混凝土桥面铺装环氧沥青防水粘结层性能研究.pdf
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1、第 3 8卷第 6期 2 0 1 2年 1 2月 四川建筑科学研究 S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e 22 9 混凝土桥面铺装环氧沥青防水粘结层性能研究 文 滔 ( 同济大学土木工程学院, 上海2 0 0 0 9 2 ) 摘要: 国内关于环氧沥青防水粘结层的理论研究和实践研究尚不完善 , 导致大量桥面铺装由于防水粘结层的选 材和设计不当而过早破坏。以环氧沥青材料作为防水粘结层的研究对象, 首先进行各项试验材料具体的物理和化 学性能, 验证它们是否符合规范。之后通过剪切、 拉拔、 疲劳、 浸水 4项试验, 研究其在沥青混凝土水泥混凝土桥面 中
2、的实际性能。这 4项试验都使用较多的试验材料进行 , 并且贯彻了对比试验的思想。通过这 4项对比试验, 研 究环氧沥青用于桥面铺装时的具体性能, 从而测试环氧沥青用于桥面铺装粘结层的可行性 , 以及在施工和性能方 面需要注 意的地方 。 关键词 : 环氧沥青; 防水粘结层; 性能试验 中图分类号: T U 5 8 文献标识码: B 文章编号: 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 2 ) 0 6 2 2 9 0 3 0 引 言 随着中国经济的高速发展 , 各地建设欣欣 向荣 。 民间有一句俗语叫做“ 金桥银路” , 可见经济的发展 和腾飞离不开基础设施 的建设。 目前中国的桥梁还 是以
3、 昆 凝土桥为主 , 而在其建设步伐加快的同时 , 这 些桥梁在投入使用后很短一段时问内, 都出现了不 同程度的损伤 , 这不但影响到了桥梁的正常使用 , 严 重缩短了桥梁的使用寿命 , 个别还危及到使用者的 安全 。因此 , 国内外 的研究机构都对这一问题非常 重视 , 并投入 巨大的精力、 财力研究。混凝土桥梁的 耐久性问题 已成为道路 行业讨论的焦点之一 , 它的 提高将是2 l 世纪桥梁技术进步的重要标志。 1 国 内外 混凝 土桥 面 防水 粘 结层 研 究概况 1 1 国外混凝土桥面防水粘结层研究概况 刮 法国要求所有桥梁均设置防水层 , 并建议防水 材料优先采用由高分子聚合物制成
4、的涂膜或卷材, 底涂层一般采用改性橡胶乳液, 保护层为 2 2 m m厚 的沥青碎石, 面层厚度一般为 71 0 c m。 加拿大多伦多采用了一种全新的沥青粘结层系 统 , 并且将之用于多伦多高速公路上 , 取得了显著 的 成效 。 1 2 国内混凝土桥面防水粘结层研究概况 刮 通过对 国内外混凝土桥桥面铺装防水体系的应 用与研究状况的分析, 可以得出以下几点结论: 收稿 日期 : 2 0 1 2 -0 8 - 0 7 作者简介 : 文滔( 1 9 8 9一), 男 , 在读研究生 , 研究方向为土木工程 。 E m a l l : 1 6 9 4 0 8 q q c O ll l 1 ) 在
5、桥 面防水 的应用 与研究方 面我 国尚处于 起步阶段 , 而欧美 国家 已形成较为全面和系统的理 论 体系 ; 2 ) 从整体上讲 , 虽然 国外在桥面防水工程上有 丰富的实践经验 , 但至今对设置 防水层 的铺装结构 没有系统地进行力学分析 , 未形成成熟 的设计理论 ; 3 ) 研究和设置合理的桥面防水系统能有效减 少和防止早期破坏 , 是保证和提高桥梁耐久性最有 效的措施之一。 2原材料 的技术性质 2 1 水泥混凝土的技术性质 本研究所用水泥混凝土统一采用 C 3 0, 参照 J G J 5 5 _2 O 0 0 普通混凝土配合比设计规程 制备强度 等级为 C 3 0的水泥混凝土试件
6、。首先 , 在特制试模 ( 1 0 o m1 0 e m1 0 c m) 内浇筑混凝土 ( 配合 比为 水泥: 砂 : 水 : 石 子 =C: S: G: =3 3 0 : 7 4 7 : 1 6 5 : 1 1 3 5 ) 。水泥混凝 土试 件制备时 , 将 拌和好 的混合 料倒人试模 , 分层插捣均匀 , 然后通过机械振动 台振 密成型。试件养生 7 d后拆模放人养护 室, 2 8 d后 用于试验。注意: 需要对水泥混凝土试块进行打毛 来模拟水泥混凝土表面状况, 增 强表面粗糙度 以提 高层 间抗 剪强 度。其 技 术 性 能指 标 的测 试 按 照 J T G E 3 0 -2 0 0
7、5 ( ( 公路工程水 泥混凝土试验规程 进 行 , 测试结果见表 1 。 表 1 硅酸盐水泥的主要物理化学性能 从表 1可知, 水泥 的主要技术性能满足规范的 2 3 0 四川建筑科学研究 第 3 8卷 要 求 。 2 2 防水粘结层的技术性质 1 o 本试验采用的环氧沥青防水粘结材料为江苏句 容市生产的 N J 多组分环氧沥青 HL N 7 6 1 1 。A、 B组 分的比例为 1 : 7 6 。环氧沥青 防水粘结层的技术指 标见表 2 。 表2 环氧沥青防水粘结层的技术指标 项 目 技术指标 重量 比( : 曰) 断裂延伸率 ( 2 3 , ) 拉 拔 强 度 : 蓑 土 剪切强度 3
8、3 C 。 ,N 钢板 N土 不透水性 , 0 3 MP a 耐热性 抗刺破及渗水 在荷载作用下 的热挠 曲温度 t 2 粘度增至 1 0 0 0 c P的时间 ( 1 2 0 ( 2 ) m i n 1 o o : 7 6 0 4 0 l 。 2 O MP a 1 5 O MP a 1 0 o MP a 1 2 O MP a 3 0 mi n不渗水 2 0 0 C, 不熔化 暴露轮碾试验 ( 0 7 MP a , 1 0 0次 ) 后 , 0 3 MP a水压下不渗水 一 1 O一一1 8 1 2 3 环氧沥青防水粘结层的性能试验 3 1 防水材料最佳用量的确定 研究表明, 涂膜类防水材料与
9、混凝土基面的粘 结强度对防水材料 的用量并不敏感, 因此 , 本文利用 常温抗剪强度来确定防水材料的最佳用量( 图 1 ) 。 图 2 环氧沥青防水粘结层抗剪强度 随用量的变化 曲线 会减小。故此种品牌的环氧沥青, 用于水泥混凝土 桥面铺装防水粘结层时, 可初步确定其最佳用量为 0 9 k g m 。 3 2环氧沥青防水粘结层材料的剪切试验 3 2 1 防水粘结层材料的常温( 2 5 c ( = ) 剪切试验 良好的抗剪强度能够较好的抵抗 由于行车荷载 带来的水平力的作用。本文针对防水粘结层材料的 常温抗剪强度进行 了试验研究 , 环氧沥青按最佳用 量涂刷 , 试验结果见表 4 。 表4 防水
10、粘结层材料的常温( 2 5 o C) 抗剪试验结果 3 2 2 防水粘结层材料的高温( 5 O ) 抗剪强度 试验方法同常温剪切试验 , 防水材料以最佳用 量涂刷 , 采用静压法在 防水 粘结层 表面成型 A C一 2 0 C沥青混凝土脱模后 , 将试件放人 1 2 0 烘箱 4 6 h , 之后取出试件置于 5 0 的恒温箱 中养护 2 4 h , 试验结果见表 5 。 图 1 环氧沥青防水材料的最佳用量试验 表5 防水粘结层材料的高温( 5 O ) 抗剪试验结果 试验结果见表 3 。 表 3 环氧沥青不 同用量 的抗剪试验结果 根据所测数据 , 绘制抗剪强度随用量的变化曲 线图, 在图中找
11、出与抗剪强度最大值对应的防水材 料用量, 即为最佳用量, 如 图2所示。 从 图 2可以看 出, 环氧沥青 防水粘结层材料 的 抗剪 强 度 存 在 一 个 峰 值 , 所 对 应 的用 量 为 0 9 k m , 当用量大于或小于最佳用量时 , 抗剪强度都 3 3 环氧沥青防水粘结层材料的拉拔试验 本文除了进行斜剪试验外 , 还进行 了拉拔试验 , 拉拔试验采用与剪切试验相同的试件, 试验在常温 ( 2 5 )及高温( 5 0 ) 下进行。 3 3 1 防水粘结层材料的常温( 2 5 。 ( = ) 粘结试验 参照 J C J T 5 5 2 O 0 O 普通混凝土配合 比设计 规程 制备强
12、度等级 为 C 3 0的水 泥混凝 土试 件, 厚 度为 4 0 5 0 m m, 长和宽均为 1 0 0 m m, 养护 2 1 d , 完 成后清除表面浮浆 , 保证施工表面清洁无缺 陷。按 最佳用量涂抹环氧沥青粘结层 , 并按其施工工艺施 2 0 1 2 N o 6 文滔 : 混凝土桥面铺装环氧沥青 防水粘结层性能研究 2 3 1 工和养护 ; 用专用拉拔头 固定在防水粘结层表面 , 将 试件放 人 1 2 0 C烘箱 46 h , 之 后取 出试件 移至 2 5 q c 的恒温箱中养护 2 4 h , 然后采用浙 江上虞生产 的 S Z L Y 1 0 B型粘结强度拉拔力检测仪测定防水
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