，无坑洞，不起泡ＳＢＲ改性乳化沥青 二阶反应防水材料 环氧沥青表面完好，无剥落，无坑洞，不起泡表面完好，无剥落，无坑洞，不起泡 起泡表面完好，无剥落，无坑洞，不 表面基本完好，无剥落，不起泡，较 多坑洞，直径由ｌｍｍ．３ｍｍ表面基本完好，无剥落，不起泡，少许坑洞，直径巾ｌｍｍ．１．５ｍｍ试验结果知，各防水粘结材料基本完好，符合耐酸耐碱性要求。 ３．４．４防水涂料规范要求 《路桥用水性沥青基防水涂料》（ＪＴ／Ｔ ５３５―２００４）规范【２３１，其性能指标要求见表３．２２。表３．２２水性沥青基防水涂料性能指标项目 类型Ｉ ＩＩ ≥６．Ｏ ≥４．５延伸性 ／ｍｍ 耐热性／。Ｃ 柔韧性／℃ 粘结性／ＭＰａ 不透水性无处理 处理后≥５．５ ≥３．５１４０－Ｊ：２无流淌和滑动 ．１５＋２无裂纹、断裂≥Ｏ．４１６０－ａ：２无流淌和滑动 ．２０－＆２无裂纹、断裂０．３ＭＰａ，３０ｍｉｎ不渗水 ２０次不开裂抗冻性（－２０＂Ｃ） 耐腐蚀性 耐碱（２０℃） 耐盐水（２０℃）Ｃａ（ＯＨ）２中浸泡１５ｄ无异常３％盐水中浸泡１５ ｄ无异常０．１６高温抗剪（６０＊Ｃ）／ＭＰａ３ｌ第三章原材料性能试验由表３．２２可知防水粘结材料满足规范要求。３．５小结通过本章研究，可以得出以下主要结论： （１）环氧沥青和ＳＢＳ改性沥青的高温性能最好，ＦＹＴ的高温性能不如其它的材料； 在耐低温性能方面，ＦＹＴ优于别的防水粘结材料，ＳＢＳ改性沥青也满足要求；各防水粘 结材料基本完好，符合耐酸耐碱性要求。 （２）本文选择的五种防水材料的各项技术指标符合规范要求，可用作桥面防水粘结层。３２长安大学硕上学位论文第四章防水粘结层路用性能试验防水粘结层在桥面铺装结构体系中起着非常关键的作用，我国目前还没有统一的有 关桥面防水粘结材料的设计、试验、施工方面的规范，在选择使用防水粘结材料时有很 大的盲目性，导致桥面防水粘结措施不当、质量控制无章可循。为此本研究选用了五种 有代表性的材料进行对比路用性能试验，以研究由不同防水粘结材料组成的铺装结构的 层间抗剪强度和抗拉强度，以及外界环境条件对抗剪强度和抗拉强度的影响规律，并对 比试验考查了各防水粘结材料的抗渗水性。４．１防水粘结层路用性能试验方法简介国内外有许多关于防水粘结层路用性能的试验，如英国ＴＲＲＬ的研究是迄今为止规 模最大、手段最现代化的，研究中包括很少的材料试验和较多的性能试验及防水体系的 野外测试。该试验方法根据防水粘结层对应各阶段的特性提出，即防水粘结层施工中、 施工后面层摊铺前、面层摊铺过程中、正常使用中等阶段，共提出了１８种试验方法， 采用七个档次或级别来定量或半定量地研究防水粘结层的性能【２４１。 我国对桥面防水粘结层性能测试方法研究时间不长，并且主要借鉴国外一些经验。 ２００３年底，受交通部公路司委托由长安大学主持完成了“水泥混凝土桥面防水系统设 计与施工技术的研究＂，该课题提出了几种测试桥面防水粘结材料路用性能的方法并研 制出相应的测试仪器【２５】，主要测试指标、方法及适用范围简单介绍如表４．１所示。表４．１长安大学防水粘结层性能试验方法检测项目 抗剪强度 仪器 电动剪切仪 测试指标适用范围用于选材及现场质 量检测 同上 同上防水层与混凝士桥面及沥青面层之间的层间抗剪强度粘结强度拉拔仪 不透水仪９０。剥离仪防水层与混凝土桥面、防水层与沥青面层间的粘结强度不透水性剥离强度施工损伤对防水层材料防水性能的影响防水材料在９０。方向剥离时防水材料与混凝士桥面粘结状况同上２００４年交通部发布实施了两个交通行业推荐标准《路桥用水性沥青基防水涂料》 （ＪＴ／Ｔ５３６．２００４）和《路桥用塑性（ＡＰＰ）沥青防水卷材》（ＪＴ厂ｒ５３６．２００４），这两个标 准分别引用了建筑防水涂料及沥青防水卷材试验方法，由交通部公路科学研究所和北京第四章防水粘结层路用性能试验交通大学起草。．２００５年由国家发展和改革委员会发布并实施了《道桥用防水涂料》（ＪＣ／Ｔ９７５―２００５）、 《道桥用改性沥青防水卷材》（ＪＣ／Ｔ９７４．２００５）两个建材行业标准，这两个标准参照了日 本和欧洲桥面防水规范，由中国化学建筑材料公司苏州防水材料研究设计所、北京市市 政工程设计研究总院、中国建筑防水材料工业协会、上海市市政工程设计研究院起草， 对我们桥面防水粘结层路用性能的评价具有重要的实际意义。４．２防水粘结层路用性能研究４．２．１防水粘结层粘结性能研究 桥面铺装因粘结层而产生破坏的原因有两个方面，一是由于粘结强度不足导致铺装 层与桥面板脱层；二是由于抗剪强度不能满足汽车行驶产生的剪应力的要求，导致剪切 推移破坏。 （１）混凝土桥面沥青混凝土铺装最主要的病害是面层沥青混凝土的剥落、松散等， 究其原因，发现大都是由于在水平方向荷载作用下，桥面铺装各层之间的抗剪强度不足 引起的。所以桥面铺装各结构层之间的抗剪能力的大小，是考查桥面铺装性能优劣的一 项关键指标。 （２）在荷载作用下，若防水粘结层与上下层间的粘结强度不足，沥青混凝土铺装 层与水泥混凝土板之间就容易脱开而破坏。采用拉拔试验来确定防水粘结层与水泥混凝 土板和沥青混合料的粘结力状况，同剪切试验相比拉拔试验还可以根据破坏界面清楚的 判定粘结层结构体系的薄弱环节。 ４．２．２防水粘结层渗水性能研究 防水粘结材料不仅应保持良好的完整性，而且还应具有一定的抵抗外界破损的能 力。防水粘结层施工过程中，防水粘结材料要承受热沥青混合料和压路机的碾压作用， 合格的防水粘结材料应该保证在经受可能的施工损伤后仍保持良好的不透水性。通过室 内试验模拟防水粘结材料所处的工作环境进行，借此全面检测其不透水性能，并为实际 施工提供可靠的参考依据。４．３剪切性能研究考察各种防水材料抵抗水平剪切力性能的影响规律，防水材料与沥青混凝土铺装层长安大学硕±学位论立及水泥混凝土桥面的粘结性能，为实际工程应用提供依据。 （１）复合试件的成型 按旌工过程在室内成型试件，预制３００ｒａｍＸ３００ｒａｍＸ５０ｍｍ的水泥混凝土板，等 其初凝后在其上表面模拟桥面板表面实际纹理构造进行拉毛处理经过养生后在预制水 泥混凝土板上按施工要求程序涂防水粘结材料；摄后在双层车辙板内用轮碾仪加铺 ５０ｒａｍ厚的沥青混凝土铺装层。放置４８ｈ后脱模再用取芯机取出直径为ｌＯＯｍｍ高ｌＯＯｍｍ 双层试件。黪叠……，，１弼圈４．１成型∞试件（２）试验仪器 本文使用课题组自己研制的抗剪仪器，采用控制应变的加载模式，选择较为常见 ５０ｍｍ／ｍｉｎ作为加载速率，在不同试验温度条件进行垂直剪切试验；４．３１剪切试验影响因素殛试验方案 影响层阃抗剪强度的因素包括：材料因素、荷载因素、环境因素。其中材料因素主要包括：防水粘结材料性能及用量、沥青混合料等。荷载状态主要包括：剪切速率、垂 直压力等。试验条件主要包括：环境温度、混凝土板界面。当然影响沥青混合料铺装面 层和水泥混凝土扳之间的抗剪强度的因素还有很多。比如沥青混合料的种类及级配类型 都是重要的影响因素。由于时间有限，本研究只选取以下几个主要影响因素来考查： 主要考虑防水材料类型、材料用量、垂直荷载、洒布碎石、试验条件等五种因素的 影响，每种因素备考虑若干种水平，如表４．２所示。第四章防水粘结层路用性能试验表４．２剪切试验考虑因素及水平因素 水平防水材料类型 材料用量 试验条件垂直荷载 洒布碎石ＦＹＴ、ＳＢＳ改性沥青、ＳＢＲ改性乳化沥青、二阶反应型防水材料、环氧沥青不同用量２５℃、４０℃、６０℃无荷载、０．２ＭＰａ、０．５ＭＰａ、０．７ＭＰａ不洒布、洒布５．１０碎石、洒布１０．１５碎石对这五个因素制定的试验方案如下： ①各种防水粘结材料最佳用量的确定。对各种不同的防水粘结材料在一定的范围内 变动其用量，进行层间剪切试验对比，即确定不同防水粘结材料的最佳用量。 ②变化各种垂直荷载，在粘结层最佳用量下，进行剪切试验，以确定层间抗剪强度 与垂直荷载的关系； ③考查温度对层间抗剪强度的影响。在不同的温度下进行剪切试验，以获得温度对 层间抗剪强度的规律； ④洒布碎石的对比；洒布碎石后，以进行剪切试验。 ４．３．２抗剪强度分析 将试件放在烘箱中保持四个小时的一定温度后准备进行剪切试验。 试验时需观察的剪切特性包括涂膜各种条件下的破坏面特征、抗剪强度、各个具体 试验条件等。剪应力计算公式如下： ｆ＝一 ｆ：一Ｆｓ（４?．１）Ｌ．Ｉ夕式中：ｒ――剪应力（ＭＰａ） Ｆ――剪力（Ｎ） Ｓ――剪切面积（ｍ２）；此处剪切面积Ｓ＝７．８５×１０‘３ｍ２（１）不同防水粘结层材料的用量对层间抗剪强度的影响 ①ＦＹＴ采用三涂方式，不添加胎体，第一层涂ＦＹＴ＊Ｉ材料０．５Ｋｇ／ｍ２，实干后涂第二 层ＦＹＴ＊Ｉ材料０．８Ｋｇ／ｍ２，实干后第三层涂ＦＹＴ＊２材料０．２Ｋｇ／ｍ２。 （至）ＡＭＰ－１００、ＳＢＳ改性沥青、ＳＢＲ改性乳化沥青都涂不同的用量，进行试验。 ③环氧沥青将Ａ组分加热到８２＂－９３＂Ｃ，Ｂ组分加热到１４１－－－１５２＂Ｃ，按Ａ：Ｂ＝１：４．４５ 的比例混合后，按照不同用量涂在水泥混凝土板上，放置２０ｈ后，碾压沥青混凝土，将 成型好的环氧沥青双层板放入１２０℃烘箱内４ｈ加速它的固化反应。３６长安大学硕士学位论文试验结果下：表４．３用量（ｋｇ／ｍ２） ＦＹＴ＊Ｉ＋２剪切试验结果ＦＹＴ?１＋２ ＦＹＴ宰１ ＦＹＴ＊１ ＦＹＴ＊２ ０．２无任何粘结材料Ｏ．５０．８Ｔ。“ＭＰａ）Ｏ．１６２０．３８７表４．４用量（ｋｇ／ｍ２） ．【。。（ＭＰａ）０．６ ０．４６２ＳＢＳ改性沥青剪切试验结果１．０ ０．４９８ １．５ ０．５５９ ２．０ ０．５１５图４．２ＳＢＳ改性沥青用量与抗剪的关系将表４．４中的数据绘制成图，如图４．２所示，回归后得到ＳＢＳ改性沥青的抗剪强度回归公式：ｆ＝一０．０９７３ｘ２＋Ｏ．３０３ｘ＋０．３０８７ Ｒ２＝Ｏ．８８９６（４．２）式中ｆ为抗剪强度（ＭＰａ），Ｘ为用量（ｋｇ／ｍ２），当用量ｘ＝１．５２时抗剪强度取得最 大值。 综合考虑后取ＳＢＳ改性沥青的最佳用量为１．５５ｋｇ／ｍ２。表４．５二阶反应型防水材料剪切试验结果用量（ｋｇ／ｍ２） ｔ。。（ＭＰａ）０．６ ０．３５３ １．０ １．５ ０．４７９ ２．Ｏ０．４８３０．４５２３７第四章防水粘结层路用性能试验图４．３二阶反应型防水材料用量与抗剪的关系将表４．５中的数据绘制成图，如图４．３所示，回归后得Ｎ－－阶反应型防水材料的抗 剪强度回归公式：ｆ＝一Ｏ．１ ８５ ８ｘ２＋Ｏ．５４２６ｘ＋０．１ ０３４ Ｒ２＝Ｏ．９０４６（４．３）式中ｆ为抗剪强度（ＭＰａ），Ｘ为用量（ｋｇ／ｍ２），当用量ｘ＝１．４６时抗剪强度取得最 大值。 综合考虑后取二阶反应型防水材料的最佳用量为１．４５ｋｇ／ｍ２。表４．６用量（ｋｇ／ｍ２） Ｔ。。（ＭＰａ）０．６ ０．３８５ＳＢＲ改性乳化沥青剪切试验结果１．０ Ｏ．３９ｌ １．５ Ｏ．４００ ２．Ｏ ０．３９６图４．４ＳＢＲ改性乳化沥青用量与抗剪的关系将表４．６中的数据绘制成图，如图４．４所示，回归后得到ＳＢＲ改性乳化沥青的抗剪 强度回归公式：ｆ＝一０．０１３３ｘ２＋０．０４３６ｘ＋０．３６２８ Ｒ２＝Ｏ．９３１３（４．４）长安大学硕士学位论文式中ｆ为抗剪强度（ＭＰａ），Ｘ为用量（ｋｇ／ｍ２），当用量ｘ＝１．６４时抗剪强度取得最 大值。 综合考虑后取ＳＢＲ改性乳化沥青的最佳用量为１．６５ｋｇ／ｍ２（油水比为６：４）。表４．７美国环氧沥青剪切试验结果用量（ｋｇ／ｍ２） ．【。。（ＭＰａ）０－３５ ０．５８１ ０．４５ ０．６７２ Ｏ．５５ ０．６５ｌ ０．６５０．４９１图４．５美国环氧沥青用量与抗剪的关系将表４．７中的数据绘制成图，如图４．５所示，回归后得到美国环氧沥青的抗剪强度 回归公式：ｆ＝一６．２７５ｘ２＋５．９８４ｘ一０．７４６ １ Ｒ２＝０．９９８２（４．５）式中ｆ为抗剪强度（ＭＰａ），ｘ为用量（ｋｇ／ｍ２），当用量ｘ＝０．４７７时抗剪强度取得最 大值。 综合考虑后取美国环氧沥青的最佳用量为０．４８ｋｇ／ｍ２。 试验知防水粘结材料用量的增多抗剪强度而增大，但当达到一定值后再增加防水粘 结材料抗剪强度反而会减少，这是因为防水粘结材料如果用量过小，防水粘结层就无法 形成连续的薄膜而影响层间的粘结力；用量太大，反会使层问的摩阻力减小。层间摩阻 力与层间粘结力的平衡点所对应的防水粘结材料的用量即为最佳用量。 不同防水粘结材料的试验数据及回归公式和最佳用量汇总如下表４．８。３９第四章防水粘结层路用性能试验表４．８试验汇总表材料 不同用量（ｋｇ／ｍ２）下的 抗剪强度（ＭＰａ）ＦＹＴ ＦＹＴ＊１ ０．５回归公式最佳用量（ｋｇ／ｍ２）ＦＹＴ＊１０．８ＦＹＴ＊２ ０．２０．３８７ ＳＢＳ Ｏ．６ ０．４６２ ＳＢＲ １．Ｏ ０．４９８ １－０ １．５ Ｏ．５５９ ２．０ ０．５１５ ２．０ ｆ＝一０．０９７３ｘ２＋０．３０３ｘ＋０．３０８７ １．５５Ｒ２＝Ｏ．８８９６ｆ＝一０．０１３３ｘ２＋０．０４３６ｘ＋０．３６２８ １．６５０．６ ０．３８５１．５ ０．４００ １．５ ０．４７９０．３９１ １．０ ０．４８３ ０．４５０．３９６ ２．Ｏ ０．４５２Ｒ２＝Ｏ．９３１３ｆ＝一０．１８５８ｘ２＋０．５４２６ｘ＋Ｏ．１０３４ １．４５Ａ０．６ ０．３５３Ｒ２＝Ｏ．９０４６ｆ＝一６．２７５ｘ２＋５．９８４ｘ－０．７４６１０．４８ＨＹ０．３５ ０．５８１０．５５ ０．６５１０．６５ ０．４９１０．６７２Ｒ２＝ｏ．９９８２注：Ａ代表二阶反应型防水材料在ＳＢＳ改性沥青、ＳＢＲ改性乳化沥青、二阶反应型防水材料在统一用量１．５ｋｇ／ｍ２ 时２５＂Ｃ的抗剪强度对比如下表４．９。表４．９各防水粘结材料相同用量下２５＂０抗剪强度对比防水粘结材料ＴＳＢＳ ０．５５９ＳＢＲ ０．４００Ａ０．４７９ｎ懿（ＭＰａ）图４．６粘结材料相同用量下２５℃抗剪强度比较长安大学硕士学位论文几种防水粘结材料组合在最佳用量下，２５。Ｃ时的最大抗剪强度，如表４．１０所示。表４．１０各防水粘结材料最佳用量下２５１２最大抗剪强度 防水粘结材料Ｔ。。（ＭＰａ） 无０．１６２ ＦＹＴ＊Ｉ ＦＹＴ ＳＢＳ ＳＢＲ ０．４００Ａ０．５００ＨＹ０．３８７０．５５５ＦＹＴ宰２ ０．２ １．５５０．６８００．４８最佳用量（ｋｇ／ｍ２）Ｆ．１『Ｔ木１０．８１．６５１．４５Ｏ．５图４．７各种防水粘结材料最佳下２５℃抗剪强度比较由图４．７可知有防水粘结层材料的抗剪强度都比没有任何防水粘结层材料下有很大 提高，各防水粘结层材料中美国环氧沥青的抗剪强度最好，ＳＢＳ改性沥青、二阶反应型 防水材料的抗剪强度相对较低，而ＳＢＲ改性乳化沥青、ＦＹＴ＊Ｉ＋２则最低。 （２）层间抗剪强度与垂直荷载的关系研究 本文着重研究防水粘结层抗剪强度与所施加的垂直正应力的关系，所以选取ＳＢＳ 改性沥青和ＳＢＲ改性乳化沥青做为研究对象。在ＳＢＳ改性沥青和ＳＢＲ改性乳化沥青为 最佳用量、试验温度为２５＂Ｃ、水平剪切速率为５０ｍｍ／ｍｉｎ的情况下，分别测试仃ｚ为 ０．２ＭＰａ、０．５ＭＰａ、０．７ＭＰａ时的抗剪强度。试验结果如４．１ｌ表所示。表４．１１不同垂直荷载下的层间抗剪强度Ｔ ｍａｘ（ＭＰａ）垂直荷载ｏｒｚ（Ｍｐａ） ＳＢＳ改性沥青 ＳＢＲ改性乳化沥青Ｏ．２ Ｏ．５ ０．７０．７３２Ｏ．８１５０．８９７ ０．６５ｌ０．５ｌｌ０．５７９４１第四章防水粘结层路用性能试验图４．８抗剪强度随垂直荷载的变化图剪切试验结果表明，随着ｏｒ，的增大，ｆ也增大，两者有良好的线性相关关系。 （３）试验温度对防水粘结层抗剪强度的影响 防水粘结层在自然环境中，内部温度随气温而不断变化。在面层沥青混合料摊铺时， 防水粘结材料也会受到高温的冲击，在进行防水粘结层设计以及材料选择时必须考虑环 境温度变化的影响。根据前述防水粘结层不同用量抗剪强度的试验结果，在防水粘结材 料最佳用量，本文在三种不同的试验温度，２５。（２、４０℃和６}