桥面铺装中聚脲防水粘结层及其施工方法.pdf

桥面铺装中聚脲防水粘结层及其施工方法涉及桥面铺装结构中的防水粘结层。其结构为桥面底漆(1)上面有聚脲弹性体(2)，聚脲弹性体(2)上面有界面粘结剂(3)。其施工方法步骤：第一步桥面喷砂处理；第二步喷涂、刷涂或滚涂底漆材料；第三步喷涂聚脲弹性体；第四步在聚脲涂膜上施工一层界面粘结剂。具有施工快速、方便，优异防渗、防水、防腐性能，增添了桥面铺装结构中防水粘结层材料的品种，并提高了防水粘结效果。

1、  一种桥面铺装中聚脲防水粘结层，由桥面底漆(1)、聚脲弹性体(2)、界面粘结剂(3)组成，其特征是桥面底漆(1)上面有聚脲弹性体(2)，聚脲弹性体(2)上面有界面粘结剂(3)。

2、  根据权利要求1所述的一种桥面铺装中聚脲防水粘结层，其特征是水泥混凝土桥面，桥面底漆(1)为水性环氧树脂、环氧树脂、水乳型沥青防水涂料、溶剂型防水粘结剂。

3、  根据权利要求1所述的一种桥面铺装中聚脲防水粘结层，其特征是对钢桥面，桥面底漆(1)为醇溶性无机富锌底漆、水性无机富锌底漆、无机磷酸盐富锌底漆、环氧富锌漆、环氧铁红重防腐底漆、改性环氧红丹重防腐底漆。

4、  根据权利要求1所述的一种桥面铺装中聚脲防水粘结层，其特征是聚脲弹性体由两个组分构成：
A组分是由端氨基聚醚或端羟基聚醚与化学计量过量的异氰酸酯反应合成的端基含-NCO的半预聚物，半预聚物中NCO含量在12％～25％之间；
B组分由端氨基聚醚、液体胺类扩链剂及填料组成，B组分的质量份为端氨基聚醚30～70份、液体胺类扩链剂10～50份、填料0～10份。
A、B组分的体积比为1∶2～2∶1。

5、  根据权利要求1所述的一种桥面铺装中聚脲防水粘结层，其特征是界面粘结剂为聚氨酯、环氧树脂、聚丙烯酸甲酯树脂、热熔性沥青、稀释沥青。

6、  根据权利要求1所述的一种桥面铺装中聚脲防水粘结层，其特征是填料为钛白粉、轻质碳酸钙、膨润土。

7、  一种桥面铺装中聚脲防水粘结层施工方法，其特征是步骤如下：
第一步：桥面喷砂及清洁处理
对水泥混凝土桥面，首先基面必须洁净、干燥(新建混凝土桥面应完全水化，干燥28d)和坚实，无浮浆、油或其它表面污染，然后进行喷砂处理并清扫干净；
对钢桥面，清除钢表面铁锈、污物和异物，喷砂处理后符合Sa2.5级，露金属光泽。
第二步：喷涂、刷涂或滚涂底漆材料
对经过喷砂及清洁处理后的水泥混凝土桥面，喷涂、刷涂或滚涂一层桥面底漆材料；
对经过喷砂及清洁处理后的钢桥面，喷涂、刷涂或滚涂一层桥面底漆材料；
控制底漆厚度为0.01～0.1mm、养护1～48h，形成桥面底漆(1)；
第三步：喷涂聚脲弹性体
喷涂聚脲弹性体材料采用专用的高压喷涂设备，该设备由具有平稳的物料输送系统、精确的物料计量系统、均匀的物料混合系统、良好的物料雾化系统及方便的物料清洗系统构成；
通过该设备将聚脲弹性体材料的A、B组分在喷枪的高压混合室内通过混合、雾化后在桥面底漆(1)表面雾化成型，成型后的聚合物分子结构高度交联，分子结构致密，产生高致密、高拉伸强度、高柔韧、高硬度的涂料膜，使其能耐磨损，抗撕裂和抗冲击；
喷涂聚脲弹性体材料要一道一道进行，每一道间隔时间5～10秒，下一道要覆盖上一道的50％，俗称“压枪”，同时下一道与上一道的喷涂方向要垂直，只有这样才能保证涂层均匀，聚脲弹性体厚度为1～3mm、养护3～24h，形成聚脲弹性体(2)；
施工前，桥面底漆(1)上的渣子和杂物要尽量清理干净，可使用吸尘器进行清理；
第四步：喷涂、刷涂或滚涂界面粘结剂
在聚脲弹性体(2)涂膜上喷涂、刷涂或滚涂一层界面粘结剂材料，用量为0.1～0.5Kg/m²，养护10～48h，形成界面粘结剂(3)。

桥面铺装中聚脲防水粘结层及其施工方法
一、技术领域
本发明涉及桥面铺装结构中的防水粘结层，尤其是一种桥面铺装中聚脲防水粘接层。
二、背景技术
随着我国基础设施建设的蓬勃发展，公路桥梁、城市道路立交桥、高架桥大量兴建，道路等级的不断提高，桥梁使用的耐久性也日益受到人们的广泛关注，如何保证桥梁结构的质量并使其达到使用年限，已是当前十分重要的问题。影响桥梁结构质量的因素是多方面的，而水的渗入是导致桥梁结构破坏的最直接和最主要的原因之一。在桥梁工程界，对防水的认识也经历了一个从仅仅依靠排水管和路面纵横坡排水到不仅依靠排水管和路面纵横坡排水，还采取在铺装结构层中设置防水层来防水的措施。桥面防水层的作用主要是保护混凝土、钢板、钢筋，防止水特别是冬季融雪的盐水和沿海的潮湿盐雾对混凝土、钢板、钢筋的腐蚀。桥面防水层的重要意义正是在于切断水的来源从而有效地保证桥面免遭破坏，延长其使用寿命，提高桥梁的耐久性。在桥面铺装中设置防水层已成为当前交通公路界人士的共识。
在国外，美国等国家已明确规定城市和公路桥梁必须设置防水层。我国自20世纪80年代起开始重视桥梁遭受雨水浸蚀的问题，并就桥梁结构防水技术开展了许多专题研究。通过研究分析认为，桥梁防水存在的主要问题：一是桥梁设计问题，主要表现在铺装设计不合理和受力薄弱环节处未做防水处理以及桥梁结构防水设计不合理造成的问题；二是防水材料问题，主要是缺少桥梁专用的防水材料；三是施工环节上，防水施工质量尚未形成统一的操作规程和验收标准，缺少专业的桥梁工程防水施工队伍。桥面防水同建筑防水相似，是一个系统工程，涉及材料、设计、施工和维护管理，其中材料是基础，设计施工是保证。目前我国公路桥梁及城市立交桥的桥面普遍采用沥青混凝土铺装层，在这种条件下，做好防水层设计，合理选择防水材料，正确制定施工工艺是尤为重要的。
在桥面铺装中，铺装一般由防水体系与铺装表层组成，桥面防水和传递车辆荷载主要由铺装的防水体系实现，是桥面铺装的核心。防水体系由防水粘结层和铺装下层组成。也就是说桥面铺装结构由下至上为防水粘结层、铺装下层和铺装表层构成。
国内外针对桥面的不同铺装体系设计了不同的防水粘结层，主要有卷材类、沥青涂膜类、反应性材料涂膜类。反应性材料涂膜类目前主要有环氧树脂、环氧沥青、英国防水体系的聚甲基丙烯酸甲酯防水膜。
以环氧树脂为主体的防水粘结体系，在德国等欧洲国家应用的比较多，在国内的多座大跨径钢桥面(如山东胜利黄河大桥、长沙三叉矶大桥等)铺装工程中也得到了应用，效果良好，只是各生产商环氧树脂材料的性能差异，导致个别工程施工质量存在缺陷。
以环氧沥青为主体的防水粘结体系在润扬长江大桥、南京长江二桥、南京长江三桥等桥面铺装中采用过，其优点是防水性、抗变形性能好，缺点是施工操作较复杂、成本较高。
以聚甲基丙烯酸甲酯为主体的英国防水体系在英国等国家使用的比较多，在国内的香港青马大桥、广东虎门大桥修复、重庆菜园坝长江大桥等桥面铺装工程中得到应用，效果良好。
聚脲弹性体属于反应性涂膜类材料，由于其优异的物理力学性能、耐老化性以及快速、方便的施工性能，在国外已经在防渗、防水、防腐和抗磨涂层等方面得到非常广泛的应用。我国于20世纪末在引进国外技术的基础上进行了相关的研究和应用，已经应用于地坪、船体涂层、建筑防渗涂层、工业管道、容器防腐等。中国专利CN101037587A公开了聚脲弹性体建筑工程防水材料；CN101033335A公开了聚脲弹性体管道防腐保护材料；CN1817989A公开了一种喷涂聚脲高强防水涂料及其施工方法。所有这些专利均是公开了聚脲材料的配制方法以及作为防水、防腐等保护材料应用于被涂物表面。将聚脲材料应用于桥面铺装结构层中作为防水粘结层还未见报道。
三、发明内容
本发明的目的是将聚脲材料应用于桥面铺装结构层中，设计出了聚脲防水粘结层，增添了桥面铺装结构中防水粘结层材料的品种，并提高了防水粘结效果。
本发明由桥面底漆、聚脲弹性体、界面粘结剂组成，其桥面底漆上面有聚脲弹性体，聚脲弹性体上面有界面粘结剂。
本发明，桥面底漆的作用是封闭水泥混凝土的孔隙，阻止水汽的上溢，防止钢板的锈蚀以及增强上面涂膜与桥面板的粘结力。对水泥混凝土桥面，底漆主要采用水性环氧树脂、环氧树脂、水乳型沥青防水涂料、溶剂型防水粘结剂；对钢桥面，底漆主要采用醇溶性无机富锌底漆、水性无机富锌底漆、无机磷酸盐富锌底漆、环氧富锌漆、环氧铁红重防腐底漆、改性环氧红丹重防腐底漆。
喷涂的聚脲弹性体为1～3mm厚的涂膜，是防水粘结层的重要部分。由两个组分构成：A组分是由端氨基聚醚或端羟基聚醚与化学计量过量的异氰酸酯反应合成的端基含-NCO的半预聚物，半预聚物中NCO含量在12％～25％之间；B组分由端氨基聚醚、液体胺类扩链剂及填料组成。填料有钛白粉、轻质碳酸钙、膨润土。
B组分的质量份为：端氨基聚醚30～70份、液体胺类扩链剂10～50份、填料0～10份。
界面粘结剂的作用是增加桥面铺装下层与聚脲防水粘结层的粘结力。界面粘结剂有聚氨酯、环氧树脂、聚丙烯酸甲酯树脂、热熔性沥青、稀释沥青。
本发明聚脲防水粘结层在桥面铺装结构中是通过以下施工步骤实现的：
第一步：桥面喷砂及清洁处理
对水泥混凝土桥面，首先基面必须洁净、干燥(新建混凝土桥面应完全水化，干燥28d)和坚实，无浮浆、油或其它表面污染，然后进行喷砂处理并清扫干净。
对钢桥面，清除钢表面铁锈、污物和异物，喷砂处理后符合Sa2.5级，露金属光泽。
第二步：喷涂、刷涂或滚涂底漆材料
对经过喷砂及清洁处理后的水泥混凝土桥面，喷涂、刷涂或滚涂一层桥面底漆材料；
对经过喷砂及清洁处理后的钢桥面，喷涂、刷涂或滚涂一层桥面底漆材料；
控制底漆厚度为0.01～0.1mm、养护1～48h，形成桥面底漆；
第三步：喷涂聚脲弹性体
喷涂聚脲弹性体材料采用专用的高压喷涂设备，该设备由具有平稳的物料输送系统、精确的物料计量系统、均匀的物料混合系统、良好的物料雾化系统及方便的物料清洗系统构成；
通过该设备将聚脲弹性体材料的A、B组分在喷枪的高压混合室内通过混合、雾化后在桥面底漆表面雾化成型，成型后的聚合物分子结构高度交联，分子结构致密，产生高致密、高拉伸强度、高柔韧、高硬度的涂料膜，使其能耐磨损，抗撕裂和抗冲击；
喷涂聚脲弹性体材料要一道一道进行，每一道间隔时间5～10秒，下一道要覆盖上一道的50％，俗称“压枪”，同时下一道与上一道的喷涂方向要垂直，只有这样才能保证涂层均匀，聚脲弹性体厚度为1～3mm；养护3～24h，形成聚脲弹性体；
施工前，桥面底漆上的渣子和杂物要尽量清理干净，可使用吸尘器进行清理；
第四步：喷涂、刷涂或滚涂界面粘结剂
在聚脲弹性体涂膜上喷涂、刷涂或滚涂一层界面粘结剂材料，用量为0.1～0.5Kg/m²，养护10～48h，形成界面粘接剂。
本发明的桥面铺装聚脲防水粘结层的技术性能指标见表1。
表1桥面铺装聚脲防水粘结层的技术性能指标