铁路桥梁桥面防水层施工技术的研究

廖俊鹏

【摘 要】铁路桥梁桥面防水层是桥面铺装的重要组成部分，是桥梁上部梁板的重要保护层，桥面防水层的使用寿命在某种程度上对桥梁使用寿命起到重要作用。目前，喷涂聚脲防水层已在我国铁路桥梁混凝土桥梁中广泛应用。本文详细阐述了铁路桥梁桥面防水层施工技术的相关要点。

【关键词】铁路桥梁；桥面防水层；聚脲；基层；底涂

一、铁路桥梁桥面喷涂聚脲防水层的基本原理及优势

（一）基本原理

喷涂聚脲涂料是一种 A、B 双组份、无溶剂、快速固化的弹性防水材料，是由异氰酸酯组份（简称A 组份） 与氨基化合物组份（简称B组份） 反应生成的一种弹性体物质（ 国内俗称纯聚脲）。异氰酸酯既可以是芳香族的，也可以是脂肪族的。其中的 A 組份可以是单体、聚合体、异氰酸酯的衍生物、预聚物和半预聚物。预聚物和半预聚物是由端氨基或者端羟基化合物与异氰酸酯反应制得。其中的B组份必须是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成，在端氨基树脂中，不得含有任何羟基成分和催化剂，但可以含有便于颜料分散的助剂。其化学原理为：

综合聚脲树脂的反应特性和 RIM 技术的快速混合、快速成型的特点，通过调整反应体系中材料的配比得到不同性能、不同固化时间、不同柔性、韧性到硬度较大的耐冲击磨损涂层，固化时间可以从几秒到很长时间调节，可适应极端气温在 -35℃ ～75℃内的复杂气候和环境条件。其关键技术主要有两方面，一是氨基聚醚、液态胺扩链剂与异氰酸酷的反应原理及其工业化，二是喷涂所需要的专业化设备。脂肪族面层具有良好的防滑、耐磨、耐黄变、耐老化和耐化学腐蚀性能。长时间紫外照射后不粉化、不变色，具有良好的弹性和拉伸性能。在聚脲防水层上设置弹性脂肪族保护面层，有利于延长其使用寿命。

（二）技术优势

防水工程按设防材料的种类可分为： 卷材防水、涂膜防水、密封材料防水、混凝土和水泥砂浆防水、塑料板防水、金属板防水等。聚脲防水涂层作为一种新型的防水施工技术，具有传统防水施工所不可比拟的优势，能够满足桥面的连续密闭防水性、耐久性、梁体在静动荷载和长期荷载下的变形和疲劳性能要求，可在野外大规模的快速施工并能保证质量。

1、固化快，10s凝胶，10min 达到步行强度。

2、100%固含量，零 VOCs，对环境友好。

3、施工速度快，单机日施工 1000m2以上，可适于野外大面积快速作业。

4、一次施工达到厚度，克服多层施工的弊病。

5、优异的物理性能，如抗张强度、伸长率高、耐介质、耐磨、抗冲击等。

6、涂层致密、无接缝，与混凝土和钢等底材附着力好，不分层，达到皮肤式防水，效果极佳。

7、耐候性好，免维护，脂肪族体系户外可长期使用。

二、铁路桥梁桥面聚脲防水层施工技术要点

（一）基层处理

1、基层条件

混凝土桥面质量应满足《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》或设计要求。桥面基层平整度和强度符合设计要求，防护墙根部以内的桥面清洁、干燥，不得有空鼓、松动、蜂窝麻面、浮碴、浮土、脱模剂和油污。

2、基层处理

桥面混凝土基层处理采用抛丸机进行，设备具备同步清除浮浆、吸尘、带有驱动行走系统和自循环回收的功能。桥面抛丸须选择合适的喷丸关键参数，包括抛丸料规格、丸料流量、设备行走速度。参数确定后，按“S”型走行顺序清理桥面基层。抛丸后的表面粗糙度达到SP3-SP4等级。处理完的混凝土基材不得有浮灰。

对于抛丸机不易施工的区域，特别是防护墙根部、侧向挡块等部位的混凝土表面，使用角磨机清理，应注意不得产生打磨沟痕。

（二）底涂施工

1、技术要求

底涂是涂装在混凝土表面，起到封闭针孔、排除气体、增加聚脲与基层附着力的一种涂层材料，与混凝土基层及聚脲涂层有很好的粘结作用，具有良好的渗透力，其作用是粘结混凝土基层与聚脲涂层，封闭混凝土基层的水分、气孔并修正基层表面的微小缺陷。

2、作业要点

底涂可采取滚涂或者满刮的方式作业。施工前对基层进行检查，当平整度、密实度不满足要求时用腻子修补，确保混凝土基面平整、密实，无孔洞。底涂施工完毕后，目测检查其均匀程度、有无漏涂和明显缺陷，若有应及时修补。

（三）喷涂聚脲防水涂料

1、作业条件

基层温度高于露点温度3℃，湿度小于70%，基面含水率小于7%。已对桥面上的预埋件、侧向挡块基座、防护墙等进行遮挡，避免污染。

2、喷涂方法

喷涂聚脲防水涂料的施工，以机械喷涂为主，人工喷涂为辅。先使用机械化设备对桥面平整部分进行喷涂，对机械喷涂不能达到的特殊部位进行人工喷涂。一次整体喷涂时：采用机械和人工喷涂的防水层施工应为同时间、同进度，共同施工，一次成型。

施工前需将B料搅拌15分钟以上，施工过程中应保持连续搅拌。先在非工作面上试喷，观察涂层固化时间及A、B组分混合是否正常，如正常方可进行防水层的喷涂。

每个工作日正式喷涂作业前，应在施工现场先喷涂一块400mm×400mm、厚度不小于2.0mm的样片，由施工技术主管人员进行外观质量评价并留样备查。当涂层外观质量达到要求后，方可按确定的工艺参数开始喷涂作业。

每道涂层采用纵横交叉喷涂。且第二次覆盖第一次的70%。喷枪应和基材保持垂直，高度以65cm左右适宜。喷涂结束后，检查涂层，有缺陷的部位用手工料修补达到标准要求。

（四）脂肪族面层施工

1、技术要求

脂肪族面层主要起到耐磨、装饰、防变色、防紫外线老化、防粉化，保护聚脲防水层的作用。应涂刷均匀，色泽一致，不得漏涂，目测无气泡、开裂和剥落，厚度大于或等于200μm。

2、作业要点

可采用人工涂刷工艺，宜在聚脲防水层施工完毕后6h内完成。脂肪族面层施工前，应对相应区域聚脲防水层表面进行清洁处理，保证聚脲层表面干燥、无灰尘、油污和其它污染物；当与聚脲防水层施工间隔超出规定时，采用专用搭接剂进行处理，做好层间搭接。

（五）防水层施工中应注意的问题

1、基层处理时一定要注意对混凝土表面的清洁和裂纹缺陷的修补。若基层表面的浮浆、粉尘、油污、杂物等没有清理干净，会造成涂层与基层粘结不牢，严重时甚至会出现大面积的脱落。基层表面有缝隙、空洞时，应认真用灌注砂浆或修补腻子等进行修补，如果在缺陷存在的情况下施工，裂纹、空洞会在应力集中的情况下扩大，造成涂膜的扩张，严重时将涂膜拉断，直接失去防水作用。

2、抛丸时要嚴格控制粗糙度。粗糙度过小会导致粘结力不够，而粗糙度过大会带来大量的底涂和修复工作量，也不利于粘结强度。

3、加强对底涂材料、修补腻子的质量检测，各种材料应具有良好的相容性，可以相互渗透。底涂材料必须确保能渗入梁面基层，增强与基层的粘结性能。

4、底涂、腻子施工要加强过程控制，达到实干状态后再进行下道工序，防止出现鼓包等质量缺陷。若施工完毕后发现有针眼、鼓包等缺陷，应及时修补，符合要求后才能进行下道工序，防止喷涂聚脲后造成质量缺陷。

5、底涂、腻子、聚脲和脂肪族面层等都是 A、B 组分材料，作业时一定要严格控制材料配比并混合均匀，避免因比例不当造成产品质量不满足技术要求。

6、聚脲喷涂作业时应严格保证基层温度应高于露点温度 3℃以上，防止形成层间水膜，导致脱层或者鼓包。

三、结束语

防水涂层的施工质量影响到铁路混凝土桥梁的使用效率和耐久性，更重要的是客运的安全性。通过喷涂聚脲弹性涂料防水层的施工，得出防水基层的处理、基层处理剂的配套及涂布、喷涂聚脲前的材料、设备、环境条件准备、喷涂技能是获得高质量聚脲涂层的保证。

参考文献：

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