寒区桥面铺装防水粘结层的试验研究

王圣保

摘 要：文章根据寒区特点，分别对HUT-1桥面防水涂料、SBS改性沥青和乳化沥青三种桥面铺装防水粘结材料进行了试验分析。结果表明，冻融循环和除冰盐对防水粘结层的性能影响很大，在选材时应选择具有良好的抗冻融能力及抗盐腐蚀能力的材料。

关键词：寒区；桥面；铺装层；防水粘结层

防水粘结层作为桥面铺装的重要组成部分，其性能的优劣对桥面铺装层的使用寿命有很大的影响。寒区气温季节性变化较大，自然条件恶劣，桥面防水粘结层材料应具有较高的强度，以适应较大的温度变化，同时具有良好的粘结性、抗剪切性，这样防水粘结层材料与水泥混凝土桥面板及沥青混凝土铺装层间才能可靠连接。

1 试验准备

1.1 水泥混凝土基板块

成型的水泥混凝土试块如图1所示。

1.2 沥青混合料

沥青混合料采用SBS改性沥青AC-16混合料。

1.3 粘结材料

文章采用HUT-1桥面防水涂料、SBS改性沥青和乳化沥青三种防水粘结材料作为桥面铺装防水粘结层。

1.4 试块制作

1.4.1 涂抹粘结层材料

按1.2kg/m2涂抹量，将HUT-1桥面防水涂料、SBS改性沥青和乳化沥青三种防水粘结材料分别涂抹在不同水泥混凝土试板拉毛的一面。

1.4.2 加铺沥青混凝土铺装层

为了使成型后的试快与試模齐平，将涂抹了各种防水粘结材料（HUT-1桥面防水涂料、SBS改性沥青和乳化沥青）的试快放入300mm×300mm×100mm的试模内，测量试块表面与试模齐平之间的高度，即为需要加铺的沥青混凝土高度，然后就可以确定沥青混凝土各种材料数量。用轮碾仪在粘结层上成型沥青混凝土试板。

1.4.3 切割试块

将试块切割成50mm×50mm×100mm的试块。

2 剪切试验

剪切试验的目的是检验各种防水粘结材料抵抗水平剪切能力，以评价各种材料作为防水粘结层抵抗水平车辆荷载冲击的能力。

2.1 温度对粘结层抗剪强度的影响

文章把各种防水粘结材料的成型剪切试块分别置于60℃、50℃、40℃、30℃、20℃、10℃、0、-10℃、-20℃、-30℃条件下的恒温烘箱或恒温冰箱中保持8小时，确保试块达到需要测试的试验温度，并且放入恒温冰箱之前的剪切试块需要先浸水24小时。试验时，要求取出剪切试块立即进行剪切试验，以保证试块的温度满足要求。不同温度条件下各种防水粘结材料的抗剪试验结果如表1所示。

表1 不同温度条件下各防水粘结材料的抗剪试验结果（MPa）

通过表1可以看出，随着温度的下降各种防水粘结材料的抗剪强度都明显增强。三种防水粘结材料中，在高温条件下HUT-1桥面防水涂料的抗剪强度优于SBS改性沥青和乳化沥青，而低温条件下乳化沥青的抗剪强度优于HUT-1桥面防水涂料和SBS改性沥青。

2.2 冻融循环和除冰盐对粘结层抗剪强度的影响

在对寒区的防水粘结层进行研究时，需把除冰盐作为环境因素予以考察，分析其对桥面铺装防水粘结层的影响。除冰盐主要化学成分为NaCl，所以在试验之前，应先将成型的剪切试块浸入5%的NaCl水溶液中，浸泡24小时。

表2为在单纯冻融循环条件下、单纯除冰盐作用下以及两者共同作用下各种防水粘结材料的抗剪强度值。

表2 冻融循环和除冰盐作用下各防水粘结层抗剪强度（MPa）

从表2可以看出，无论是冻融循环还是除冰盐，对三种防水粘结材料的抗剪强度都有很强的迫害作用，在冻融循环和除冰盐共同作用下，破坏作用体现的更为明显。三种防水粘结材料中，HUT-1桥面防水涂料抵抗冻融循环破坏以及冻融循环和除冰盐共同作用下破坏的能力最强，而SBS改性沥青抵抗除冰盐破坏的能力最强。

3 拉拔试验

3.1 温度对粘结层抗拉强度的影响

把各种防水粘结材料的成型的拉拔试块分别置于60℃、50℃、40℃、30℃、20℃、10℃、0、-10℃、-20℃、-30℃条件下的恒温烘箱、恒温冰箱中保持8小时，确保试块达到需要测试的试验温度，并且放入恒温冰箱之前的拉拔试块需要先浸水24小时。试验时，要求取出拉拔试块立即进行拉拔试验，以保证试块的温度满足要求。不同温度条件下各种防水粘结材料的抗拉试验结果如表3所示。

表3 不同温度条件下各防水粘结材料的抗剪试验结果（MPa）

通过表3可以看出，随着温度的下降各种防水粘结材料的抗拉强度先赠后减。三种防水粘结材料中，SBS改性沥青抗拉性能最好，抗拉强度为1.250MPa，但是其他两种材料抗拉强度与SBS改性沥青相比相差不大，分别为1.170MPa和1.250MPa。

3.2 冻融循环和除冰盐对粘结层抗拉强度的影响

与测试抗剪强度时相同，在进行抗拉拔试验研究时，同样需把除冰盐作为环境因素予以考察，分析其对桥面铺装防水粘结层抗拉性能的影响。在试验之前，仍然是应先将成型的剪切试块浸入5%的NaCl水溶液中，浸泡24小时。

表4为在单纯冻融循环条件下、单纯除冰盐作用下以及两者共同作用下各种防水粘结材料的抗拉强度值。

表4 冻融循环和除冰盐作用下各防水粘结层抗剪强度（MPa）

从表4可以看出，无论是冻融循环还是除冰盐，对三种防水粘结材料的抗拉强度都有很强的迫害作用，在冻融循环和除冰盐共同作用下这种破坏作用体现的更为明显。与抗剪强度测试试验得出的规律相似的是，三种防水粘结材料中，HUT-1桥面防水涂料在冻融循环破坏以及冻融循环和除冰盐共同作用破坏下的抗拉能力最强，而SBS改性沥青在除冰盐破坏下的抗拉能力最强。