GS-I溶剂型粘结剂在桥面防水工程中的应用及施工工艺

摘要：通过对桥面铺装早期破坏的现象分析，对比传统的桥面防水施工，结合工程实际

提出了一种较为科学、实效、经济的桥面防水施工工艺。

关键词：桥面防水、GS-I溶剂型粘结剂、施工工艺、抛丸喷砂、应用

一、前言

目前，我国的高速公路建设事业方兴未艾，正处于蓬勃发展的时期，同时，对高速公路各种病害的防治工作，也日益受到工程技术人员的重视，桥梁的耐久性问题就是其中很值得关注的一个方面。冻融破坏、钢筋腐蚀、碱集料反应、混凝土碳化等被视为桥梁混凝土主要的耐久性问题，在实际工程中也经常出现桥面渗水、铺装层剥落、推移、桥面板破碎等问题，研究表明，水的渗入是造成这些破坏的主要原因之一，水渗入防水粘结层与水泥混凝土板的界面上,影响与桥面的粘结强度,甚至成为滑动的界面状态,桥面铺装成为一个单独受力层次,就会出现很大的水平剪应力和底部的弯拉应力,桥面铺装就必然导致迅速破坏。目前我国桥面铺装常用形式是复合式铺装层,其典型结构为:沥青混凝土面层(1-2层)+防水层涂料(防水卷材)+桥面防水混凝土或钢桥面。然而在投入使用1-3年后,桥面铺装出现早期破坏的现象比较普遍,破坏形式有唧浆、车辙、水损环、坑槽等,早期破坏的桥面对桥梁梁体结构和行车安全造成很大的影响,也造成桥梁后期养护费用的成倍增加,严重影响了公路的正常运营。我公司在云南省保龙高速公路路面一合同段及保腾高速公路路面二合同段均采用了国内 的抛丸喷砂打磨工艺及GS-I溶剂型粘接剂,彻底清除了混凝土表面浮浆,提高了防水层的粘接效果。GS-I溶剂型粘接剂是目前国内运用效果较好的一种防水层涂料,从根本上解决了车辆在桥梁上碾压、推移造成的分层，有效防止了水的渗入。

二、GS-I溶剂型粘接剂

是一种新型桥面专用防水材料，其是将沥青与多种高分子树脂及助剂经特殊工艺溶解于特定的溶剂中而形成的一种单组分溶剂型防水粘接剂，产品外观常温下呈黑色均匀液态。特点是除具有优异的防水性能外，还可有效地处理砼（钢板）与沥青砼等之间的层间粘接问题，在外力荷载水平推动作用下（尤其是气温较高的状况），路面不易出现推移、脱落、变形等病害。

1.适用范围：粘度较低的GS-I溶剂型防水粘结剂主要用于水泥混凝土桥面铺装的层间防水和粘结及隧道路面和其他复合路面铺装层间的防水和粘结。

2.工作机理：当粘度较低的GS-I溶剂型防水粘结剂涂刷到处理后的水泥混凝土桥面上时,GS-I迅速渗透到水泥土表层2-5mm深度范围内的微孔中并完成固化,形成了与水泥混凝土相互贯穿的致密结构,从而实现了GS-I与水泥混凝土基层之间的有效粘结并同时起到了良好的防水粘结作用，由于GS-I属高分子热塑性材料,与同为高分子材料的道路沥青有着较好的相似相容性,当施工沥青混凝土时,在热拌沥青混合料的温度作用和碾压作用下,GS-I膜部分熔化与混合料融为一体,随着温度逐渐降低,GS-I与沥青混凝土一同发生了 次固化,从而实现了GS-I与沥青铺装层之间的有效粘结.

3.GS-I溶剂粘结产品特点：(1)涂膜柔韧性好，对基层收缩和变形开裂有较强的适应性。(2)粘度低，渗透性强，可有效渗入水泥砼或钢板微孔形成致密的防水层，能有效保护桥梁结构。 (3)涂膜强度高、延伸率大、界面粘接强度高，不仅与水泥砼或钢板的粘结强度高，而且铺装沥青砼之后的组合结构的粘结性能和抗剪切性能良好。 (4)即可一次性涂膜，亦可分两次涂膜，总涂膜量一般0.4-0.6kg/平方米. (5)涂膜柔性好，对基层收缩和变形开裂具有较强的适应性。(6)对基层具有良好的防水性能,防水效果相当于涂刷之前水泥砼的10000倍. (7)常温施工,施工工艺简便，且无毒环保。

三、抛丸喷砂施工工艺

1.抛丸设备的组成：移动式抛丸设备（BLASTRAC-260型）是在抛丸工艺技术的基础上发展起来的成熟的技术装备。一套完整的抛丸设备通常由抛丸机和配套吸尘器两个部分组成，这两个部分根据设备的形式不同可以是分开的，也可以是一体的。

2.抛丸工艺的必要性：我国经过多年的摸索和参考国外的经验,已经制定了有关防水材料本身性能要求的相关技术标准和规范，但对于施工的工艺和方法方面的要求却很少涉及，特别是目前桥梁防水中对桥梁基面的表面处理环节,基面的处理结果直接影响到整个防水体系的质量。国外对混凝土表面处理的要求和检验:①露骨率体现表面清洁的程度：反映出表面浮浆以及起砂等去除的程度；②表面粗糙度：反映出微观表面凹凸的情况，直接影响封闭层或粘结层和防水材料的粘结性能；③平整度：反映桥面的平整程度，直接影响防水材料的施工质量；④干燥程度：反映混凝土内水分的含量，直接影响封闭层或粘结层和防水材料的粘结性能；⑤粘结性能：反映防水体系中 步施工,即封闭层或粘结层和桥面基体的粘结性能，直接影响将来防水材料施工后的粘结性和抗剪切性能的发挥。我国目前常见的混凝土基面打毛施工方法:①使用不带高压的水冲洗，不能彻底清理表面的浮浆和起砂，需要后续的清理和清扫，在水源紧张的地区不适合使用，几乎不能够得到均匀粗糙的表面，不能达到露骨率的要求。受其表面干燥的周期影响，不能马上施工。②使用铣刨或者凿毛的方法(人工或机械)，对混凝土基面产生一定的破坏,会造成 A.细微的裂纹 B.小凹陷的地方清理不到 C.本来结实的骨料会被敲打松动，必须配套使用喷砂的方法进行一定的弥补，施工环境恶劣,产生大量粉尘 ，施工效率低，不能制造出均匀粗糙的表面，露骨率低。抛丸喷砂工艺完全可以克服以上缺点，保证桥面的露骨率、粗糙度、干燥度、粘结性能及平整度。

3.抛丸工艺的原理：抛丸喷砂，是指通过机械的方法把金属的丸料以极高的速度（大约70米/秒）和一定的角度抛射到工作表面上，让钢丸高速冲击工作表面，达到处理工作表面上的杂质、附着物以及其他需要清理的物质的一种表面处理的方法。打击过表面的钢丸在配套吸尘设备产生的负压和本身撞击的反弹作用下，钢丸和杂质一起回到机器自身的分离系统，并将杂质和可以回收使用钢丸自动分离并分别回收。好的钢丸在机器内部继续循环使用。

4.抛丸工艺的作用：

(1)可以干净彻底地去除表面浮浆和起砂层,(4)形成粗糙均匀而又清洁、干燥的表面。

(2)可以完全打开混凝土表面的毛细孔；使封闭剂或粘结剂等防水材料完全渗入混凝土层，起到良好的防水作用。

(3)可以提前暴露原混凝土铺装层缺陷，及时处理。

5.施工工艺：

1.桥面处理：

敲除浮浆→清扫桥面 →桥面专用清理机清理 →高压空气吹净桥面 →喷砂→桥面准备状态验收。

2.防水层施工：

人工涂刷进行底层施工→养护 →防水层表面清洁 →二涂、三涂→养护 →刷护栏底部 →涂刷泄水口处 →涂刷伸缩缝处 →遮盖护栏伸缩缝。

3.交工验收：

病害处理与维修→验收。

4.沥青面层施工

严格控制施工车辆无序进入防水作业面，禁止转弯、调头和急刹车。

四、工程实际应用

1.工程概况

云南保山至龙陵高速公路路面 合同段,位于保山市境内，起讫桩号为K513+200～K550+600，本标段桥面铺装施工采用8cm水泥混凝土+6cm改性沥青混凝土+4cmSMA马蹄脂沥青混凝土，防水层采用GS-I溶剂型粘接剂，防水层总实物工程量为22.65万平方米；云南保腾高速公路路面二合同段位于保山市腾冲县境内。

10月29日，Z113线茅庵河大桥通车。

Z113线原茅庵河大桥始建于1972年，由于当时设计承载力较低，加之近年来通行车辆增加，桥梁荷载等级已不能满足城市发展的要求，同时由于桥梁使用年限较长，存在安全隐患，被评定为4类桥梁。

茅庵河大桥改建工程由酒泉公路局负责，项目总投资1729万元，于2019年4月1日正式开工建设，经过6个多月的紧张施工，2019年10月26日全部完工。改建工程桥梁设计荷载为公路一级，双向四车道，桥梁全宽19米、总长146.04米，引道长度464.96米、路面宽16米、路基宽19米，工程路线总长611米。桥梁上部结构采用预应力混凝土连续小箱梁，下部结构为柱式墩、柱式台、桩基础。同时，全桥设置了太阳能照明设施，并按规范设置了安全护栏。