水性环氧沥青防水粘结层-技术建议书

1、水泥混凝土桥面隧道防水粘结层技术建议书WEAM生环氧沥青防水粘结层江苏同安道路工程有限公司图 1-11-1 面层铺装结构示意图图 1-21-2 某高速桥面路面病害对比1背景1.1 水泥混凝土桥面隧道沥青铺装层常见病害目前，水泥混凝土桥面隧道铺装大多采用沥青混凝土，但是由于沥青铺装层材料和水泥混凝土板材料的模量相差很大，受力模式大不相同，桥面沥青铺装所承受的作用状态要比普通沥青路面更恶劣，因此，桥面比路面更容易出现病害。水泥混凝十桥面耀性投平岸及梁原根常见的水泥混凝土桥面隧道铺装体系病害包括：推移拥包、车辙、坑槽、白斑、裂图 1-51-5 白斑图 1-61-6 推移拥包1.2 水泥混凝土桥面隧道

2、沥青铺装层病害病因分析造成铺装层病害的外部因素包括桥面隧道所在区域的交通荷载及环境条件，而铺装层材料类型选择、施工、养护中存在的不足则是深层原因，除此之外，还有一个容易被忽视的重要原因一一防水粘结层。传统防水粘结层材料与桥面隧道水泥板之间的相容性差，使得粘结强度难以保证，形成一个抗剪性能差的薄弱夹层。经过下渗雨水的浸泡、冲刷和车辆的反复作用，粘结层容易与桥面脱离，导致桥面铺装丧失整体性。桥面铺装成为一个单独受力的层次，豆季高温时，铺装层和防水粘结层都开始变软，在车轮荷载反复的挤压、剪切作用下，必然会迅速破坏，最终出现车辙、推移、松散和坑槽等破坏。1-71-7 层间粘结性能差 1-81-8 粘结

3、层被格破刺穿通常防水材料渗透性差，无法渗透并封闭水泥混凝土板的微裂纹，加上因施工损伤等因素导致防水粘结层格破或失效，水分渗入水泥板，造成混凝土浆体随渗入水上浮，形成白斑。而裂缝类病害通常为负弯矩区或者 T T 梁翼缘板较接部位的反射裂缝所导致。图 1-91-9 钢筋锈蚀防水粘结层作用失效，渗入的雨水中常含有溶解的酸性离子以及碱金属，这些酸、碱物质超过一定限度时，会侵蚀、损害桥梁的混凝土和金属材料，造成严重的桥梁结构性破坏，影响桥梁使用安全，如图1-91-9 所示。防水粘结层不仅将水泥混凝土板上的毛细孔隙和细小裂缝完全封闭，阻隔水分自上而下从铺装层渗入到水泥混凝土板内，同时，还牢固地与水泥混凝土

4、面板粘结。因此，桥面防水粘结层体系是桥面铺装结构中不可忽视的重要环节，它与面层的设计及施工是有机的整体，具修筑是提高桥梁使用寿命的重要保证。2水泥混凝土桥面隧道防水粘结层技术现状2.1 传统防水粘结层技术现状及缺点我国早期的桥面防水粘结层材料大多数是由建筑防水材料转变过来的，因此其分类情况与建筑防水材料大致相同。现阶段我国桥面防水粘结材料中大都以沥青为基质材料，主要包括卷材类、结构类和涂膜类。(1)(1)卷材类防水粘结层卷材类防水粘结材料共同的特点是具有良好的耐热性、强度高、延展性好、耐疲劳性高。桥面隧道铺装用卷材按施工方法不同，可分为热熔型、热粘型、冷粘型、自粘型等。图 2-12-1 为桥面

5、卷材型防水粘结层的施工现场：图 2-12-1 防水卷材的施工缺点：卷材类防水粘结层材料与水泥混凝土桥面板很难紧密贴合，在水泥混凝土板和沥青铺装层之间易形成夹层，出现脱层破坏，如图 2-22-2 所示。另外，卷材类防水粘结层施工需要人工铺设，施工质量难以控制。图 2-22-2 卷材类防水层脱层破坏(2)(2)结构类防水粘结层结构类防水粘结材料由于碎石的作用，一方面可以减少施工过程中机械对防水层的破坏作用，另一方面可以增强铺装层与桥面的摩阻力，增强抗剪切强度。常用的有改性乳化沥青+碎石、改性沥青+碎石、橡胶沥青+碎石及沥青胶砂等。图 2-32-3 热喷橡胶沥青+ +碎石图 2-42-4 热喷 SB

6、SB 敛性沥青+ +碎石缺点：结构类防水层造价较高；所用沥青粘稠，不具有良好的渗透性，无法渗透水泥混凝土板微裂纹中，因而不能闭合桥面隧道水泥混凝土板中的微小裂缝，造成的防渗水功能不足；撒布均匀性得不到保证；碎石易将防水粘结层格被刺穿，失去防水功能，如图 2-5,2-5,图 2-62-6 所示。图 2-52-5 石料刺穿粘结层图 2-62-6 防渗水功能不足(3)(3)涂膜类桥面专用防水层涂膜类材料是典型的桥面隧道专用防水涂料，大多采用石油沥青为基料，配以表面活性剂及多种化学助剂为辅助原料，再掺加大剂量的高分子材料，经高温共聚改性后，再经过特殊工艺乳化，经过专用设备而加工的一种水基性防水涂料。具

7、有施工方便，温度适应性好，材料固化成膜块，成膜韧性好，粘结力强等优点。图 2-72-7 桥面防水涂料施工缺点：涂膜类材料抗施工损伤能力差，在高气温环境下可能因发粘而被运料车辆的轮胎粘连带起而拉坏，容易被机械、集料等格被，影响防水效果。另外，粘结性能不足,抗剪切破坏能力差。图 2-82-8 涂膜类防水粘结层施工损伤2.2 WEA 水性环氧沥青一一传统防水粘结层技术的突破针对以上传统桥面隧道防水粘结层：抗施工损伤差、与水泥板贴合粘结差和渗透性能差等缺点，我公司推出新型桥面隧道防水粘结材料一一 WEAWEA 性环氧沥青。WEAWEA 性环氧沥青防水粘结层是近年来新兴材料，主要性能特点表现为优良的粘结

8、性能、可靠的防水性能、优良的高温稳定性、低温抗裂性能、优异的耐老化特性，并且具有很好的渗透性，对于桥面板的微裂缝具有很好的修复作用，在国外已有一定的工程应用成功范例，因此在国内有较好的推广应用前景。与传统防水粘结层相比,WEAWEA 性环氧沥青技术在以下方面做出改进和突破：(1)(1)良好的防水抗渗性有效减轻表面水透入后形成的冲刷现象，它对桥面水泥混凝土铺装层的使用性能和使用寿命有很大影响，从这个意义上讲，它具有约束沥青路面水损坏的作用。(2)(2)良好的层间联结性在沥青混合料铺装层施工过程中，产生二次融化固化的作用，能够使沥青层与水泥混凝土桥面板产生良好的粘结效果。(3)(3)对微裂缝有较好

9、的渗透修复作用水性环氧沥青是常温低粘度液态施工，有较强的渗透性，对对水泥混凝土板上的微裂缝有较好的渗透修复作用。针对国内近年来主要推广的桥面隧道防水粘结材料的性能进行试验对比，试验结果如表 2-12-1 所小。不同类型桥面防水粘结层室内性能试验汇总表 2-12-1评价实验FYTW 水粘结材料SBS 改性沥青橡胶沥青水性环氧沥青渗透性（mm24325附着力拉拔实验200.732.113.717.44400.411.712.065.29180c 老化 1h 后,20c 拉拔强度0.211.462.542.38老化后强度比28.7%69.2%68.5%32.0%复合式拉拔实验25C0.280.370

10、.650.3940C0.160.210.400.2260C0.050.110.180.04复合件抗剪强度（MpcJ）25C0.390.470.754.5840C0.210.260.641.9860C0.140.210.280.79抗冻性复合件剪切强度25C0.430.470.754.58冻融后，25C0.050.070.133.86强度比，%11.6%14.9%17.3%84.3%从试验结果可知，环氧沥青防水粘结层各项室内试验性能均较为优异，其抗剪强度和渗透性能突出，特别对于对裂缝修复有特殊要求的桥面可以优先选择。综合以上试验检测及分析结果，对不同水泥混凝土桥面防水粘结材料的综合比较见表 2-

11、22-2。不同水泥混凝土桥面防水粘结材料综合比较表 2-22-2防水粘结层类型热喷 SBS 改性沥青+碎石热喷橡胶沥青+碎石水性环氧沥青防水粘结FYT-1 型防水粘结材料AWP-2000F防水粘结材料性能比较渗透性较差较差胆较差较好常温抗剪切能力FF优良较差F高温抗剪切能力优良较差抗拉拔能力较好较好较好较差较好低温抗冻性较差较差优良较差较好施工工 2工艺复杂、质量控制环节较多，控制难度较大工艺复杂、质量控制环节较多，控制难度较大工艺简便，控制难度较小、质量易于保证工艺简便，控制难度较小工艺复杂、 工序较多、 质量控制难度大能耗比较SBS沥青高温洒布，能耗高高温洒布，能耗高常温施工，能耗低常温施

12、工，能耗低常温施工， 能耗低施工组织施工后需封闭交通施工后需封闭交通施工后可快速开放交通施工后小宜开放交通施工后小宜开放交通工程造价（元/m2）1824362680综合分析技术成熟、总体性能一般，工艺复杂、质控环节较多，价格较低。技术成熟、总体性能优良，机械化施工，上 2 简单，价格较低。技术成熟、总体性能优良，上 2 简便，常温施工、施工组织方便，价格适中。技术成熟、总体性能较差，工 2 简便、常温施工、施工组织方便，价格低。技术成熟、 总体性能较好，复杂、施工控制环节较多，造价IWJ。通过比较可知：WEAWEA；性环氧沥青防水粘结材料造价适中，性能优良，施工简便，是质量有保证的新型桥面防水

13、粘结材料。3WEAH生环氧沥青桥面隧道防水粘结层3.1 什么是WEAM生环氧沥青WEAWEA 性环氧沥青是指将高分子聚合的热固性环氧树脂水性化，与沥青混合后形成的新型高性能防水粘结材料。WEAWEA 性环氧沥青为褐色液体，无腐蚀性，无污染。如图3-13-1 所示。将加工、调配好的水性环氧沥青以雾状喷洒在处理后的水泥桥面，隧道水泥板之上,作为防水粘结层。如图 3-23-2 所示。WEAWEA 性环氧沥青由沥青和环氧树脂与固化剂产生固化反应，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，而赋予了沥青全新的优良物理力学性质。图 3-1WEA3-1WEA 水性环氧沥青图 3-2WEAM3-

14、2WEAM 生环氧防水粘结层现场特征3.2 材料组成WEAWEA 性环氧沥青材料由环氧树脂、酸酊类固化剂、聚氨酯改性材料和乳化沥青构成。WEAWEA 性环氧沥青桥面隧道防水粘结层是将环氧树脂剪切乳化后与酸酊类固化剂、适量聚氨酯改性材料、乳化沥青混合喷洒，失水后凝聚，沥青混合料高温摊铺时发生周化反应形成最终结构强度。3.3 性能优势作为一种新型的桥隧水泥板防水粘结技术，WEAWEA 性环氧防水粘结层相对其他技术存在更明显的优势：3.3.13.3.1优良的材料性能(1)(1)高渗透性采用先进的 W/OW/O 吉构剂型，使得 WEAWEA 性环氧沥青材料具有良好的表面渗透性，对水泥混凝土表面裂纹有修

15、复作用。同时，封堵了水泥混凝土表面的微裂纹，杜绝了“泛白”现象的发生。(2)(2)超强粘结性能防水粘结层是水泥混凝土桥面铺装的重要组成部分，除了需要达到防水的目的，同时还需要达到层间粘结的作用。WEAWEA 性环氧沥青相对油性材料，能够渗入水泥混凝土桥面板内，因此具有更好的粘结效果。(3)(3)防水性能强作为防水粘结层材料，防水性能的好坏至关重要，是检验其质量的重要标准之一。WEAWEA 性环氧沥青由高压设备喷洒到路面后迅速成膜,渗透至水泥混凝土板裂缝深处，在桥梁的使用期限内可以保证外界水分无法渗漏到桥面水泥混凝土内，WEAUWEAU 料可保证在经受可能的施工损伤后仍保持良好的不透水性。(4)

16、(4)高低温性能好在夏季高温季节，路面温度往往高达 5050C C 以上，冬季低温季节，路面温度往往达-9C-9C 以下，WEAHWEAH 料能在此高低温下仍具有相当的粘结力，抗剪能力，能满足恶劣条件下的行车要求。桥面铺装沥青混合料摊铺，SBSSBS 改性沥青混合料摊铺温度可达 160160C,C,碾压温度也在 100100C C 以上，WEAtfWEAtf 料能满足沥青铺装层摊铺温度下表面涂敷材料不流淌。低温柔韧性好，无裂纹无断裂，如图 3-43-4 所示：图 3-43-4 低温柔韧性试验WEAWEA 料作为粘结混凝土桥面和沥青铺装层的结构层，不仅具备防水的功效，而且还具有良好的粘结性能，能

17、够使整个桥面系统在行车荷载的作用下保持良好的整体性。WEWE 射料防水粘结层的抗剪强度、粘结强度较 SBSB 敛性沥青等防水粘结层材料都大幅提(1)(1)拉拔性能好图 3-53-5 不同材料拉拔性能对比由图 3-53-5 可知：水性环氧沥青拉拔强度比 SBSB 敛性沥青提高 5050 依右(2)(2)抗剪性能高图 3-63-6 不同材料抗剪性能对比由图 3-63-6 可知：水性环氧沥青抗剪强度比 SBSB 敛性沥青提高 3 3 倍至 4 4 倍。(3)(3)耐久性能好WEAWEA 材料具有良好的耐久性能，不受高温、碾压、低温、霜冻、碱盐水等作用而降低粘结能力、抗剪能力和防水能力。3.3.33.

18、3.3 优良的施工性能3.3.23.3.2卓越的力学性能水性环氧沥占CH-25七水性环氧沥青SBS改性浙看25七,60C6CTC抗拉强度时比-420-420i iO.O.O.O.耀般沥青耀般沥青不同防水粘结材料及七抗拉强度对比FYEFYE防水粘结防水粘结水性环氢港青585改性海吉25G.O雷BS改性热渐吉1oOoO86 60.0.0.0.0.B2 21-1-水性环氧沥青60C60匚抗朝强度对比不同防水粘绪材料MC抗勇强度对比( () )归室席坦归室席坦(1)(1)不粘轮不起皮WEAWEA 料洒布干燥后能够承受车轮、机械履带所产生的压力和水平剪应力，保持膜层完整，不会产生任何被撕带、揭起(粘轮、

19、翘皮)现象。施工效果如下图所示：图 3-73-7 不起皮图 3-83-8 不粘轮(2)(2)雾化性好WEAWEA 料粘度适中，洒布时雾化性能好。防水粘结材料通常用智能洒布车均匀喷洒在水泥混凝土桥面上，材料粘度需稳定且不宜过大，否则将影响正常的洒布作业。图 3-93-9 施工过程中雾化效果(3)(3)无需撒布碎石抛撒碎石是一种临时性的权宜措施，其缺陷表现为：首先它严重破坏了结构的整体性，大大削弱了剪切和粘结强度；其次，由于撒完碎石后，碾压机直接在碎石上碾压，防水层被碎石格破穿孔，严重损害了防水层的不透水性；另外，它施工不方便，提高了造价。因此，不撒碎石已在业界形成共识。(4)(4)储存稳定性WE

20、AWEA 材料具备一定的存储期，不会受到野外作业因气候、现场、装备等因素的限制。而且 WEAMWEAM 料不用现场双组分调配，无时间限制，无废料风险。(5)(5)环保节能性WEAWEA 材料不含有苯类有毒溶剂，不会污染周围的环境，也不会损害施工人员的身体。WEAUWEAU 料在常温下就能够流畅地 7 71 1 布出来，而无需加热到 1010 够度的高温才能洒布，这样的施工方式大幅度节约了能源。3.4施工机械与设备3.4.13.4.1 全智能型沥青洒布车大面积施工建议使用专用全智能型沥青洒布设备，推荐车速为 3 36km/h6km/h。智能型系列沥青洒布车可广泛用于高温液态沥青和乳化沥青的运输和

21、洒布等作业，适用于 WEAWEA 性环氧沥青的喷洒。该设备有沥青罐、动力传动系统、沥青洒布系统、导热油保护系统、智能控制系统及洒布装置等工作装置，改装后操作简单，使用可靠，质量稳定。沥青罐四周采用硅酸铝保温材料隔热，针对在施工中使用热沥青和乳化沥青的不同情况，导热油保温系统能够同时满足热沥青和乳化沥青的不同加热、保温要求。该设备对沥青洒布定量采用智能化控制， 使用时只需输入要求定量， 智能型控制系统能够根据即时车速调整沥青泵输出排量，从而确保洒布定量满足要求，同时还可以通过控制喷嘴的开关达到调整喷幅的目的。施工时，罐内沥青通过沥青泵泵出，经沥青管路、喷嘴喷洒到施工路面图 3-103-10 全智

22、能型沥青洒布车3.4.23.4.2 手动喷洒设备小面积施工建议使用压力喷雾器。压力喷雾器，配置了手杆一只，如特殊地形或漏喷处可用配有 100100 英尺长的手动喷枪补喷，以确保质量或完成特殊地型喷涂的需要图 3-113-11 手动喷洒设备3.5WEA 水性环氧沥青防水粘结层应用案例近年来，WEAWEA 性环氧沥青防水粘结层技术以其优良的使用性能和施工性能，被广泛地应用到桥面、立交桥面、白改黑工程以及隧道铺装等方面，均取得理想的使用效果以下是 WEAWEA 性环氧沥青防水粘结层应用案例。图 3-123-12 崇启大桥图 3-133-13 高速公路互通立交桥4结论与建议通过不同类型防水粘结层的性能

23、、单价分析比较分析表明：传统的三种防水粘结层虽各有优点，但是抗施工损伤差、与水泥板贴合粘结差和渗透性能差等缺点不可回避，WEWE 版性环氧沥青防水粘结材料在造价适中、保持性能优良的前提下克服传统防水粘结材料的不足，以卓越的施工及使用性能经受了实体工程的考验，是一种性能佳、易施工、便交通、价格优、能耗低的新型桥面防水粘结材料，优势突出，具有广泛的应用推广价值。图 3-143-14 旧水泥碎路面改造（白+ +黑）图 3-153-15 隧道水泥碎面板附件：WEAWEA 性环氧防水粘结层施工图说明WEA水性环氧防水粘结层施工图说明根据交通部相关施工技术规范，结合 WEAWEA 性环氧沥青水泥混凝土桥面

24、防水粘结层的研究成果和工程应用经验，提出 WEAWEA 水粘结层的施工技术指南。WEAWEA 性环氧沥青防水粘结层桥面铺装结构示意图如下：沥青铺骸咽K性环氧旃榔疆水泥硅辉向经抛丸或触处理）1材料技术要求WEAWEA 性环氧沥青水泥碎桥面防水粘结层材料为褐色液体，主要采用喷涂法施工。该材料无腐蚀性，对人体无害，不会对空气造成污染。WEAWEA 性环氧沥青防水粘结层材料是一种环氧沥青高分子材料。主要技术指标如下表 1.11.1。主要技术指标要求表 1.11.1序号项目指标1外观黑色或褐色均匀液体，无明显颗粒2蒸发残留物含量，%433粘度（GoC,4mm,S5504比重（20C）实测5PH 值（10

25、%K 溶液）7116柔韧性（-20C2C）无裂纹7耐热性（160C2C）不流淌，不滑动8不透水性0.3Mpa,30min 不渗水9常温剪切（25C）,Mpa0.6010高温剪切（50C）,Mpa0.3011粘结性（25C）,Mpa0.5012抗冻性（-20C）20 次/、开裂13耐腐蚀性耐碱（20C）Ca（OH）2 中浸泡 15d 无异常耐盐水（20C）3%k 水中浸泡 15d 无异常14干燥性（25C）（日光照）表干3h实干20%20%80%80%目测4 4粗糙度表面粗糙均匀构造深度不小于 0.4mm0.4mm目测2.4 调试设备WEAWEA 性环氧沥青防水粘结层施工宜采用大型高压喷洒设备施

26、工,喷洒时喷洒设备应保持速度和喷洒量的相对稳定，在整个喷洒宽度范围内，应喷洒均匀。小规模施工或局部施工可采用手动喷洒设备。施工前需详细检查设备的准备情况，认真检测喷洒车的运行情况(1)(1)检查设备容器罐配备搅拌系统，用于防止混合料离析，保证材料均匀，保证喷洒质量。(2)(2)检查设备的喷洒管，确保喷洒管的高度能自由调整，喷嘴通畅。喷洒管离地面高度一般在 500500600mi#600mi#能予以固定调节，相邻喷嘴间距为 400400550mm550mm 保证喷嘴的喷雾宽度相互叠加。(3)(3)检查设备过滤系统，防止材料不均匀或有杂物堵塞喷嘴。(4)(4)检查循环洒布系统，其喷洒管道宜采用金属

27、材质，外螺纹喷嘴，喷嘴能产生高冲击力的扇形喷雾，喷流角度为 80800 09595。喷洒过程中，为避免喷雾间的干扰，喷嘴的开口缝中心线与喷管轴线方向成10101515角度。(5)(5)喷洒系统应配有挡板，防止喷洒过程中材料飞溅，造成污染。2.5 封闭交通设置交通标志及安全作业区。为保证施工人员的安全以及避免车辆和行人对施工造成影响，施工前需与交警、路政部门或者其他相关单位联系，共同制定施工期间交通管制措施，并遵循公路养护安全作业规程(JTGH30)(JTGH30)的相关规定码放锥桶、警示牌、限速标志等。施工区域需进行封闭，禁止人员和车辆进入。2.6 喷洒过程桥面板按要求处理后，即可喷洒 WEAWEA 性环氧沥青防水粘结层材料，材料使用前应搅拌均匀。根据天气情况，若预计涂料未干燥前会下雨，不能施工。施工过程中，注意纵向衔接与已洒布部分重叠 10cm10cm。喷洒时在桥面上放置方盘，以测量洒布量；方盘取走后面下空白桥面应用人工补洒