（河南建筑材料研究设计院，河南  郑州  450002）

 

摘要：介绍了路桥防水的重要性，路桥防水涂料的基本性能以及材料的选择。对标准JT/T 535中部分试验的细节进行了探讨。

关键词：路桥防水；防水涂料；JT/T 535

An introduction of the waterproofing coating for roadbridgesome questions in standard JT/T 535-2004 //Wang Zhi，Bian Huaying，Chen Shengqiang，Wang Han

Abstract：The article introduced the importance of waterproofing for roadbridge，the basic properties of the waterproofing coating for roadbridgethe  material choice. Part of the test in standard JT/T 535 was thoroughly discussed.

Key words：waterproofing for roadbridge；waterproofing coating；JT/T 535

 

    近年来，我国修建的高速公路无论是设计标准还是施工工艺，就其总体水平而言都有显著的提高，然而往往通车不到一年就出现早期损坏，其中危害最大、最常见的就是水损害。对于沥青路面，由于其孔隙率较高，没有防水作用，于是水的渗入和滞留，在温度和荷载综合作用下，不仅造成面层的松散、剥落和坑槽破坏，而且，渗入水会造成基层软化、强度降低，进而诱发面层更加严重的破坏。同样，水泥混凝土路面也存在类似问题。另外在道路修建中，各式各样的桥梁在公路的总里程中占有相当部分比例，在实际工程中也常出现诸如立交桥桥面渗水、铺装层剥落、桥面板破碎等问题。研究表明，水的渗入是造成这些破坏的最直接和最重要的原因之一。为了保护桥面板，防止车辙或履带直接磨耗桥面，并借以分散车轮的集中荷载，通常用水泥混凝土和沥青混凝土铺装桥面，而为满足防水性好、稳定性好、抗裂性好、耐久性好以及层间粘结性好的使用要求，一般都要在桥面铺装层间设置防水层。

    在路桥建设中可用作铺设防水层的材料很多，有各类防水卷材、防水涂料及各种堵漏材料等。但在众多的防水材料中，防水涂料是近年来路桥防水中应用最广泛、用量最大的一种防水材料。这主要是因为防水涂料作为路桥防水有以下优点：防水涂料为不定型材料，可适用于各种形状不同的基层，能形成无连接缝的、整体性好的防水层；可喷涂，施工方便，工效高，水乳型涂料还可在潮湿的基层上施工，可缩短工期。因而近年来随着公路建设的蓬勃发展，路桥防水涂料也发展很快，工程用量逐年增大。但由于标准的滞后，以往路桥防水涂料多以建筑防水涂料JC 408、JC/T 894标准为依据，事实上建筑防水在环境与力学特性上和道路工程防水有着较大的差异。桥面防水层的作用不同于建筑上的防水，也不同于地下工程的结构物防水。屋面防水涂膜不受荷载作用，它的功能就是防止雨水侵入屋面混凝土，腐蚀混凝土中的受力钢筋，降低结构的使用寿命；地下结构物的防水涂膜则是在屋面防水的基础上，再加上一恒定的水压力；而路桥用防水材料则是在外部应变力、剪切力不断变化的条件下承担防水作用的，施工早期必须承受施工设备的裸碾及粒料的穿剌，开通营运后还得承受行车的反复作用和动水压力¹，尤其是道路需承受较大的车辆推动荷载与水平荷载，在弯道处其所承受的强度更大。由于高速公路有不少弯坡斜桥，且桥梁坡度大，加之重载车辆多、车速快，在用卷材作防水层的桥梁建成通车后一些桥面出现了沥青混凝土滑动的现象。桥梁承受振动荷载结构时，桥面防水层应采用柔性涂料与卷材，两者相比，选用涂料防水层更佳。

3  对JT/T 535-2004标准的理解

    标准是以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管部门批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。路桥用防水涂料标准的制定有利于解决目前路桥工程上防水涂料乱用的局面，新颁布实施的《路桥用水性沥青基防水涂料》JT/T 535-2004标准对生产厂商及检测部门无疑是早已期盼的。但笔者在检测实践中发现标准中的一些细则细化不够，容易造成对标准理解和执行上的混乱。为此，笔者就这些问题提出了一些自己的观点和建议。

1)      产品标记

    标准中4.2产品标记示例：氯丁胶乳沥青防水涂料，其无处理时延伸性不小于5mm，标记为：水性沥青基防水涂料 AE-1-5 JT/T 535-2004。

    对照标准规定的标记方法：产品名称+品种代号+无处理时的延伸性+标准代号，发现其中的无处理时延伸性与标准规定的技术指标范围不符。标准规定：I型产品无处理时延伸性≥5.5mm，II型产品无处理时延伸性≥6.0mm，并未规定有5mm这项技术指标。由于标准是让广大科研工作者遵照执行的技术性文件，笔者认为应该更准确和明晰，标记示例应该针对标准规定的指标进行描述，而不应有随意性。参照其规范性引用文件JC 408-1991水性沥青基防水涂料的产品标记方法4.2.1（产品标记顺序为：产品名称、品种代号、无处理时的延伸性、标准编号）和标记示例4.2.2（水乳性再生胶沥青涂料，其无处理时延伸性不小于4.5mm，标记为：水乳性沥青基防水涂料 AE-2-b-4.5 JC 408-91），笔者建议应将此处5mm改为5.5mm或6.0mm。

2）试件制备

    在道桥路面施工时，沥青混凝土混合料的拌和温度多控制在160~180℃，其摊铺温度一般在160℃左右。因此作为道桥防水层，既要满足沥青层铺装时的高温和碾压，具备合适的耐热度和抗穿孔性能；同时又要保证在车辆通行产生剪切和摩擦力的情况下不产生滑动，并且能阻挡基层的反射裂缝，承受负荷和变形²。为了保证防水层在高温下受力不产生滑动和不被破坏，就要对防水层进行高温抗剪试验及抗硌破试验。本标准6.13和6.14分别规定了这两项试验，但标准在此描述上有待细化。

    比如在高温抗剪试验中，标准规定“将涂料分别粘贴在沥青混凝土和混凝土上，在60℃温度下，拉力机夹具角度30°~45°并保持粘合面正应力0.15MPa，压速10mm/min测剪切力”。但标准对该项性能的测试方法描述不够详细，这样就带来了标准执行上的困难。第一，标准未明确规定粘合面的面积及沥青混凝土和混凝土试板的规格尺寸。在实验室，路桥涂料是要刷涂在一定规格的试板上，待其达到标准规定的试验要求时才能进行物理性能测试。为此，所用的试板尺寸是有严格规定的，至于混凝土的配合比则更应该进行详细规定。不同的比配，制备出的混凝土试板的强度以及表面粗糙程度是不一样的，这样势必要影响到涂料的粘结能力。第二，在粘合面处需涂布的涂料用量及涂布次数未进行详细规定。根据公路实际施工要求，防水层涂膜厚度一般控制在0.5~0.8mm（如果涂膜厚度为1mm，则每平方米约需涂料1.0~1.2kg）。这样的厚度在试板上至少得涂刷2~4次，否则，涂膜的干燥性是难以保证的，并将最终影响涂膜的整体性能。笔者考虑此处应根据工程实际施工要求及施工条件，制定出实验室的具体试验方法及步骤。而在抗硌破及渗水试验中，标准6.14规定“按GB/T 12952-1991的5.11规定的要求进行穿孔实验，检测渗水透过率。在暴露轮碾试验（0.7Mpa，100次）后，测0.3Mpa水压下不渗水”。该条款也未明确规定试样的成型状况，是将涂料刷于牛皮纸上还是将涂料直接涂于玻璃板上制成膜片？试件的制备将直接影响材料性能的测试。对于“暴露轮碾试验”，对轮的表面状况也未进行规定，是平整表面还是带有凸起表面，是金属轮面还是橡胶轮面都应进行具体规定描述。根据工地实际情况还应要求轮的表面带有不规则的凸起才能真正测定涂料的抗硌破性能。 同时，对于制备后的试件的养护环境和养护周期也未进行规定。标准中耐腐蚀性一项要求制备后的试件（制备成膜片）应在实验室标准试验条件下放置168h后脱膜，笔者认为对于抗硌破试验所用试件也应制成这种膜片，同样其养护环境和养护周期也应是在实验室标准试验条件下放置168h。

3）试验方法

    针对道桥防水层的特殊性，对所用材料试验方法的规定也应不同于其它材料，并且应规定的更明确和严格。笔者认为标准中6.7、6.11、6.14和6.15规定的试验方法不够严密，并针对延伸性和延伸率的差异所反映材料的不同性能提出了自己的一些观点。

标准6.7规定：耐热性按JC 408-1991中6.7的方法进行。JC 408-1991中6.7规定如下：在干净的铝板上按样品稠度差异分3~4次共称取12.5±0.1g搅匀的试样(以氯丁胶乳沥青涂料为例)，每次称取试样后用抹刀刮平，并在40±2℃烘箱中放置4~6h，最后一道涂层应在烘箱中烘干24~30h。将烘干的试件置于试验架上，放入80±2℃的电热恒温箱内鼓风恒温5h取出。

    笔者经过多次试验发现，如果将完全按照上述方法制备好的试样直接放入本标准规定的140±2℃或160±2℃的电热恒温箱内鼓风恒温5h取出，则有许多涂料都会出现不同程度的鼓泡现象。针对这种现象，笔者认为这与涂料的干燥程度密切相关。短时间内水性涂料在40±2℃的情况下是很难干燥彻底的，也即涂膜中仍保留有一部份水分，这样的涂膜直接放入100℃以上的高温环境中，存在于涂膜下层的水分急速挥发肯定要引起涂膜表面鼓泡。根据工程实际施工，笔者建议阶梯升温干燥，按照40℃~60℃~80℃~100℃的顺序升温干燥，这样制出的膜片做耐热性试验则不易出现鼓泡现象。

    标准6.11.1规定：在20℃，按GB/T16777-1997中8.2.1.2要求制备试件，放在Ca(OH)₂ 溶液中浸泡15d无异常。笔者认为此处的Ca(OH)₂溶液的浓度应进行明确规定，对溶液的用量及浸泡时试件在溶液中所处的位置也应进行细致地描述。同样，在耐盐性试验6.11.2中虽明确规定了盐水浓度为3%，也未规定溶液的用量及浸泡时试件在溶液中所处的位置。参照GB/T16777-1997和JC 408-1991中的碱处理试验，笔者发现所用Ca(OH)₂溶液的浓度均是饱和状态，液面高出试件表面至少10mm以上。为此，笔者考虑此处应明确规定Ca(OH)₂溶液为饱和溶液，同时浸泡时液面应高出试件表面10mm以上。

    标准6.14规定“按GB/T12952-1991的5.11规定的要求进行穿孔试验，检测渗水透过率。在暴露轮碾试验后，测0.3MPa水压下不渗水”，给了检测人员两种理解，一是穿孔试验，二是暴露轮碾试验。而在技术要求中只对暴露轮碾试验有要求，在此却又提出两种试验方法？标准规定的真正含义是否是：先对涂布成膜的材料进行穿孔试验，如果没有渗水再在此涂膜上进行轮碾试验。如果是这样的话，这种涂膜材料的性能是非常的好，其延伸性则远远要大于标准规定的延伸值。

    标准6.15规定：老化后“测定纵向拉力，计算纵向拉力保持率不小于80%”。对于涂膜材料，并未见有文章报道区分材料纵横向，而且在该标准中的其它地方也未有区分材料纵横向的描述。这里规定要试验材料的纵向拉力保持率，关于这一点有待明确规定，以便标准的准确执行。

    延伸性试验是将涂料涂刷于铝板上制成试件，对涂料的成膜性要求不高，即对涂料的力学性能要求不高。涂料只要能成膜，成膜后试件软与硬对试验结果影响不大，因为有铝板作支撑载体，所以反映不出涂料的抗拉强度。而延伸率试验则与此不同。延伸率试验要求将涂料涂布成一定厚度的膜片并在养护期满后脱膜，即要求涂料是独立成膜，无任何支撑载体。这就要求成膜后的试件必须具备一定的强度，否则很难脱膜。笔者在试验中发现有些涂料的延伸值能满足试验要求，但将其涂成膜片后很难脱膜，即便脱膜后也极易受力变形，在拉力机上进行试验其力值非常小，这可能主要与抗拉强度较小有关。像这样的涂料在工地上施工时是很容易遭破坏的。而一些质量好的涂料不仅其延伸性好，而且制成膜片时测出的延伸率也较大，同时其成膜性好，强度较高。在试验中发现有的抗拉强度（哑铃I型）能达到0.4MPa以上，延伸率也能达到400%或以上，像这样的涂料施工于路面或桥面则能有效抵抗基层的运动变形并不被破坏。所以笔者考虑可将延伸性试验改为延伸率试验，同时增加抗拉强度试验指标，与人工气候加速老化试验相对应。

4）数据处理

    标准6.13规定了高温抗剪试验，但未规定剪切力是以试件被破坏过程中的最大力为试验结果还是以试件刚被破坏时的力为试验结果？例如延伸性试验就明确规定，使试件受拉至出现裂口或剥离等现象时为止，记录这时延伸尺指针所示数值。同时标准6.13也未规定试验所用试件数量和最终检测结果是取n个试件的算术平均值还是取n个试件试验结果的中位数？

5）判定规则

    标准7.3只规定了对“耐热性、柔韧性、不透水性、抗冻性”试验结果的判定，未规定标准中其它试验项目试验结果的单独判定。笔者建议对其它项目的判定规则可规定如下：固体含量、延伸性、粘结性、高温抗剪切以其算术平均值达到标准规定的指标判为该项合格；干燥时间达到标准规定时判为该项合格；抗硌破及渗水（可以规定为3个试件）以各试件分别达到标准规定判为该项合格；人工气候加速老化各项试验结果达到表1规定时判为该项指标合格。

    《路桥用水性沥青基防水涂料》标准的颁布实施，将为推动我国路桥防水材料技术升级、更新换代和健康发展发挥重要作用，并为确保路桥工程质量提供技术支持。本文针对新标准中的一些解释，提出了一些个人看法和建议，以期日后的新标准更完善、更有实际操作性。

 

 

参考文献：

1刘炳辉，对桥面防水涂料部分设计指标的探讨。桥梁与隧道工程，2003，3。

2朱志远，混凝土道桥防水材料的应用及检测。中国建筑防水，2004，9。

 

作者简介：王治，男，1976年生，助工.主要从事建筑材料研究与检测.

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