混凝土桥面防水粘层材料最佳用量与层间抗剪强度分析

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发布时间：2021-09-19

资料介绍

混凝土桥面防水粘层材料最佳用量与层间抗剪强度分析
程道虎1 ,韩　森2 ,李　娜2 ,郭黎黎2
(1. 陕西省交通厅基本建设工程质量监督站,陕西西安710075 ;
2. 长安大学新型路面研究所,陕西西安710064)
摘　要: 为研究混凝土桥面板防水粘结材料最佳用量和层间抗剪强度,选取3 种典型的桥面板表面纹理及3
种防水粘层材料,通过直接剪切试验分别确定不同防水粘层材料与不同纹理混凝土桥面板组合时的防水粘层材料
最佳用量及层间抗剪强度。试验结果表明,防水粘层材料最佳用量随桥面板表面纹理的丰富程度而提高,露石界
面的防水粘层材料的最佳用量较大;对于3 种类型表面纹理,常温下丙烯酸酯类防水粘层材料的层间抗剪强度大
于SBS 改性沥青和SBR 改性乳化沥青的;对于同种防水粘层材料,露石界面的层间抗剪强度最大;温度对层间抗
剪强度影响显著,当试验温度由25 ℃上升到60 ℃时,3 种界面的层间抗剪强度均有大幅下降,但露石界面的层间
抗剪强度随温度变化的敏感性较小。
关键词: 桥面铺装;混凝土;防水粘层材料;表面纹理;最佳用量;层间抗剪强度
中图分类号: U443. 33 文献标志码:A 文章编号:1671 - 7767 (2010) 02 - 0055 - 04
收稿日期
作者简介程道虎( 63 ) ,男,高级工程师, 年毕业于陕西省交通学校公路与桥梁专业, 6 年毕业于西北大学经济管理专业, 获学士
学位, 年毕业于西安交通大学工商管理专业,获硕士学位( 2 2 @ 63 ) 。
1 　概　述
目前,我国桥梁建设已经达到了世界先进水平,
但桥面铺装方面的研究却比较滞后,对其一般不作
专门的设计分析。但是桥面铺装处于复杂的应力、
应变状态,由于铺装层与混凝土桥面板之间的界面
粘附力过小,在车辆荷载作用下,层间产生较大的剪
切应力,当其超过粘结层的极限抗剪强度时,层间就
会破坏,在桥面上就产生了推移、拥包等病害[ 1 ] 。这
些病害不仅影响桥面的美观,而且影响桥梁结构的
耐久性,使桥梁存在严重的安全隐患。近几年,为改
善桥面耐久性,一方面选用抗剪性能好的沥青铺装
结构型式,如改性SMA 沥青混合料、环氧树脂薄层
铺装等;另一方面从界面处理方面入手,主要方法有
喷洒防水粘层、布加强筋和表面粗糙处理。本文主
要针对目前混凝土桥面铺装层间抗剪强度不足的问
题,通过试验分析防水粘层材料最佳用量和层间抗
剪强度,以提出改善桥面铺装耐久性的技术措施。
2 　试验材料、方法及试件的制作
2. 1 　防水粘层材料
桥面铺装中的防水粘层材料具有封水、粘结作
用,其用量直接影响到层间的应力、应变状态。如果
防水粘层材料用量过少,则会由于其无法形成连续
的薄膜而影响防水效果与层间粘结力;如果其用量
过大,则层间的摩阻力减小,抗剪强度降低,在车辆
水平力作用下层间易出现滑动面。由于防水粘层材
料的用量与混凝土桥面板的表面纹理有着密切的关
系,因此,试验时选用了3 种具有代表性的混凝土桥
面板表面纹理:露石界面、凿毛界面、刻槽界面。选
用3 种常用防水粘层材料:SBS 改性沥青、SBR 改
性乳化沥青以及丙烯酸酯高分子防水涂膜材料。
(1) SBS 改性沥青。SBS 是三元嵌段聚合物,
其高劲度的聚苯乙烯“节点”及超韧性的聚丁二烯
“链”克服了沥青自身缺陷,大大增强了沥青的低温
变形能力及耐高温性能。本次试验选用国创SBS
改性沥青,其技术指标满足《公路沥青路面施工技术
规范》(J T G F40 - 2004) SBS 改性沥青I - C 要求。
(2) SBR 改性乳化沥青。SBR 改性乳化沥青
具有优良的粘结性能,并且具有良好的高温性能。
试验选用PCR 型SBR 改性乳化沥青,其技术性质
满足规范要求。
(3) 丙烯酸酯高分子防水涂膜。丙烯酸酯高分
子防水涂膜具有优良的粘结力,整体防水性能好。
这类材料使用时只需冷作业,不污染环境。
2. 2 　层间剪切试验方法
本文采用自行研发的层间