对铁路桥梁混凝土桥面防水材料检验依据的探讨及建议.pdf

第 3 9卷 第 8期 Vo1 3 9 No 8 铁 道 技 术 监 督 I AI J WAY ( ) UALI _ r Y CONTROL 标 准化 工作 STAN I ) ARDI ZATI ( ) N W ORK 对铁路桥梁混凝土桥面防水材料检验依据的探讨及建议 王文雷，李元龙 ，孙璐 ，李耀雄 ( 铁道部产品质量监督检验 if , 心 ，北京 1 0 0 0 8 1) 摘要：铁路桥梁混凝土桥面防 冰层构成多样 ， 对防水材料的检验依据有多种。通过介绍 2 0 0 9 -2 0 1 0 年防水材料的检验情况，分析科技基 2 0 0 7 5 6 号 客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件 ( 修订 版) 等检验依据存在的问题，并对目前检验依据的进一步完善提出建议。 关键词：混凝土桥面；防水材料；质量检验；质量控制 ；技术标准 中图分 类号 ：U 2 4 3 3 1 6 5 文献标识码 ：A 文章编号 ：1 0 0 6 9 1 7 8 ( 2 0 1 1 )0 8 0 0 0 1 0 4 Ab s t r a c t ：Co mp o s i t i o n o f t h e w a t e r p r o o f b a r r i e r o f c o n c r e t e s u rf a c e o f r a i l wa y b ri d g e s i s v a r i o u s ，t h e i n s p e c t i o n b a s i s u s e d f o r wa t e r p r o o f ma t e ria l i s a l s o v a r i o u s B y i n t r o d u c i n g t h e w a t e rpr o o f ma t e r i al i n s p e c t i o n s i t u a t i o n f r o m 2 0 0 9 t o 2 0 1 0 ，t I e a u t h o r s a n aly z e t h e p r o b l e ms e x i i n g i n t l e i n s p e c t i o n b a s i s i n c l u d i n g N o K J J ( 2 0 0 7 ) 5 6 “ P r o v i s i o n a l T e c h n i c a l S p e c i f i c a t i o n s o n t h e W a t e rproo f B a r r i e r o f t h e C o n c r e t e S u r f a c e o f P a s s e n g e r D e d i c a t e d R a i l w a y B ri d g e ”( Mo d i f i e d V e r s i o n ) ，a n d p u t fo r w a r d s s u g g e s t i o n s o n mn h e r i m p r o v i n g t h e i n s p e c t i o n b a s i s Ke y wo r d s ：C o n c r e t e S u r f a c e o f B ri d g e ； Wa t e r p r o o f Ma t e ri a l ；Q u al i t y I n s p e c t i o n ； Q u a l i t y C o n t rol ；T e c h n i c a l St a nd a r d 0 引言 随着我国铁路建设事业 的迅速发展 ，对基础工 程 的质量要求越来越高 ，目前 ，客运专线桥梁工程 的设计寿命已达 1 0 0 年。桥梁防水层作为提高桥梁 结构耐久性 的重要措施之一 ，在桥梁工程 中日显重 要。2 0 0 7 年，铁道部发布了科技基 2 0 0 7 5 6 号 客运专线 桥梁混 凝土桥 面防水层 暂行技 术条件 ( 修订版) 。该技术条件是根据客运专线对桥梁结 构耐久性的要求、桥梁构造特点以及既有客运专线 桥梁混凝土桥面防水层的铺设 、使用经验 ，参考国 外高速铁路桥梁防水层的应用情况，并依据该领域 内的最新科研成果而制定。在简要介绍混凝土桥面 防水层技术的基础上，重点探讨科技基 2 0 0 7 5 6 号文在检验及使用过程 中存在的一些问题 ，并提出 相应的改进建议 。 1 既有铁 路预 应 力混 凝 土预 制梁桥 面 防水 层构成 目前，在建各铁路线预制梁桥面防水层的构成 收稿 日期 ：2 0 1 1 - 0 6 1 5 作者简介：王文雷，助理研究员；李元龙，高级工程师 2 0 1 1 年 8门 基本有 5种方式。 ( 1 ) N类氯化聚乙烯防水卷材+ 聚氨酯防水涂料 。 ( 2 ) L类氯化聚乙烯防水卷材+ 聚氨酯防水涂料。 ( 3 ) L类氯化聚乙烯防水卷材+ 水泥基胶层。 ( 4 ) S B S改性沥青 防水卷材+ 改性 沥青基层处 理剂 。 ( 5 ) 喷涂聚脲 防水层。 2 桥 面防水材 料的检 验依 据 根据不 同技术要求 ，如有砟 、无砟 、客运专 线 、客货共线等 ，防水层的设计主要执行下述标准 与技术条件。 ( 1 )T B rI 3 0 4 3 -2 0 0 5 预制后 张法 预应力混 凝土铁路桥简支 T 梁技术条f 牛 ) 。 ( 2 )T B T 2 4 8 4 -2 0 0 5 预制先 张法 预应 力混 凝土铁路桥简支 T梁技术条件 。 ( 3 )铁科技 函 2 0 0 4 1 2 0号 客运专线预应 力混凝土预制梁暂行技术条 。 ( 4 ) G B 1 2 9 5 3 -2 0 0 3 氯化聚乙烯防水卷材 。 ( 5 ) 铁道部科技基 2 0 0 7 5 6号 客运专线 桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件 ( 修订版) 。 ( 6 )铁路工程建设通用参考图 ：通桥( 2 0 0 6 ) ( 总第 2 9 8划) 。 1 。 标准化工作 刈铁jIl 侨 濉凝 I 桥 川 水材料愉验依 的 讨技业议 8 0 6 1( 客货共线铁路桥梁防水体系 。 ( 7 ) 铁路工程建设通用参考 图：通桥( 2 0 0 8 ) 8 3 8 8 A 客运专线铁路常用跨度梁桥面附属设施 ( 桥面布置、桥面附属构造、排水体系、防水体系、 伸缩缝、桥梁综合接地) 。 ( 8 )铁道部科技基 2 0 0 9 5 4号 京沪高速 铁路桥梁混凝土桥面喷涂聚脲防水层暂行技术条 f 牛 。 ( 9 )T B T 2 9 6 5 - 1 9 9 9 铁路混凝 土桥梁桥 面 T Q F I 型防水层技术条件 。 3 2 0 0 9 - 2 0 1 0年桥面 防水材料检验情况 2 0 0 9 -2 0 1 0年 ，依据上述标准 、技术条件检 验桥面防水材料约 5 3 0余厂次，其中不合格 4 l 厂 次 ，不合格率 为 7 7 。其 中 ，防水 卷材检验 1 3 0 余 厂次 ，不合格 1 9厂次 ，不合格率达 1 4 4 。防 水涂料检验 4 0 0余厂次 ，不合格 2 2厂次 ，不合格 率为 5 5 。2 0 0 9 -2 0 1 0年桥面防水材料检验情况 汇总见表 1 。 表 1 2 0 0 一2 0 1 0年桥面防水 材料检验情况汇总 雹 材 料 名 称 主 要 不 合 格 项 目 z 化 聚 乙 烯 防1 2 z 嚣 訾度 、 断 裂 水 卷 材 伸 长 率 4 性 沥青 基层 处 理 综上所述 ，目前 ，绝大多数国内现有铁路防水 材料生产企业 的产品质量能满足行业标准 的要求 ， 但也有不合格的现象。主要问题集 中在拉伸强度和 断裂伸长率、老化及耐化学侵蚀处理等项 目上 ( 上 2 述检验均为委托送样检验 ，结果仅对来样负责) 。 4 检验依据 中存在的 问题及修订建议 回顾近年来的桥面防水材料检验工作 ，发现 目 前的检验依据中尚存一些不完善之处，根据研讨 ， 提出一些建议 ，以进一步改进 、完善桥面材料检验 工作。 4 1 氯化聚乙烯防水卷材的厚度指标 现行采用的铁路桥梁防水层技术条件中，对氯 化聚乙烯防水卷材的厚度规定见表 2 。 表 2 现行铁路桥梁防水层技术条件 对氯化聚乙烯卷材的厚 度规定 mm 由表 2可知，在 目前桥梁防水层常用 的 4个检 验依据中，对于卷材厚度的规定不尽一致 ，应在今 后标准修订中予以解决。 关于氯化聚 乙烯 防水卷材厚度 的规定 ，不易 太过于机械 ，以往在检验 中也遇 到过材 料其他 物 理力学 性能都满 足要求 ，仅 厚度不合 格 的情况 。 因此 ，建议 在确定满足卷材性 能需求厚 度最小值 的基础上 ，对 L类和 N类卷材 的厚度分别加 以规 定 ，并给予一定的范围。鉴 于 L类 卷材 是 以拉力 ( N c m)为力学指标 ，生产企业 为满足力学指标 ， 往往厚度偏厚 ，因此 ，对材料厚度 的要 求可 以适 当放宽 。由于 N类材料是 以拉伸 强度( MP a )为 力学指标，为满足性能要求 ，只需规定最小厚度 要求 即可 ，对厚 度偏差 的上限值可 以适 当放 宽 ， 因为在满足拉伸强度指标 的情 况下 ，厚度越大使 卷材破坏要达到 的力值 就越大 ，其防护效果也越 好 。 4 2 高聚物 改性沥青防水卷材厚度容许误差 的规 定 在铁道部科技基 2 0 0 7 5 6 号文中，增添了 高聚物改性沥青防水卷材。该防水卷材有 3 5 m m 厚和 4 5 m m厚 2 种规格，但技术条件中没有规定 防水卷材厚度的容许误差值 ，在执行该技术条件 时，无法对高聚物改性沥青防水卷材的规格进行判 定 ，出具报告时只能根据委托方提供的规格来断 一 一 僻 祧 一 一力 延 一 、 澎 一拉 时 l发 不 需 臻 誊囊 需 警 嚣甏 鑫 曩 i 纛 焉 瓤 垂 t _ 水 _ = _ # * _ 青 _ 一_ 沥 _ 一 性 _ 一 _ 改 一 一 ；I 铁道技术监督 第 3 9卷第 8 定。建议今后修改铁道部科技基 2 0 0 7 5 6 号文 时 ，增加高聚物改性沥青防水卷材厚度容许误差 的 规定 ，其厚度容许误差可 以参照氯化聚乙烯 防水卷 材厚度容许误差来制定。 4 3 相关的试验方法 4 3 1 防水涂料与混凝土粘结强度 的试验方法 在铁道部科技基 2 0 0 7 5 6号文 中 ，要求 防 水涂料 与混凝土粘结强度 的试验方法 ，参照 G B T 1 9 2 5 0 -2 0 0 3 聚氨酯防水涂料中的相关试验方 法 。然而 ，GB T 1 9 2 5 0 -2 0 0 3中提供 的试验 方法 并不包括该项 。G B T 1 9 2 5 0 - - 2 0 0 3中唯一 可以做 为参考的是与潮湿基面的粘结强度 的试验方法 ，但 该试验方法也存在许多不明确 的地方。例如 ，混凝 土的配合 比是采用某标准的混凝土配合 比，还是采 用现场混凝土的配合 比；又如 ，养护时问和养护条 件是什么；再如，在制作与混凝土的粘结强度的试 件时，混凝土表面是否需要处理 ，如何处理 ，混凝 土强度及表面状态对粘接强度是否有影响。 另外 ，在检验过程中发现 ，不少涂料的粘结性 能很好 ，试件破坏并非在粘结部位 ，而是试件本体 断裂 ，如 图 1 所示 。试件破坏在粘结面部位的情况 如 图 2所示 图 1 与混凝土的粘 结性能试件 的本体断裂破坏 图 2 与混凝土的粘结性能试件的粘结面破坏 因此，在混凝土配合比已定的情况下，是否可 以再增加 1 个判定原则，即试件本体断裂。若将与 混凝土的粘结强度作为现场检验 ，那么，这些问题 都将迎刃而解 ；如果作为试验室检验 ，则应在标准 的修订过程中给予详尽的规定 ，以保证该项性能指 标检验处于同样的外界条件 ，具有 良好 的重复性和 可验证性。 4 3 2 防水涂料与混凝土剥离强度 在铁道部 科技基 2 0 0 7 5 6号文 中，要求防 水涂料与混凝 土剥离强度的试验方法 ，参照 G B T 2 7 9 0 - - - 1 9 9 5 皎粘剂 1 8 0度剥离试验方法 ( 挠性材 料对刚性材料) 中的相关试验方法 。相关单位采 用 的检验方法是 ：首先按配比制作 聚氨酯的膜 片 ， 待 养护完成后 ，裁成 3 0 0 m mx 2 5 mm的细条。然 后 ，把该细条用聚氨酯粘结在 2 0 0 ra m 2 5 m m 的 混凝土块上 ，粘结长度不小于 1 2 5 mm。在养护 7 d 后 ，按照 G B T 2 7 9 0 一 l 9 9 5中的相关试验方法进行 检验。 但在实际检验过程中，发现不少难 以判决的情 况 。例如 ，由于养护完成 的聚氨酯膜片 已经大大超 过表干时问，膜片和聚氨酯涂料之间的剥离强度能 否达到 3 5 N m m有待验证。检验中发现 ，不少试样 的剥离发生在膜片和聚氨酯涂料之间，如图 3 所示 。 图 3 与混凝土的剥离强度试件 的剥离情况 进一步分析发现 ，若混凝土表 面处理得 比较 好 ，剥离破坏就不会发生在涂料 与混凝 土表 面之 间；若混凝土表面处理得不好 ，剥离破坏会出现在 涂料与混凝土表面之间。可见 ，混凝土表面状况直 接影响剥离结果 。 又如 ，G B T 2 7 9 0 - 1 9 9 5中 ，对防水卷材剪切 状态下的粘合性判断有 2 种方法 ：一是力值大于 1 0 0 N mm；二是卷材破坏 。那 么 ，这是否意味着 对与混凝土的剥离强度 的判定也可采用 2 种方法 ： 一 是力值 ；二是涂料膜片破坏 。若采用该方法 ，建 3 标准化工作 埘铁路桥梁混凝上桥 防水 料榆验侬 的探讨， 支 议 议标准中应对混凝土试件表面的处理方法 、程度和 涂料层的最小厚度，混凝土试件的配合比，养护时 间和养护条件等项做出明确规定。 鉴于混凝土保护层质量在桥梁生产许可证中是 桥梁质量 的关键项点 ，因此 ，对相关项 目的检验方 法应具有统一 的外界影响因素 ，以使检验结果具有 良好的重复性，避免在进行合格判定时产生较大争 议。由于现场施工时混凝土表面处理与试验室差别 较大，因此，建议混凝土桥梁的防水层质量控制工 作应在现场进行试验 ，并由监理见证。 4 3 3 防水涂料与防水卷材剥离强度 在铁 道 部科 技基 2 0 0 7 3 5 6号 文 中 ，要 求 防水涂料与 防水卷材剥离强度的试验方法 ，参照 G B 厂 I 2 7 9 0 一l 9 9 5中的相关试验方法，并特别要求该 指标大于或等于 3 5 N m m。在已进行的检验 中，防 水涂料与防水卷材的剥离强度最高能达约 0 6 N m m， 与标准要求有较大差距 。为此 ，咨询了有关方面的 专家 ，部分专家认为 ，防水涂料与防水卷材剥离强 度 由材料本身的特性所决定 ，此剥离强度的确很难 提高 ；也有专家认为 ，氯化聚乙烯和聚氨酯之间的 剥离强度较高，但为使氯化聚乙烯卷材的拉力和延 伸率提高 ，氯化聚乙烯卷材 中已调整成分 ，降低 了 它与涂料之间的剥离强度 ，从而导致剥离强度达不 到要求。无论产生剥离强度达不到标准要求的真实 原 因如何 ，建议在今后修订 G B T 2 7 9 0 - - - 1 9 9 5时 ， 应充分考虑该指标值的大小。 4 4 高聚物改性沥青基层处理剂的干燥时间 现行标准、技术条件中 ，未 明确指出基层处理 剂的干燥时间是表干时间还是实干时间 ，仅指出检 验方法依照 G B 1 6 7 7 7 -2 0 0 8 (健 筑 防水涂料试验 方法 。在 G B 1 6 7 7 7 -2 0 0 8中 ，有表干时 间和实 干时间的试验方法 ，但由于其试验方法针对建筑防 水涂料制定 ，防水涂料 的固体含量一般在 8 0 以 上 ，而基层处理剂只要求固体含量大于 3 0 ，因 此 ，标准 中提出的 0 5 k g m 的检验方法是否适用 于桥面材料检测还有待探讨。况且在检验中发现， 如果按照上述指标进行检验 ，则绝大多数 的基层处 理剂在 2 h内达不到实干。因此 ，建议这些问题能 在以后标准的修订中加以完善。 4 5 L类氯化聚 乙烯防水卷材低 温弯折性检验和 不透水性检验 L类氯化聚乙烯 防水卷材的两面复合有热融纤 4 维布 ，在按照 G B 1 2 9 5 3 -2 0 0 3进行低温弯折性检 验时，由于热融纤维布的遮盖，用弯折仪弯折后很 难发现裂纹。因而 ，对 于 L类 氯化聚乙烯 防水卷 材低温性能的检验方法 ，建议在未来标准的修订过 程 中进一步完善 。此外 ，在按照 G B 1 2 9 5 3 -2 0 0 3 进行不透水性检验时，密封较为困难 ，水压保持过 程中水易渗出，保压不易稳定。 5结语 铁路桥梁混凝土桥面防水层作为提高桥梁结构 耐久性的重要措施 ，在技术上应有较高的要求 。但 目 前的标准、技术条件中规定的技术指标或试验方 法存在一些问题 ，困扰着桥 面防水 材料的检验工 作。建议在标准 、技术条件的修订过程 中，技术指 标应更切合实际 ，相关的检验方法应更 明确 ，对检 验结果有较大影响的外界条件应统一 ，使检验结果 具有良好 的重复性。这样 ，才能更有效地保障铁路 桥梁混凝土桥面防水材料的检验工作 ，加强对现场 使用的防水材料的监督检验并规范施工方法 ，杜绝 不合格材料的使用和不规范操作 ，确保桥梁结构 的 耐久 陛满足设计要求。 参考文献 1 T B T 3 0 4 3 -2 0 0 5预制 后张法预应力混 凝土铁路桥简 支 T梁技 术条件 S 2 T B ， I 2 4 8 4 -2 0 0 5预制先张法预应力混凝土铁路桥简支 T 梁技 术条件 s 3 铁科技函 2 0 0 4 1 2 0 号 客运专线预应力混凝土预制梁暂行技 术条件 s 4 G B 1 2 9 5 3 -2 0 0 3氯化聚乙烯防水卷材 s 5 铁道部科技基 2 0 0 7 5 6 号 客运专线桥梁混凝土桥面防水层 暂行技术条件 ( 修订版) s 6 铁路工程建设通用参考图：通桥 ( 2 0 0 6 ) 8 0 6 1 客货共线铁路桥 梁防水体系 s 7 铁路工程建设通用参考图： 通桥 ( 2 0 0 8 ) 8 3 8 8 A客运专线铁路 常用跨度梁桥 面附属设施( 桥 面布置 、桥面 附属构 造 、排水体 系、防水体系、伸缩缝、桥梁综合接地) s 8 铁道部科技基 2 0 0 9 5 4 号 京沪高速铁路桥梁混凝土桥面喷涂 聚脲防水层暂行技术条件 s 9 T B ， I 2 9 6 5 -1 9 9 9铁路混凝土桥梁桥面 T Q F I 型防水层技术 条件 s 1 0 G B T 1 9 2 5 0 - - 2 0 0 3聚氨酯防水涂料 s 1 1 G B T 2 7 9 1) -1 9 9 5 胶粘剂 1 8 0 度剥离试验方法 ( 挠性材料对刚 性材料 ) S 1 2 G B 1 6 7 7 7 -2 0 0 8 建筑防水涂料试验方法 s