跨江大桥钢桥面防水粘结层质量控制措施研究

摘 要

结合安徽省芜湖长江公路二桥主桥钢桥面采用甲基丙烯酸树脂(MMA)防水粘结层的施工经验，在本项目施工环境差、工期紧及钢桥面防水层质量要求高的条件下，MMA防水粘结层施工存在诸多困难，为保质保量完成钢桥面防水粘结层的施工任务，采取了有针对性的质量控制方法及完善的质量管理措施，优质高效地完成了防水粘结层的施工任务。

关键词

钢桥面 | 防水粘结层 | 质量控制 | 措施

安徽省芜湖长江公路二桥H-3合同段，起讫桩号为K31+878~K33+500，为100+308+806+308+100m五跨分肢柱式塔分离钢箱梁四索面斜拉桥，全漂浮体系，路线长度1622m，主桥钢箱梁由双18m宽单箱和中间17m宽透空带组成;桥面采用双向6车道，桥面宽度为30.5m，主桥钢桥面行车道铺装设计总厚度75mm;本合同段主桥采用甲基丙烯酸树脂(MMA)的防水体系，该体系由底漆、两层防水层和粘结层组成(见图1)。

防水粘结层是将钢桥面板与沥青混凝土铺装层粘结到一起，并保护钢板不受腐蚀的钢桥面铺装重要结构层。防水粘结层的作用体现在:一方面要解决钢桥面板和铺装层的防水问题，另一方面要处理高应变、高温及光滑表面情况下，桥面钢板和铺装层间的粘结问题。在大跨度桥梁的钢桥面铺装工程中，因防水粘结层剪切和剥离破坏带来的病害最为突出，包括铺装层的脱皮、开裂、推挤、拥包和钢桥面板的锈蚀，这些病害致使大桥的养护成本增加，并影响结构的耐久性。因此，保证防水粘结层的施工质量是整个钢桥面铺装工程质量控制的重中之重。

本项目桥位区地处夏炎热冬冷潮湿气候分区，极端温度为-13.1℃~41.0℃，且桥位地处长江下游南岸，降雨量丰富，历史年平均降雨量为1200mm，主要降雨集中在春季、梅雨季节(6~7月)和初冬。芜湖长江二桥主桥钢桥面防水粘结层的施工难度大、工期紧，为了保质保量完成钢桥面防水粘结层的施工任务，制定了完善的质量管理措施。

对进场原材料进行质量检测

工地试验室是防水层施工质量的控制中心，应尽快组建工地试验室。防水粘结层的所用的材料都是进口且用量很大，因此开工前，工地试验室应提前检测防水粘结层原材料的质量。施工前和施工过程中要检测防水层原材料的固体含量、邵氏硬度、表干时间、实干时间。

安装调试全自动喷涂设备

为了加快进度，需提前在小桩号桥头的引桥上安装调试喷涂设备。根据防水层施工均匀性控制要求高的特点，该项目采用MMA机械化自动喷涂设备进行防水层施工。MMA喷涂系统基本参数为:整机架长14m，633型号喷嘴，喷头横向间距40cm，喷嘴离工作面高度70cm，喷涂长度13m，喷涂的宽度0.8m，喷枪横向移动速度20cm/s。采用全自动喷涂设备喷涂防水层，彻底解决了由于人工喷涂防水层厚度不匀的情况，而且质量可靠，大大降低界面污染，工效得到质的飞跃。

防水层施工分两层同步进行，每层配备一套移动式大型风雨棚，自动喷涂作业全程在风雨棚内进行，风雨棚的作用是防止桥面风速较大、湿度较大对防水层质量造成的影响;风雨棚随自动喷涂设备移动，层间施工的控制长度应根据作业环境变化，材料固化程度随时调整，做到同步施工，避免层间污染。喷涂设备包括双组分喷涂系统、机械化自动喷涂装置、风雨棚等。

试验段施工

防水粘结层试验段开工前应编制好试验段施工方案，根据审批后的试验段施工方案，对施工人员进行施工质量交底，使施工人员清楚防水层的质量要求。各方面满足试验段施工要求后，要尽快进行试验段施工;在试验段施工时，要对原材料及施工各工序的质量进行检测，通过试验段施工，要检验喷涂设备是否运转正常，操作工人是否熟练掌握防水层的施工流程;试验段完成后，对防水层各层质量检测指标合格后，喷涂设备运转正常，形成试验段总结报告并经上级审批同意后才可以进行正常的防水层施工。

MMA防水层施工质量控制主要难点为:施工条件要求苛刻，需要严格控制施工环境条件。施工时相对空气湿度低于85%，钢板温度不能低于露点温度3℃，当湿度较大时需安装除湿设备;当桥面板温度高于45℃时，应停止施工，在钢板温度高于50℃时，MMA将无法完成固化;如遇风速较大、湿度较大时，应停止作业;在防水层涂抹施工后1h内不允许被雨水淋到;基于以上施工难度，项目部选择了适合MMA防水层施工环境要求的时间段，即在当年的10月初才开始组织防水粘结层的施工。

底漆施工质量控制措施

(1)在完成喷砂除锈、粗糙度和清洁度检验达到要求、清扫干净界面后，进行底漆滚涂施工，原则上钢板经喷砂除锈后3小时内，要立即进行防水粘结层的底漆施工，以防止钢板面返锈。

(2)底漆采用人工滚涂十字交叉法施工，由于提高了清洁度及粗糙度，底漆用量宜为200~250g/㎡。

(3)滚涂前，在面板上划分区域，标记每次需要涂布的面积，并对应准备好相应数量的材料。

(4)当基体温度高于露点，空气和基体温度介乎-10℃至+45℃之间可以施工。

(5)施工前，用搅拌器将桶装底漆搅拌3~5分钟使底漆彻底搅拌，应注意不要让多余空气以气泡状存在于拌合物。

(6)涂刷完毕后，应目测检视漆面，确保所有底涂无粘着，指触不感柔软，如有漏涂需采用小滚刷补涂。然后按照要求进行底漆拉拔强度。

(7)在200~250g/㎡用量的条件下干膜厚度值约为50μm;作为施工控制指标。

(8)对施工过程中对遗漏的部分或不均匀部分(发现伴随砂眼状气孔)，需补充人工涂刷，确保厚度均匀并防止钢板锈蚀;涂完底漆后要检测钢板和底漆之间的拉拔强度，要求底漆拉拔强度≥5.0MPa，拉拔强度满足要求后，才能进行防水层的施工。

防水层施工质量控制措施

(1)施工前对底漆面的杂物、灰尘进行清理，确保无污染、无粘着物、表面干燥。

(2)防水粘结层施工前应监测环境条件，钢桥面板基面温度应高于大气露点3℃以上;空气相对湿度应≤85%，环境温度要求为5℃至+40℃之间，遇下雨、结露等天气时，严禁进行喷涂作业。

(3)防水层分两层施工，每层湿膜厚度不小于1.2mm，干膜总厚度不小于2.0mm，总用量2500~3500g/㎡。应在第一层完全固化后喷涂第二层，每层涂完大约要1h才能固化。防水层的粘结强度要求≥5.0MPa;采用厚度测试仪随时检测防水层的厚度以保证防水层的均匀性。

(4)结合钢桥面铺装层特点及全自动防水层喷涂设备施工性能，采用人工喷涂和自动化喷涂系统相结合的方式进行防水层的喷涂施工，喷涂施工分两层作业。其中路缘石边带、检修道采用人工手动喷涂;对于主行车道区域采用全自动喷涂系统;对于人工喷涂区域，主要控制人员的操作熟练程度、设备的工作性能以及施工质量，通过外观检测等方式评价人工手动喷涂的施工质量。

(5)防水层施工注意事项

①防水层喷涂前对路缘石等结构物进行包裹，同时在边侧护栏位置安装防护网，防止涂料飞溅污染到钢护栏和斜拉索。

②边带部位采用人工喷涂法进行防水层喷涂施工时做好防风措施(见图2)，人工喷涂边带防水层时，如果不做防风措施的话，防水涂料雾状会飘到主线已施工好防水层表面上，这层雾状的防水涂料就不会固化，在没有固化的防水层表面滚涂粘结层时，会造成脱皮;因此边带施工防水层的防风措施一定要做到位，同时施工好的防水层表面要垫上彩条布。

施工人员在进入桥面施工防水层一律穿鞋套，全自动喷涂设备施工前，自动喷涂机和风雨棚的行走带要提前粘贴好塑料膜，以防止施工人员和施工设备对底漆造成污染(见图3)。

④MMA缺陷的修复:防水层第二层之前，如发现任何缺陷，划破去掉缺陷防水层，将新鲜防水层材料倒于缺陷区域上，以镘刀将其抹平确保所有缺陷被覆盖。缺陷修补区域完全固化后，喷涂第二层。防水层第二层涂膜缺陷修复同第一层。

⑤施工完成后，进行拉拔强度检测、干膜厚度检测，同时进行电火花检测，确保防水层没有漏涂现象发生。

粘结层施工质量控制

对防水层进行检验合格，并确认表面干燥、无缺陷、无污染后，即可进行粘结层的施工，施工用量为100~200g/㎡。

(1)施工前对防水层的杂物、粘着物进行清理，表面应干燥，无露水。

(2)滚涂前，在施工作业面上划分区域，标记每次需要涂布的面积，并对应准备好相应数量的材料。

(3)滚涂施工时严格按照规定面积进行均匀涂布，以保证单位面积用量。

(4)施工完毕后，如有漏涂需采用小滚刷进行补涂;粘结层涂完后，约1h(23℃)就可以完全固化;要求粘结层拉拔强度≥5.0MPa。

(5)粘结层施工完后，经检测各项指标合格后，要对整个粘结层成品区域进行围闭，防止机械设备和车辆进入该区域。

保证防水粘结层的施工质量是整个钢桥面铺装工程质量控制的关键环节。要做好防水层的质量控制，需做好施工前的准备工作，严格按照施工工艺进行施工，同时加强施工期间的试验检测，做好防污染和防风措施，这样就能保证防水层的施工质量。另外，保护防水层成品质量贯穿整个防水层施工的全过程，施工结束后的成品要防止污染，才能保证了其质量。