廣州同固建材有限公司，是一家集材料研發、生產及營銷、工程設計及施工、客戶服務于一體化企業。擁有二級施工資質，是建筑防水材料工業協會會員單位。
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溶劑型防水粘結材料

溶劑型防水粘結劑性能研究及其在橋面鋪裝中的應用　摘 要:　該文根據相關先進技術和水泥混凝土橋梁的使用環境,立足于防水和粘 結功能,開發了專門用于橋面鋪裝的溶劑型層間防水粘結劑,并提出了其相應的技術要求。 同時系統研究了溶劑型防水粘結劑的防水性能、與橋面板及瀝青混凝土的粘結性能及剪切性 能,通過安(寧)-楚(雄)高速公路橋面防水工程的實施,研究了其施工工藝,為我國今后的橋 面防水技術提供了一條新思路。　　

　
一前言：　
　隨著我國高速公路的快速修建,不可避免地要修 筑諸多橋梁,特別是在云南、四川及貴州等多山地區。 橋面鋪裝與一般路面使用條件的差異導致其使用性能 要求也有許多不同。由于我國目前在橋梁防水層方面 的研究較少,沒有取得打破性進展,防水材料性能指標 參差不齊,但總體性能較差,導致橋面鋪裝出現較大面 積的推移和脫層等病害。究其原因,主要是一些業主 和施工單位對防水層的認識不夠,只強調防水層應具 備防水性能,而忽視其還應具備與水泥混泥土基層及 瀝青混凝土面層的粘結性能,或者將粘結強度指標定 得過低,并且往往未考慮高溫時的粘結和剪切性能。 鑒于此,重慶交通科研設計院與重慶市智翔鋪道技術 工程有限公司通過綜合調研,從材料開發、性能研究入 手,開發了橋面專項使用的溶劑型防水粘結劑,并提出了相 應的技術要求。

　二材料簡介及作用機理

　2 .1材料簡介　溶劑型粘結劑是根據相似相溶的原理和性能互補 的原則,將瀝青與多種高分子樹脂及助劑經特殊工藝溶解于特定的溶劑中,而形成的一種單組分橋面防水 材料 。它不僅防水性好,滲透力強,而且與水泥混凝土 基層及瀝青混凝土的粘結強度明顯優于國內現有的橋 面防水材料。　2 .2作用機理 溶劑型粘結劑具有粘度低 、滲透力強的特點,當它 涂布于水泥混凝土橋面上時,就會滲透到橋面的微裂 縫內部,形成致密的網狀結構,從而達到防水和與水泥 混凝土粘結的目的;當熱拌瀝青混凝土攤鋪于溶劑型 粘結劑表面時,防水膜部分熔化,與瀝青混凝土混為一 體,從而實現了橋面與瀝青鋪裝層之間的有效粘結 。

　三　性能研究

　　3 .1粘度測試　本研究中,橋面防水材料滲透性能用粘度大小來 評價 。粘度小,滲透力強,反之滲透力弱 。通過對比試 驗,分別測試了改性乳化瀝青與溶劑型粘結劑在常溫 下的粘度,測試結果列于表1。 測試結果表明:在相同試驗條件下,溶劑型粘結劑 的粘度僅為改性乳化瀝青的1/3 ,說明溶劑型粘結劑 的滲透能力遠遠大于改性乳化瀝青 。　

　3 .2防水性能測試　本研究中,橋面防水材料防水性能用滲水速度來表1改性乳化瀝青與溶劑型粘結劑的粘度測試結果s試件編號 溶劑型粘結劑 改性乳化瀝青1 16.6　49 .2 2 16 .2 49 .3 3 16 .1 49 .7 4 16 .8 49 .5 5 16 .0 49 .1平均值16 .3 49 .4注:采用涂氏粘度計進行測試;試驗溫度20 　評價,滲水速度用滲水儀測定 。滲水速度小,防水效果 好;反之,防水效果差 。 同樣通過對比試驗,分別測試了空白水泥混凝土、 改性乳化瀝青、熱瀝青及溶劑型粘結劑在常溫下的滲 水速度,測試結果列于表2。表2幾種橋面防水粘結劑防水性能測試結果 試件類型 水壓力/ mBAR滲水速度/m L· s -1備注 空白水泥混凝土504 1.47 ×10 -5 C30 , 1 cm厚 空白水泥混凝土 一層溶劑型粘結劑502 2.44 ×10 -9溶劑型粘結劑 用量為0 .20 kg/ m2空白水泥混凝土 兩層溶劑型粘結劑508 0溶劑型粘結劑 用量為0 .37 kg/ m2空白水泥混凝土 三層溶劑型粘結劑503 0溶劑型粘結劑 用量為0 .50 kg/ m2空白水泥混凝土 一層改性乳化瀝青509 3.68 ×10 -8改性乳化瀝青 用量為0 .40 kg/ m2空白水泥混凝土 一層熱瀝青507 4.75 ×10 -7熱瀝青 用量為0 .41 kg/ m2以上測試結果表明,空白水泥混凝土具有較強的 透水性,涂刷溶劑型粘結劑及瀝青之后的透水性得到 了明顯減弱,但溶劑型粘結劑的效果,乳化瀝青次 之,熱拌瀝青差。　　

3 .3粘結強度測試　　橋面防水材料對橋面板的附著力用粘結強度來評 價。粘結強度通過測試拉拔力計算得出,拉拔強度Ψ =P/S , S =πD 2 /4。其中P表示拉拔力, S表示有效 拉拔面積, D表示拉頭的直徑(50 mm)。粘結強度小,附著力小;反之,附著力大。通過對比試驗,測試了不 同厚度的溶劑型粘結劑及改性乳化瀝青 、熱瀝青與水 泥混凝土之間的粘結強度,測試結果列于表3。 試驗結果表明,溶劑型粘結劑與水泥混凝土的“粘 結強度”和溶劑型粘結劑的用量有關,隨著用量加大, “粘結強度”降低;熱瀝青和乳化瀝青與水泥混凝土的 粘結強度均較低 。因為隨著用量的加大,滯留在膜內的少量溶劑尚未揮發干凈,膜自身的內聚強度還 未形成,故試件的破壞位置會發生于膜內部,由此計算 出非溶劑型粘結劑與水泥混凝土橋面之間的界面處的 粘結強度,并不能真實反映溶劑型粘結劑在水泥混凝 土上的附著力,而是反映溶劑型粘結劑自身的抗拉強 度(內聚強度),而溶劑型粘結劑與水泥混凝土橋面的 附著力要大于此處的粘結強度 。改性乳化瀝青雖然對 水泥混凝土的滲透性較好,但由于自身強度太低,故粘 結強度較低;而熱瀝青對水泥混凝土的滲透性較差,界 面結合不夠緊密,故粘結強度較低 。

　　3 .4組合結構剪切強度測試　　橋面鋪裝防水層的使用效果是一個綜合性指標,既包括防水層與水泥混凝土的粘結性能,也包括防水 層的防水性能及其與鋪裝層瀝青混凝土的粘結性能和 剪切性能 。特別是高溫下組合結構的剪切性能指標非 常重要,高溫剪切性能的優劣直接關系到橋面鋪裝是 否會出現脫層和推移等病害 。剪切強度τ=F/S , S = πD 2 /4。其中F表示剪應力, S表示有效剪切面積, D表示試件的直徑(100 mm)。 本研究中,同樣通過對比試驗,研究了組合結構(空白水泥混凝土 三層溶劑型粘結劑 5 cmAC16瀝青混凝土 、空白水泥混凝土 改性乳化瀝青 5 cmAC16瀝青混凝土 、空白水泥混凝土 熱瀝青 5 cmAC16瀝青混凝土)的常溫(25 )和高溫(40 )剪 切性能,測試結果列于表4和表5。 剪切強度的測試結果表明,無論是常溫或高溫,三 層溶劑型粘結劑與水泥混凝土及5 cm AC16構成的 組合結構的剪切強度明顯高于其余兩種組合結構的剪 切強度。說明作為橋面防水材料,溶劑型粘結劑能夠 實現橋面與瀝青鋪裝層的有效粘結,組合結構常溫和 高溫下的剪切性能優良,對于減少甚至避免橋面鋪裝的層間推移、脫層等病害是非常有利的 。

四工程使用案例：

　溶劑型粘結劑在云南安(寧)-楚(雄)路試驗工程中的應用　　云南安楚高速公路K93 915大橋及K95 815大橋是兩座水泥混凝土橋梁,也是溶劑型粘結劑初次 在云南省的試點工程,總面積為6 000 m 2左右 。云南 省普遍存在橋面鋪裝層發生推移的現象,其原因主要 是鋪裝層與水泥混凝土基層之間的粘結強度不夠,導 致層間抗剪性能嚴重不足。同時,又考慮到兩座大橋 的鋪裝下層采用的是防水性能并不突出的AC -25型 瀝青混凝土,為了確保鋪裝下層與水泥混凝土橋面實 現有效粘結,提高鋪裝層與橋面的抗剪性能,并起到良 好的防水效果,必須適當加大溶劑型粘結劑的用量(厚 度)。整個施工工序分為3步進行:　(1)水泥混凝土基層的處理,水泥混凝土橋面狀 況較差,表現為:平整度差 、浮漿較多、油類物質污染嚴 重等 。進場后首先進行水泥混凝土基層的處理,處理 內容包括:基層浮漿的鏟除、油污的清洗和各類灰塵雜 質的清理 。(2)溶劑型粘結劑的凃布。考慮到K93 915大 橋橋面狀況,溶劑型粘結劑厚度須在0 .3 mm左右(量為0 .5 kg/m 2左右),由于用量較大,為了使溶劑充分 揮發,將凃布工藝分為3次完成,大致為:次涂布 約0 .25 kg/m 2 ,次約0 .15 kg/m 2 ,第三次約0 .10 kg/m 2。　(3)性能檢測 。溶劑型粘結劑施工完3 d后進行 了防水性能的測試。通過測定涂布三層溶劑型粘結劑 的橋面的滲水系數來評價其防水性能。測得的滲透系 數為0。測試結果表明,溶劑型粘結劑的防水性能優 良。由拉拔力與拉頭面積計算得出的粘結強度在0 .8 MPa左右,試驗拉頭的破壞位置均發生在溶劑型粘結 劑的內部,而不是溶劑型粘結劑與水泥混凝土的界面 處,這與室內試驗基本吻合。　5結論　　(1)作為橋面鋪裝的防水層,溶劑型粘結劑具有 優良的防水性能,當其達到一定厚度時,橋面的滲水速 度為0。　(2)作為橋面鋪裝的粘結層,溶劑型粘結劑與水 泥混泥土橋面板及瀝青混凝土鋪裝的粘結性能良好,組合結構具有優良的高溫和常溫的剪切性能,對于防 止橋面鋪裝的推移、脫層等病害提供了技術保障。　(3)結合安楚公路橋面的實際情況,選擇了較大 用量(0 .5 kg/m 2)的溶劑型粘結劑作為該試驗工程的 防水層,確保了橋面鋪裝良好的綜合性能。

　
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新疆：沙漠高速公路加快建設 3月20日，新疆維自治區阿（勒泰）烏（魯木齊）高速公路正式復工。該項目是新疆條沙漠高速公路，建成后，從阿勒泰至烏魯木齊車程將縮至4小時左右。 據悉，阿烏高速公路位于新疆北部，起自新疆生產建設兵團第十師北屯市，穿越古爾班通古特沙漠和準噶爾盆地，連接烏魯木齊市擬建的西繞城高速公路，全長約343公里，設計時速120公里。 阿烏高速公路項目部指揮長羅小剛說：“線路為直線型道路，穿越荒漠及沙漠路段超過了150公里，全線計劃于2022年8月底完工。”阿烏高速公路沿線地形開闊，交通節點少，車輛運行環境好，在基本功能的基礎上，將努力建設成為交旅高層度結合的沙漠探險旅游高速公路及科技創新示范工程。