本发明涉及一种防水粘结层、其制备方法及应用，尤其是一种桥面防水粘结层、其制备方法及应用。
背景技术：
桥面铺装失效不但增加养护维修费用，影响交通运营，更严重的后果是通过渗水危害桥梁梁体，甚至带来结构安全问题。而桥面防水粘结层是桥面铺装工程成败的关键因素之一，首先要求具有足够的粘结力，否则桥面铺装容易出现脱层破坏；其次要有可靠的防水性能，以保护桥梁结构不受水的破坏。
现有的防水粘结层结构主要有改性乳化沥青、重交沥青、sbs改性沥青、橡胶沥青等单层式结构，也有一些含环氧树脂成分的乳化沥青类单层结构，还有一些防水卷材和高分子材料防水粘结层等单层结构。这些结构主要存在两方面问题，其一是与水泥混凝土的桥面板粘结力低，沥青类的单层结构常温下与水泥混凝土的桥面板粘结力一般小于0.5pa.s，高温下更低，因此层间粘结效果不理想，容易导致桥面铺装的脱层破坏；其二是防水性能不好，单层结构的高分子材料粘结力虽高，但单层厚度薄，抗裂性能不足，容易导致渗水现象。如果施工质量保障，上述结构能满足一般混凝土梁桥的防水粘结要求，但实际工程中不乏因防水粘结层质量问题造成的桥面铺装破坏，雨水渗入梁体破坏主体结构的现象也较普遍。对于一般桥梁较容易重铺桥面和修复结构，但对一些大跨径、交通繁忙、结构复杂(如叠合梁桥、斜拉桥、悬索桥等)的桥梁，防水粘结层失效带来的损失难以估量，所以市场需要质量更可靠的防水粘结层解决方案。
技术实现要素：
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种粘结力、防水性能好的桥面防水粘结层。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种桥面防水粘结层，包含两层水性环氧树脂改性乳化沥青层，所述两层水性环氧树脂改性乳化沥青层之间设有改性沥青同步碎石封层。
本发明所述桥面防水粘结层为组合结构设计，利用环氧乳化改性沥青的高粘结力、高渗透性和初步固化后不需撒布碎石作为施工平台即可满足后续施工设备在其上行走施工需要的特点，以及高粘改性沥青抗变形能力和粘结力强、防水性能好等特点，组合成粘结和防水性能均优异的高性能桥面防水粘结层结构。
本发明所述桥面防水粘结层，充分利用各种材料的不同特性，使防水粘结层整体具有优异的层间粘结性能和防水性能，同时便于施工，确保质量；各层功能明确，第一层环氧乳化改性沥青充分渗入水泥混凝土，粘结强度高，同时保障触干后，后续施工设备可以在其上面行走施工；第二层高粘改性沥青同步碎石封层洒布量大，防水和抗变形抗裂性能好；第三层环氧乳化改性沥青包裹第二层的碎石白料，解决薄弱夹层的问题，固化后形成高强度薄层，阻断沥青往上迁移，防止泛油风险，触干后可以直接在其上面摊铺沥青混凝土，与上层沥青混合料和下层高粘改性沥青均有很强的粘结力，从而使防水粘结层与沥青混合料桥面铺装连接成一个有机整体。
优选地，所述水性环氧树脂改性乳化沥青层由水性环氧树脂改性乳化沥青组成，所述水性环氧树脂改性乳化沥青的固含量大于50％；所述水性环氧树脂改性乳化沥青的破乳时间小于24小时。
更优选地，所述水性环氧树脂改性乳化沥青的固化物与水泥混凝土在25℃的粘结力大于2.0mpa，所述水性环氧树脂改性乳化沥青的固化物与水泥混凝土在60℃的粘结力大于1.0pma。
优选地，所述改性沥青同步碎石封层中的沥青为高粘改性沥青，所述高粘改性沥青在60℃的动力粘度大于20000pa.s,所述高粘改性沥青在135℃的运动粘度小于3pa.s。
更优选地，所述高粘改性沥青的软化点大于80℃，所述高粘改性沥青在5℃的延度大于30cm。软化点高，延度大，有利于防水性能。
同时，本发明还提供一种上述桥面防水粘结层的制备方法，包括如下步骤：
(1)在混凝土桥面板上洒布一层水性环氧树脂改性乳化沥青，洒布量为0.5～0.8kg/m2，得到第一层水性环氧树脂改性乳化沥青层；
(2)在触干后的第一层水性环氧树脂改性乳化沥青层上洒布高粘改性沥青，并同步洒布碎石，得到改性沥青同步碎石封层，其中，所述高粘改性沥青的洒布量为1.5～2.5kg/m2；
(3)在步骤(2)所得改性沥青同步碎石封层上洒布一层水性环氧树脂改性乳化沥青，洒布量为0.3～0.6kg/m2，得到第二层水性环氧树脂改性乳化沥青层，即得所述桥面防水粘结层。
优选地，所述步骤(1)中，在洒布之前，还需要对混凝土桥面板用抛丸工艺清理混凝土桥面板的浮浆、粉尘和其它杂物。洒布完成后用清水清洗洒布设备，以免结块后堵塞洒布系统；环氧乳化改性沥青洒布完成后应严格保护现场，不得有任何形式的机械破坏和污染。
优选地，所述步骤(1)和步骤(3)中的水性环氧树脂改性乳化沥青均由两种成分组成，两种成分混合后必须在2小时内完成洒布，洒布完成后用清水清洗洒布设备，以免结块后堵塞洒布系统。
优选地，所述步骤(2)中，所述高粘改性沥青的洒布温度为175℃～195℃。当洒布温度低于175℃时，不能保证洒布均匀；当洒布温度高于195℃时，改性沥青老化影响其性能。
优选地，所述步骤(2)中，所述碎石的粒径为5mm～10mm，所述碎石的洒布量为满铺量的60％～70％。洒布完成后人工检查并清除过量洒布的碎石，补足漏撒的碎石，最后以轻型双钢轮压路机静压一遍，完成同步碎石封层施工工序。
优选地，所述步骤(2)中改性沥青同步碎石封层的制备，在步骤(1)中水性环氧树脂改性乳化沥青洒布完成后72小时内完成。
此外，本发明还提供一种包含上述桥面防水粘结层的桥面。
优选地，为进一步保证桥面质量，所述桥面的铺装可以在第二层环氧乳化改性沥青洒布24小时触干后开始进行，并必须在第二层环氧乳化改性沥青洒布后的72小时内完成桥面铺装下层的摊铺。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明所述桥面防水粘结层，采用两层环氧乳化改性沥青与一层高粘改性沥青同步碎石封层的三层组合方案，充分发挥材料性能的组合结构，各层功能明确，大幅提高防水粘结层粘结力和防水性能，与一些特大桥采用浇筑式沥青层防护方案相比，具有明显的经济性和技术质量可靠性。
附图说明
图1为本发明所述桥面防水粘结层的一种结构示意图；
图2为本发明包含所述桥面防水粘结层的桥面的一种结构示意图；
其中，1、水性环氧树脂改性乳化沥青层；2、改性沥青同步碎石封层；3、水性环氧树脂改性乳化沥青层；4、桥面防水粘结层；5、桥面铺装层；6、水泥混凝土桥面层。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述桥面防水粘结层的一种实施例，本实施例所述桥面防水粘结层的结构如图1所示，包含两层水性环氧树脂改性乳化沥青层1和3，所述两层水性环氧树脂改性乳化沥青层1和3之间设有改性沥青同步碎石封层2。
所述水性环氧树脂改性乳化沥青层由水性环氧树脂改性乳化沥青组成，所述水性环氧树脂改性乳化沥青的固含量大于50％；所述水性环氧树脂改性乳化沥青的破乳时间小于24小时，所述水性环氧树脂改性乳化沥青的固化物与水泥混凝土在25℃的粘结力大于2.0mpa，所述水性环氧树脂改性乳化沥青的固化物与水泥混凝土在60℃的粘结力大于1.0pma。
所述改性沥青同步碎石封层中的沥青为高粘改性沥青，所述高粘改性沥青在60℃的动力粘度大于20000pa.s,所述高粘改性沥青在135℃的运动粘度小于3pa.s，所述高粘改性沥青的软化点大于80℃，所述高粘改性沥青在5℃的延度大于30cm。
本实施例所述桥面防水粘结层的制备方法，包括如下步骤：
(1)用抛丸工艺清理混凝土桥面板的浮浆、粉尘和其它杂物；
(2)第一层(环氧乳化改性沥青)：洒布量0.5kg/m2；洒布完成后用清水清洗洒布设备，以免结块后堵塞洒布系统；环氧乳化改性沥青洒布完成后应严格保护现场，不得有任何形式的机械破坏和污染。
(3)第二层(高粘改性沥青同步碎石封层)：第一层(环氧乳化改性沥青)洒布24小时触干后，开始采用同步碎石封层车洒布高粘改性沥青，并同步洒布碎石；高粘改性沥青的洒布量为1.5kg/m2，洒布温度为175℃；同步洒布的碎石粒径为5mm，必须水洗干净无粉尘，洒布量以满布的60％控制；洒布完成后人工检查并清除过量洒布的碎石，补足漏洒的碎石，最后以轻型双钢轮压路机静压一遍，完成同步碎石封层施工工序；该工序必须在第一层环氧乳化改性沥青洒布后的72小时内完成。
(4)第三层(环氧乳化改性沥青)：与第一层(环氧乳化改性沥青)所用的材料和工艺相同，但洒布量为0.3kg/m2；同样严格保护现场，不得有任何形式的机械破坏和污染。
本实施例实测与水泥混凝土在25℃的粘结力大于2.2mpa，在60℃的粘结力大于1.3mpa；而一般防水粘结层25℃的粘结力小于0.5mpa，在60℃的粘结力小于0.2mpa。
本实施例一种包含本实施例所述桥面防水粘结层的桥面，结构示意图如图2所示，可以在粘结层4上进行桥面铺装层5的设计，桥面的铺装可以在第二层环氧乳化改性沥青洒布24小时触干后开始进行，并必须在第二层环氧乳化改性沥青洒布后的72小时内完成桥面铺装下层的摊铺。
实施例2
本发明所述桥面防水粘结层的一种实施例，本实施例所述桥面防水粘结层的结构如图1所示，包含两层水性环氧树脂改性乳化沥青层1和3，所述两层水性环氧树脂改性乳化沥青层1和3之间设有改性沥青同步碎石封层2。
所述水性环氧树脂改性乳化沥青层由水性环氧树脂改性乳化沥青组成，所述水性环氧树脂改性乳化沥青的固含量大于50％；所述水性环氧树脂改性乳化沥青的破乳时间小于24小时，所述水性环氧树脂改性乳化沥青的固化物与水泥混凝土在25℃的粘结力大于2.0mpa，所述水性环氧树脂改性乳化沥青的固化物与水泥混凝土在60℃的粘结力大于1.0pma。
所述改性沥青同步碎石封层中的沥青为高粘改性沥青，所述高粘改性沥青在60℃的动力粘度大于20000pa.s,所述高粘改性沥青在135℃的运动粘度小于3pa.s，所述高粘改性沥青的软化点大于80℃，所述高粘改性沥青在5℃的延度大于30cm。
本实施例所述桥面防水粘结层的制备方法，包括如下步骤：
(1)用抛丸工艺清理混凝土桥面板的浮浆、粉尘和其它杂物；
(2)第一层(环氧乳化改性沥青)：洒布量为0.7kg/m2；洒布完成后用清水清洗洒布设备，以免结块后堵塞洒布系统；环氧乳化改性沥青洒布完成后应严格保护现场，不得有任何形式的机械破坏和污染。
(3)第二层(高粘改性沥青同步碎石封层)：第一层(环氧乳化改性沥青)洒布24小时触干后，开始采用同步碎石封层车洒布高粘改性沥青，并同步洒布碎石；高粘改性沥青的洒布量为2.5kg/m2，洒布温度为195℃之间；同步洒布的碎石粒径为10mm，必须水洗干净无粉尘，洒布量以满布的70％控制；洒布完成后人工检查并清除过量洒布的碎石，补足漏洒的碎石，最后以轻型双钢轮压路机静压一遍，完成同步碎石封层施工工序；该工序必须在第一层环氧乳化改性沥青洒布后的72小时内完成。
(4)第三层(环氧乳化改性沥青)：与第一层(环氧乳化改性沥青)所用的材料和工艺相同，但洒布量为0.5kg/m2；同样严格保护现场，不得有任何形式的机械破坏和污染。
本实施例实测与水泥混凝土在25℃的粘结力大于2.5mpa，在60℃的粘结力大于1.4mpa；而一般防水粘结层25℃的粘结力小于0.5mpa，在60℃的粘结力小于0.2mpa。
本实施例一种包含本实施例所述桥面防水粘结层的桥面，结构示意图如图2所示，可以在粘结层4上进行桥面铺装层5的设计，桥面的铺装可以在第二层环氧乳化改性沥青洒布24小时触干后开始进行，并必须在第二层环氧乳化改性沥青洒布后的72小时内完成桥面铺装下层的摊铺。
实施例3
本发明所述桥面防水粘结层的一种实施例，本实施例所述桥面防水粘结层的结构如图1所示，包含两层水性环氧树脂改性乳化沥青层1和3，所述两层水性环氧树脂改性乳化沥青层1和3之间设有改性沥青同步碎石封层2。
所述水性环氧树脂改性乳化沥青层由水性环氧树脂改性乳化沥青组成，所述水性环氧树脂改性乳化沥青的固含量大于50％；所述水性环氧树脂改性乳化沥青的破乳时间小于24小时，所述水性环氧树脂改性乳化沥青的固化物与水泥混凝土在25℃的粘结力大于2.0mpa，所述水性环氧树脂改性乳化沥青的固化物与水泥混凝土在60℃的粘结力大于1.0pma。
所述改性沥青同步碎石封层中的沥青为高粘改性沥青，所述高粘改性沥青在60℃的动力粘度大于20000pa.s,所述高粘改性沥青在135℃的运动粘度小于3pa.s，所述高粘改性沥青的软化点大于80℃，所述高粘改性沥青在5℃的延度大于30cm。
本实施例所述桥面防水粘结层的制备方法，包括如下步骤：
(1)用抛丸工艺清理混凝土桥面板的浮浆、粉尘和其它杂物；
(2)第一层(环氧乳化改性沥青)：洒布量为0.8kg/m2；洒布完成后用清水清洗洒布设备，以免结块后堵塞洒布系统；环氧乳化改性沥青洒布完成后应严格保护现场，不得有任何形式的机械破坏和污染。
(3)第二层(高粘改性沥青同步碎石封层)：第一层(环氧乳化改性沥青)洒布24小时触干后，开始采用同步碎石封层车洒布高粘改性沥青，并同步洒布碎石；高粘改性沥青的洒布量为为2kg/m2，洒布温度为185℃之间；同步洒布的碎石粒径为8mm，必须水洗干净无粉尘，洒布量以满布的65％控制；洒布完成后人工检查并清除过量洒布的碎石，补足漏洒的碎石，最后以轻型双钢轮压路机静压一遍，完成同步碎石封层施工工序；该工序必须在第一层环氧乳化改性沥青洒布后的72小时内完成。
(4)第三层(环氧乳化改性沥青)：与第一层(环氧乳化改性沥青)所用的材料和工艺相同，但洒布量为0.6kg/m2；同样严格保护现场，不得有任何形式的机械破坏和污染。
本实施例实测与水泥混凝土在25℃的粘结力大于2.1mpa，在60℃的粘结力大于1.2mpa；而一般防水粘结层25℃的粘结力小于0.5mpa，在60℃的粘结力小于0.2mpa。
本实施例一种包含本实施例所述桥面防水粘结层的桥面，结构示意图如图2所示，可以在粘结层4上进行桥面铺装层5的设计，桥面的铺装可以在第二层环氧乳化改性沥青洒布24小时触干后开始进行，并必须在第二层环氧乳化改性沥青洒布后的72小时内完成桥面铺装下层的摊铺。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。