摘要:桥梁作为交通运输体系的核心枢纽,其桥面长期遭受自然环境因素与交通荷载的双重作用。水害对桥面结构的侵蚀是威胁桥梁安全性与耐久性的重要因素之一。在桥面防水体系构建中,防水增强层的设置对于提升整体防水效能、抵御复杂工况下的水渗透风险具有不可忽视的作用。尤其是由防水涂
一、引言
桥梁作为交通运输体系的核心枢纽,其桥面长期遭受自然环境因素与交通荷载的双重作用。水害对桥面结构的侵蚀是威胁桥梁安全性与耐久性的重要因素之一。在桥面防水体系构建中,防水增强层的设置对于提升整体防水效能、抵御复杂工况下的水渗透风险具有不可忽视的作用。尤其是由防水涂料、聚酯布和无碱玻璃纤维组成的防水增强层,凭借其独特的材料组合与性能优势,成为现代桥面防水工程中的关键技术手段。
二、防水增强层的重要性
(一)卓越的防水性能强化
多维度防水屏障构建
单一防水层在面对桥面复杂的应力环境与潜在缺陷时,防水能力存在局限性。例如,仅依赖防水涂料形成的防水层,尽管能够在一定程度上阻止水分渗透,但在长期车辆荷载冲击、温度梯度变化以及桥面板微裂缝产生与扩展过程中,其防水膜易遭受破坏。而防水增强层中的聚酯布和无碱玻璃纤维具备高强度与高韧性,能够有效增强防水层的抗穿刺、抗拉伸与抗撕裂性能。聚酯布的编织结构使其在平面内具有良好的受力分散特性,无碱玻璃纤维则以其高强度的丝状形态进一步强化了整体结构的抗拉能力,二者协同作用,为防水层提供了多层次的防护,极大地降低了水分突破防水层的可能性。
从微观层面来看,无碱玻璃纤维的细小直径与高比表面积能够在防水涂料中形成良好的锚固效应,增强纤维与涂料之间的界面结合力。当防水层受到外力作用时,这种锚固效应能够有效传递应力,防止涂料层与增强层之间的剥离,从而维持防水结构的完整性。同时,聚酯布的孔隙结构能够在一定程度上容纳防水涂料,形成类似“储水库” 的效应,当防水层局部受到微小损伤时,存储在聚酯布孔隙中的涂料能够自动填充裂缝,实现自我修复,进一步提升了防水系统的可靠性。
长效防水保障
无碱玻璃纤维具有出色的化学稳定性,对酸碱盐等腐蚀性介质具有高度耐受性。在桥面可能接触到的雨水、融雪剂以及其他化学污染物的侵蚀环境中,无碱玻璃纤维能够保持其结构完整性,不发生化学反应或性能劣化,从而长期维持防水增强层的增强效果。聚酯布同样具备良好的耐候性与耐腐蚀性,其高分子聚合物材质在紫外线照射、湿度变化以及化学侵蚀等因素影响下,能够保持长期稳定的力学性能与物理特性。与防水涂料相结合,这种材料组合形成了长效的防水保障体系,确保桥面在设计使用寿命内始终具备可靠的防水性能,有效防止因水渗透导致的桥面结构内部钢筋锈蚀、混凝土膨胀开裂等耐久性问题。
(二)优异的桥面变形适应性
柔性应变补偿
桥面在运营过程中,由于昼夜温差、季节变化以及车辆荷载的动态作用,会产生不同程度的伸缩、弯曲与剪切变形。由防水涂料、聚酯布和无碱玻璃纤维组成的防水增强层具有出色的柔性与弹性响应能力。防水涂料通常选用具有弹性变形能力的高分子材料,如聚氨酯、丙烯酸酯等,其能够在一定范围内随桥面变形而发生可逆的拉伸与压缩变形,保持防水膜的连续性。聚酯布与无碱玻璃纤维则在增强防水层力学性能的同时,赋予其更高的柔性与韧性。聚酯布的纤维交织结构使其在拉伸与弯曲过程中能够有效分散应力,避免应力集中导致的材料破坏;无碱玻璃纤维的高弹性模量与低伸长率特性则使其在小变形范围内能够提供有效的应力支撑,同时在大变形情况下通过纤维之间的滑移与重新排列实现能量耗散,防止防水层因过度变形而破裂。
例如,在夏季高温环境下,桥面受热膨胀,防水增强层能够随着桥面的伸长而相应延展,不会因约束桥面变形而产生过大的内应力;在冬季寒冷条件下,桥面收缩,防水增强层又能够随之收缩,保持与桥面结构的紧密贴合。这种对桥面变形的自适应能力,有效避免了因变形不协调而导致的防水层开裂与渗漏问题,确保了桥面防水系统在不同季节与交通荷载条件下的稳定性与可靠性。
动态荷载缓冲
车辆行驶过程中对桥面产生的动态荷载是导致防水层疲劳损伤的重要因素之一。防水增强层中的聚酯布和无碱玻璃纤维能够有效缓冲这种动态荷载的冲击作用。聚酯布的柔性与阻尼特性能够吸收部分车辆行驶产生的振动能量,减少对防水层的直接冲击。无碱玻璃纤维则以其高强度与高弹性模量特性,在承受动态荷载时能够迅速传递与分散应力,防止局部应力集中导致防水层破坏。同时,防水涂料在动态荷载作用下能够通过自身的粘性流动与弹性变形特性,进一步耗散能量,维持防水层的整体稳定性。这种由材料组合形成的动态荷载缓冲机制,显著提高了防水增强层在交通繁忙桥梁上的耐久性与使用寿命,降低了因频繁车辆荷载导致的防水失效风险。
(三)显著的结构耐久性提升
防止内部结构侵蚀
防水增强层的首要任务是阻止水分渗透进入桥面结构内部。无碱玻璃纤维与聚酯布的高强度与低渗透性特性,有效增强了防水层对水分的阻隔能力。一旦水分被阻挡在桥面结构外部,就能够避免因水引发的一系列化学反应对钢筋与混凝土结构的侵蚀。在混凝土结构中,水分的侵入会导致水泥水化产物的溶解与流失,降低混凝土的强度与密实度;同时,水中的溶解氧与氯离子等腐蚀性离子会加速钢筋的锈蚀过程,导致钢筋截面减小、力学性能劣化,最终影响桥面结构的承载能力与安全性。通过防水增强层的有效防护,能够维持桥面结构内部的干燥环境,确保钢筋与混凝土结构的长期稳定性,从而显著提升桥梁的整体结构耐久性。
增强结构整体协同性
聚酯布和无碱玻璃纤维在防水增强层中的存在,不仅提升了防水层的性能,还增强了桥面结构各层之间的粘结与协同工作能力。在施工过程中,防水涂料能够渗透到聚酯布的纤维孔隙以及桥面板基层的微小孔隙中,形成牢固的粘结界面。无碱玻璃纤维均匀分布在涂料层中,进一步增强了这种粘结效果,使防水增强层与桥面板基层以及上层铺装层之间形成一个有机的整体。在桥梁运营过程中,这种整体协同性能够有效传递与分散各种荷载作用产生的应力,避免因层间滑移或剥离导致的局部应力集中与结构破坏。例如,当车辆荷载作用于桥面时,荷载产生的应力能够通过铺装层传递至防水增强层,再均匀分散至桥面板基层,使整个桥面结构共同承受荷载,提高了结构的承载能力与抗变形能力,从而延长了桥梁的使用寿命,减少了维修与加固的频率。
三、组成材料特性及组合优势
(一)防水涂料
粘结与成膜机制
优质的防水涂料具备独特的粘结与成膜特性。以高分子聚合物为基料的防水涂料,在施工过程中,通过溶剂挥发、化学反应固化或水分蒸发等方式,在桥面板基层表面形成连续、致密的防水膜。在成膜过程中,涂料中的高分子链段相互缠绕、交联,形成具有一定强度与弹性的三维网络结构。同时,涂料中的活性基团能够与桥面板基层表面的羟基、羧基等官能团发生化学反应,形成化学键合,从而实现与基层的牢固粘结。例如,聚氨酯防水涂料中的异氰酸酯基团(-NCO)能够与基层表面的水分或活性氢基团反应,生成脲键(-NH-CO-NH-),这种化学键合作用使得防水涂料能够紧密附着在基层表面,即使在长期水浸或外力作用下也不易剥离。
此外,防水涂料在成膜过程中还能够填充基层表面的微小孔隙与裂缝,进一步提高基层的密实度与防水性能。一些防水涂料中还添加了纳米级的填料,如纳米二氧化硅、纳米碳酸钙等,这些填料能够在涂料成膜过程中均匀分散,形成微观的增强结构,提高防水膜的强度、硬度与耐磨性,同时不影响涂料的弹性与柔韧性,从而优化了防水涂料的综合性能。
弹性与密封性能优化
为了适应桥面变形与防止水分渗透,防水涂料具有良好的弹性与密封性能。在弹性方面,涂料中的高分子聚合物链段具有一定的柔性与可伸缩性,能够在桥面发生变形时,通过链段的运动与调整,保持防水膜的完整性。例如,丙烯酸酯防水涂料中的丙烯酸酯聚合物链段具有较高的玻璃化转变温度(Tg),在常温下处于高弹态,能够在较大范围内发生可逆的弹性变形。同时,涂料中的增塑剂、交联剂等助剂能够进一步调节涂料的弹性模量与伸长率,使其能够更好地匹配桥面的变形特性。
在密封性能方面,防水涂料能够有效封闭基层表面的细微裂缝与孔隙,形成一道阻止水分渗透的屏障。涂料中的高分子聚合物在成膜后具有较低的孔隙率与较高的表面能,能够阻止水分子的通过。此外,一些防水涂料还添加了密封剂、消泡剂等助剂,进一步提高了涂料的密封性能。密封剂能够填充涂料中的微小孔隙与气泡,形成更加致密的防水膜;消泡剂则能够消除涂料施工过程中产生的气泡,防止气泡破裂形成渗漏通道,确保防水膜的密封性与完整性。
(二)聚酯布
高强度力学性能
聚酯布作为防水增强层的重要组成部分,具有优异的高强度力学性能。其主要由聚酯纤维经编织而成,聚酯纤维分子链中含有大量的酯键(-COO-),这种化学键具有较高的键能,使得聚酯纤维具有较高的强度与模量。在编织过程中,通过合理设计编织结构与工艺参数,如纤维的取向、密度、交织方式等,进一步优化了聚酯布的力学性能。例如,采用双向编织结构的聚酯布,在经纬两个方向上均具有较高的强度,能够有效抵抗来自不同方向的外力作用。
聚酯布的高强度性能在防水增强层中发挥着关键作用。在车辆荷载、温度变化以及其他外力作用下,聚酯布能够承受较大的拉伸、撕裂与剪切应力,为防水层提供强大的支撑与保护。与防水涂料相结合,聚酯布能够将局部集中的应力均匀分散到更大的面积上,避免防水层因局部受力过大而破坏。同时,聚酯布的高强度性能在长期使用过程中能够保持相对稳定,不易因环境因素或时间推移而发生明显的性能劣化,为桥面防水系统提供了持久可靠的力学增强作用。
耐候与耐腐蚀性解析
聚酯布具有出色的耐候性与耐腐蚀性,这使其能够在恶劣的桥面环境中长期稳定服役。在耐候性方面,聚酯布对紫外线具有良好的抵抗能力。紫外线辐射是导致高分子材料老化降解的主要因素之一,而聚酯布中的聚酯纤维分子结构经过特殊设计与改性,能够有效吸收与散射紫外线,减少紫外线对纤维分子链的破坏作用。同时,聚酯布表面还可以涂覆一层抗紫外线涂层,进一步提高其耐候性能。
在耐腐蚀性方面,聚酯布对酸碱盐等化学物质具有较高的耐受性。其分子结构中的酯键在一般化学环境下相对稳定,不易发生水解或其他化学反应。在桥面可能接触到的雨水、融雪剂、油污以及其他化学污染物的侵蚀下,聚酯布能够保持其结构完整性与力学性能,不发生腐蚀、溶解或脆化等现象。这种耐候与耐腐蚀性使得聚酯布能够与防水涂料协同工作,在不同环境条件下维持防水增强层的整体性能,确保桥面防水系统的长期有效性。
(三)无碱玻璃纤维
高强度与轻质特性
无碱玻璃纤维以其独特的高强度与轻质特性在防水增强层中占据重要地位。无碱玻璃纤维的主要成分是二氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)等无机氧化物,其通过特殊的拉丝工艺制成纤维状。在纤维形成过程中,玻璃内部的原子排列呈现出长程无序、短程有序的结构特征,这种结构使得无碱玻璃纤维具有较高的抗拉强度。例如,单丝直径为 9 - 13μm 的无碱玻璃纤维,其抗拉强度可高达 3000 - 3500MPa,远高于普通钢材的抗拉强度。
同时,无碱玻璃纤维具有较低的密度,一般在 2.5 - 2.7g/cm³ 之间,约为钢材密度的 1/4 - 1/3。这种轻质特性使得在防水增强层中使用无碱玻璃纤维不会给桥面结构增加过多的自重负担,尤其适用于大跨度桥梁或对结构自重有严格要求的桥梁工程。在防水增强层中,无碱玻璃纤维以短切纤维或连续纤维的形式均匀分布在防水涂料中,凭借其高强度特性有效增强防水层的抗拉、抗穿刺与抗撕裂性能,同时其轻质特性又不会对桥面结构的整体性能产生不利影响,实现了强度与重量的优化平衡。
耐化学腐蚀与电绝缘性能剖析
无碱玻璃纤维具有卓越的耐化学腐蚀性能。由于其主要由无机氧化物组成,化学性质稳定,对大多数酸、碱、盐等化学物质具有高度的耐受性。在桥面可能接触到的各种腐蚀性环境中,如含有氯离子的融雪剂溶液、酸性的雨水或碱性的工业废水等,无碱玻璃纤维能够保持其结构完整性与力学性能,不发生化学反应或溶解现象。这种耐化学腐蚀性能确保了无碱玻璃纤维在防水增强层中的长期稳定性,维持了其对防水层的增强效果。
此外,无碱玻璃纤维还具有优异的电绝缘性能。其内部不存在自由电子,在电场作用下不会产生电流传导,因此具有良好的电绝缘性。在一些特殊的桥梁结构中,如电气化铁路桥梁、城市轨道交通桥梁等,桥面可能存在电气设施或强电场环境,无碱玻璃纤维的电绝缘性能能够有效防止因导电而引发的安全事故,同时也避免了电场对防水增强层材料性能的潜在影响,保障了防水系统的正常运行与桥梁结构的安全性。
(四)组合优势
多层次立体防护架构
由防水涂料、聚酯布和无碱玻璃纤维组成的防水增强层构建了多层次立体防护架构。防水涂料作为底层粘结与密封材料,首先在桥面板基层表面形成连续的防水膜,填充基层孔隙与裂缝,实现初步的防水与粘结作用。聚酯布作为中间增强层,以其高强度的编织结构在平面内形成强大的受力支撑网络,能够有效抵抗外力作用下的拉伸、撕裂与剪切应力,同时其孔隙结构能够容纳防水涂料,形成相互嵌套的增强体系。无碱玻璃纤维则在涂料层中均匀分布,从微观层面进一步增强防水层的强度与韧性,其高强度丝状形态能够在三维空间内有效传递与分散应力,形成多层次的应力抵抗防线。这种多层次立体防护架构能够针对不同类型、不同尺度的水害威胁与外力作用提供全方位、多层次的防护,有效提升了防水增强层的整体防水性能与力学性能。
性能互补协同增效
三种材料在防水增强层中呈现出显著的性能互补协同增效作用。防水涂料的粘结与成膜性能为聚酯布和无碱玻璃纤维提供了附着基础与密封环境,使其能够在桥面板基层上稳定存在并发挥增强作用;同时,聚酯布的高强度与稳定性弥补了防水涂料在抗穿刺、抗拉伸方面的不足,其编织结构能够有效分散应力,防止防水层因局部受力过大而破坏;无碱玻璃纤维则以其高强度、轻质、耐化学腐蚀与电绝缘等特性进一步优化了防水增强层的性能。在抗拉伸性能方面,无碱玻璃纤维与聚酯布协同作用,显著提高了防水层的抗拉强度;在耐化学腐蚀性能方面,无碱玻璃纤维与聚酯布的耐腐蚀性共同保障了防水增强层在恶劣化学环境中的稳定性;在电绝缘性能方面,无碱玻璃纤维为防水增强层在特殊电气环境下的应用提供了安全保障。通过这种性能互补协同增效作用,防水增强层在防水性能、力学性能、耐久性、耐候性、耐腐蚀性以及电绝缘性能等多方面都实现了全面提升,能够更好地满足桥面防水工程在复杂工况与环境条件下的需求。
四、施工工艺要点
(一)基层处理
清洁与平整工序
基层处理是防水增强层施工的关键起始步骤,首先需对桥面基层进行全面彻底的清洁。采用高压水枪冲洗、扫帚清扫以及专用清洁剂擦拭等多种方式相结合,去除基层表面的灰尘、油污、松散颗粒、脱模剂残留以及其他杂质。对于油污污染严重的部位,可使用适量的有机溶剂进行清洗,但需确保清洗后基层表面无残留溶剂,以免影响后续施工材料的粘结性能。在清洁完成后,对基层的平整度进行严格检查与处理。使用 2 米靠尺与塞尺进行测量,对于平整度偏差超过 5 毫米的部位,采用水泥砂浆进行找平处理。找平层应分层施工,每层厚度不宜超过 10 毫米,且应确保每层之间的粘结牢固,无空鼓、开裂现象。在水泥砂浆找平层施工完成后,需进行养护,养护时间不少于 7 天,养护期间应保持基层表面湿润,避免干燥过快导致开裂。
干燥与预处理环节
基层干燥程度对防水增强层施工质量至关重要。采用湿度仪对基层含水率进行精确检测,一般要求基层含水率不超过 8%。若基层含水率过高,在涂刷防水涂料时,水分会影响涂料的固化过程,导致涂膜出现气泡、针孔、剥离等质量问题。在确保基层干燥后,进行预处理操作。涂刷一层专用的基层处理剂,基层处理剂的选择应根据防水涂料的类型与基层材质进行适配。基层处理剂能够渗透进基层表面的微小孔隙,进一步封闭孔隙,增强基层的密实度,同时提高基层与防水涂料之间的粘结力。基层处理剂涂刷应均匀,无漏刷、流坠现象,涂刷厚度一般控制在 0.1 - 0.2 毫米之间。涂刷完成后,需等待基层处理剂干燥至不粘手时,方可进行下一步防水涂料的施工。
(二)防水涂料施工
涂刷方法与厚度控制要点
防水涂料的涂刷应采用专业的施工工具,如优质的滚筒、毛刷或喷枪等,以确保涂料能够均匀、平整地覆盖在基层表面。对于大面积的桥面涂刷,可优先选用喷枪进行施工,喷枪的压力应根据涂料的粘度与施工要求进行合理调整,一般控制在 0.4 - 0.6MPa 之间,喷枪与基层表面的距离保持在 30 - 50 厘米,喷涂时应遵循先边角后大面、先难后易的原则,确保涂层均匀无漏喷。在边角、管根、阴阳角等细部部位,应采用毛刷进行细致涂刷,使涂料能够充分填充这些部位的缝隙与凹槽,形成良好的密封效果。
涂料的厚度控制是保证防水效果的关键因素之一。通常需进行多道涂刷,每道涂刷厚度应严格控制在 0.2 - 0.5 毫米范围内,总厚度根据设计要求一般达到 1.5 - 2.5 毫米。在涂刷过程中,应采用湿膜厚度规对每道涂层的厚度进行实时测量,确保厚度符合要求。相邻两道涂刷的方向应相互垂直,如第一道涂刷沿桥面纵向进行,第二道则沿横向涂刷,以此类推,这样可以有效避免涂层出现流坠、厚度不均匀等问题,保证涂膜的完整性与均匀性。
固化与质量检查关键
每道防水涂料涂刷完成后,需给予足够的固化时间,固化时间的长短取决于涂料的种类、环境温度、湿度以及涂层厚度等因素。一般在常温(25℃左右)、相对湿度不超过 60% 的条件下,每道涂层的固化时间为 4 - 8 小时。在固化过程中,应避免人员走动、车辆通行以及其他可能破坏涂膜的因素,施工现场应设置明显的警示标志,严禁无关人员进入。
固化完成后,需对涂膜质量进行全面检查。检查内容包括涂膜的外观是否平整、光滑,有无气泡、孔洞、裂缝、流坠、针孔等缺陷,以及涂膜的厚度是否符合设计要求。对于外观缺陷,可采用肉眼观察与手摸检查相结合的方式进行判断;对于涂膜厚度的检测,可采用针测法或超声波测厚仪等专业工具进行测量。针测法是使用测厚针垂直插入涂膜至基层表面,测量针插入的深度,从而计算出涂膜的厚度;超声波测厚仪则是利用超声波在涂膜中的传播速度与反射原理,快速、准确地测量涂膜厚度。对于检查中发现的不合格部位,应及时进行修补或重新涂刷,确保防水涂料层的质量完全符合要求后,方可进行下一步聚酯布的铺设。
(三)聚酯布铺设
裁剪与铺设顺序规范
根据桥面的实际尺寸与形状,精确测量并裁剪聚酯布。裁剪时应使用锋利的刀具,确保边缘整齐、无毛刺,裁剪尺寸应比实际铺设部位略大,一般每边预留 5 - 10 厘米的搭接宽度。在裁剪过程中,应充分考虑桥面的阴阳角、伸缩缝、管根等特殊部位的形状与尺寸,对聚酯布进行合理的形状设计与裁剪,如在阴阳角处应裁剪成相应的弧形或三角形,以确保聚酯布能够紧密贴合基层表面,无褶皱、空鼓现象。
聚酯布的铺设应在已涂刷好防水涂料且尚未完全固化的基层上进行,铺设顺序应从桥面的一端开始,逐步向另一端推进。铺设时,将聚酯布的一端对齐基层边缘,然后缓慢展开,使聚酯布平整地覆盖在涂料层上,同时用刮板或滚筒从聚酯布的中心向边缘轻轻滚压,排出聚酯布与涂料层之间的空气,使聚酯布充分浸润在防水涂料中,与基层和涂料层紧密粘结。在铺设过程中,应注意聚酯布的搭接宽度,一般搭接宽度为 100 - 150 毫米,搭接处应使用防水涂料进行密封处理,确保防水的连续性。对于特殊部位的搭接,如阴阳角、伸缩缝等,应增加搭接宽度至 200 - 300 毫米,并采用附加层进行加强处理,附加层可选用与聚酯布相同材质或其他专用的防水增强材料,附加层的施工应先于聚酯布的铺设,且应确保附加层与基层和聚酯布之间的粘结牢固。
压实与固定工艺要求
在聚酯布铺设过程中,压实与固定是确保其与基层和涂料层粘结牢固的关键环节。使用专用的橡胶刮板或滚筒,对聚酯布进行均匀、有力的压实操作。压实应从聚酯布的中心向边缘逐步进行,确保聚酯布的每个部位都能与基层和涂料层良好结合,压实力度应适中,避免过度压实导致聚酯布破损或涂料层被挤出。在压实过程中,如发现聚酯布有褶皱、空鼓或气泡等现象,应及时揭开重新铺设或采用针刺法将气泡排出,然后再用涂料进行修补。
对于一些特殊部位,如阴阳角、伸缩缝、管根等,在压实与固定过程中需进行特殊处理。在阴阳角处,应使用专用的阴阳角工具或小块聚酯布进行附加加强处理,将聚酯布紧密贴合在阴阳角部位,然后用涂料进行密封固定;在伸缩缝处,应先在伸缩缝内填充适量的密封材料,如遇水膨胀橡胶条等,然后将聚酯布铺设在伸缩缝上方,使其跨过伸缩缝,并在伸缩缝两侧预留足够的搭接宽度,用涂料进行密封固定,确保伸缩缝处的防水效果;在管根部位,应将聚酯布裁剪成合适的形状,围绕管根进行包裹,并用涂料密封固定,确保管根部位无渗漏隐患。
(四)无碱玻璃纤维铺设
分散与铺设方式要点
无碱玻璃纤维通常以短切纤维的形式应用于防水增强层。在铺设前,应将无碱玻璃纤维均匀地分散在已铺设好聚酯布且涂刷有一定厚度防水涂料的表面。分散过程可采用人工撒布或专用的纤维撒布机进行操作。人工撒布时,应将无碱玻璃纤维缓慢、均匀地撒在涂料层上,避免纤维团聚或疏密不均的现象;专用纤维撒布机则可根据设定的参数,精确控制纤维的撒布量与撒布均匀性。一般无碱玻璃纤维的撒布量根据设计要求控制在每平方米 100 - 300 克之间,撒布量的确定应综合考虑桥面的使用环境、交通荷载、防水要求等因素。
在撒布无碱玻璃纤维时,应注意与聚酯布和涂料层的协同配合。纤维应撒布在涂料层尚未完全固化的阶段,以便纤维能够充分嵌入涂料中,与涂料形成良好的粘结。撒布过程中,可采用轻微的震动或滚动方式,使纤维更好地分散在涂料层中,但应避免过度震动或滚动导致聚酯布移位或涂料层破坏。
嵌入与粘结关键步骤
在无碱玻璃纤维撒布完成后,需及时将纤维嵌入防水涂料中,使纤维与涂料充分混合并粘结在一起。使用滚筒或刮板将纤维轻轻压入防水涂料中,压入深度一般为纤维直径的 1/2 - 2/3,确保纤维能够牢固地锚固在涂料层中。在压入过程中,应注意控制力度,既要使纤维充分嵌入涂料中,又不能破坏已铺设好的聚酯布和下层的涂料层。压入操作应从纤维撒布区域的一端开始,逐步向另一端推进,确保纤维均匀嵌入涂料层。
纤维嵌入后,再在纤维表面涂刷一层防水涂料,进一步将纤维固定在防水增强层中,形成一个完整的、包含无碱玻璃纤维增强的防水结构。这层涂料的涂刷应均匀、无漏刷,厚度控制在 0.2 - 0.5 毫米之间,涂刷完成后,应按照涂料的固化要求进行固化处理,固化期间同样应避免人员走动、车辆通行以及其他可能破坏防水结构的因素。
(五)保护层施工(可选)
材料选择与施工时机把握
为了进一步保护防水增强层,提高其耐久性与抗磨损能力,可根据实际需求设置保护层。保护层材料可选用水泥砂浆、细石混凝土或专用的防水保护层材料。水泥砂浆保护层具有成本低、施工方便的优点,但其抗裂性与耐磨性相对较弱;细石混凝土保护层则具有较高的强度与较好的抗裂性、耐磨性,但施工工艺相对复杂,自重大;专用防水保护层材料如高分子防水卷材、防水涂膜等,具有良好的防水性、耐候性与抗磨损性,但成本较高。在选择保护层材料时,应综合考虑桥梁的使用环境、交通荷载、设计寿命以及工程成本等因素。
保护层施工应在防水增强层完全固化且质量检查合格后进行。一般在最后一道防水涂料涂刷完成后 24 - 48 小时,当涂料达到足够的强度后开始施工保护层。在施工前,应再次检查防水增强层的质量,确保无渗漏、无破损、无起鼓等缺陷,如有问题应及时进行修补处理。
施工工艺与注意事项详解
如果采用水泥砂浆或细石混凝土作为保护层,施工时应按照相应的混凝土施工工艺进行操作。对于水泥砂浆保护层,首先应将水泥、砂按一定比例(如 1:3 - 1:4)进行搅拌均匀,然后加入适量的水,搅拌成具有一定稠度的砂浆。砂浆的稠度应控制在 70 - 90 毫米之间,以确保其具有良好的施工性能。将搅拌好的砂浆均匀地铺设在防水增强层上,铺设厚度根据设计要求一般为 20 - 30 毫米。铺设过程中,应采用刮板或抹子进行抹平收光,确保保护层表面平整、光滑,无裂缝、空鼓现象。在抹平收光过程中,应注意避免对防水增强层造成破坏,如防止刮板或抹子直接接触防水增强层表面,可在工具与防水增强层之间垫一层塑料薄膜或其他隔离材料。
对于细石混凝土保护层,应先将水泥、砂、石子按设计配合比进行搅拌均匀,然后加入适量的水,搅拌成混凝土。混凝土的坍落度应控制在 30 - 50 毫米之间,以保证其具有良好的和易性与施工性能。将混凝土浇筑在防水增强层上,浇筑过程中应采用振捣棒进行振捣,振捣应均匀、密实,避免出现漏振或过振现象。振捣完成后,进行抹平收光操作,方法与水泥砂浆保护层相同。在浇筑过程中,同样要注意避免对防水增强层造成破坏,如防止振捣棒直接接触防水增强层表面,可在振捣棒前端包裹一层橡胶套或其他缓冲材料。细石混凝土保护层的厚度根据设计要求一般为 40 - 60 毫米。
对于采用专用防水保护层材料的情况,应按照产品说明书的要求进行施工。如采用高分子防水卷材作为保护层时,应先将基层清理干净,然后按照卷材的铺贴工艺进行铺贴,卷材之间的搭接宽度应符合要求,一般为 100 - 150 毫米,搭接处应采用专用的胶粘剂或焊接方式进行密封处理;采用防水涂膜作为保护层时,应按照涂膜的涂刷工艺进行涂刷,涂刷厚度、固化时间等应符合产品要求。保护层施工完成后,要进行养护,养护时间根据保护层材料的不同而有所差异。水泥砂浆保护层养护时间不少于 7 天,细石混凝土保护层养护时间不少于 14 天,养护期间应保持保护层表面湿润,避免干燥过快导致开裂,从而为整个桥面防水增强层提供有效的保护。
五、结论
在桥面防水施工中,由防水涂料、聚酯布和无碱玻璃纤维组成的防水增强层凭借其在防水性能强化、桥面变形适应以及结构耐久性提升等方面的卓越表现,成为保障桥面防水质量的核心要素。各组成材料独特的性能特点及其相互间的协同互补效应,加之严谨规范的施工工艺要点,共同构建了一套高效、稳定且持久的桥面防水增强体系。这一体系对于确保桥梁在复杂多变的自然环境与交通荷载作用下的长期安全运营、降低因水害引发的桥梁结构损坏风险以及减少维修与重建成本具有极为关键的意义,在现代桥梁建设与维护工程领域中占据着不可或缺的重要地位,值得广大工程技术人员深入研究、推广应用并持续创新发展。
来源:小高科技天地