专利名称：地基防水施工方法及防水结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及桥梁等的地基防水结构及地基防水施工方法。
所以，为了防止发生这样的情况必须对地基实施防水处理，现有的有代表性的钢筋混凝土地基防水施工方法是贴片型防水施工方法、涂敷型防水施工方法等。贴片型防水施工方法，是在混凝土地基上涂敷底漆后贴付橡胶沥青贴片作为防水层，然后在其上面铺设沥青混合物的施工方法。涂敷型防水施工方法，是在混凝土地基上涂敷树脂类防水材料形成防水层，然后铺设混凝土混合物的施工方法。
在贴片型防水施工方法中，贴付贴片时在地基与形成防水层的贴片之间有时会有空气进入、产生膨胀。并且，还易于减弱贴片与沥青混合物的粘合力，施工后的负荷还会导致在防水层与由沥青混合物形成的铺装层之间发生剥离、偏移等。
另一方面，在涂敷型防水施工方法中，通过用于形成防水层而涂敷的材料，铺设在防水层上的沥青混合物的热量使这些材料的粘度降低严重，不仅使防水层保持一定的厚度变得困难，而且使这些材料被混入沥青混合物中，从而产生不能形成防水层的部分。对此，如果使用加热不易软化的用于形成防水层而涂敷的材料，就易于减弱防水层与沥青混合物的粘合力，施工后的负荷还会导致在防水层与由沥青混合物形成的铺装层之间发生剥离、偏移等。
本发明的目的在于在解决上述问题的同时，提供一种更有效的地基防水结构及地基防水施工方法，具体地说，是提供一种地基和沥青混合物间有良好粘合性的、防水效果高、耐久性好的地基防水结构及地基防水施工方法。
为达成上述目的，在本发明的地基防水施工方法中，在地基上形成由双组分固化型树脂A构成的防水层后，在上述防水层上形成由比上述双组分固化型树脂A的固化时间更长的双组分固化型树脂B构成的粘合层，然后在该粘合层上铺设沥青混合物。在此，双组分固化型树脂A，宜使用指触固化时间2秒至60秒的双组分固化型树脂。并且，双组分固化型树脂B，宜使用指触固化时间5分钟至120分钟的双组分固化型树脂。在形成防水层的双组分固化型树脂A固化后，再涂敷双组分固化型树脂B形成粘合层，但也可在该粘合层未固化时铺设沥青混合物，利用沥青混合物的热量使上述粘合层固化。使用这样的地基防水施工方法，利用沥青混合物的热量，在粘合层的一部分渗入该沥青混合物中的状态下，使固化的粘合层存在于防水层与沥青混合物之间地形成地基防水结构，从而能够防止地基与防水层间混入空气，并能够一方面保持防水层一定的厚度，一方面显著提高与沥青混合物的粘合性。
另外，在本发明的地基防水结构及地基防水施工方法中，上述双组分固化型树脂A，宜使用双组分固化型聚氨酯树脂及/或聚脲树脂，上述双组分固化型树脂B，宜使用双组分固化型聚氨酯树脂及/或聚脲树脂。如果使用这样的材料，就能够确实发挥防水层的性能，并且，不仅能够轻易地调整上述固化时间，而且能够提高防水层与粘合层间的粘合性。
并且，在本发明的地基防水结构及地基防水施工方法中，作为上述双组分固化型树脂A，宜采用固化后的伸长率为50％～1000％的树脂，作为上述双组分固化型树脂B，宜采用固化后的伸长率为200％～1500％的树脂。如果这样做，就可以得到提高相对施工后负荷的耐久性的效果。
另外，在本发明的地基防水结构及地基防水施工方法中，宜使上述防水层的平均厚度为1mm～5mm、上述粘合剂层的平均厚度为0.5mm～3mm。如果这样做，在充分发挥防水层的防水能力的同时，通过粘合层能够充分确保与铺装层的粘合力。并且，还有充分确保防水层的相对施工后负荷的耐久性的效果。
另外，在本发明的地基防水结构及地基防水施工方法中，以在上述地基与上述防水层间形成底漆层为宜。如果这样做，在使空气不易进入地基和防水层之间的同时，还有能够充分确保两者的粘合性的效果。
在本发明的地基防水结构及地基防水施工方法中，如上所述，可以得到无缝防水层，使沥青混合物和地基混凝土形成一体。并且，形成防水层的双组分固化型树脂A，因为指触固化时间快得达到一分钟以内，所以端部上升沿面也能形成无悬垂的防水层。形成粘合层的双组分固化型树脂B，因为是在铺设沥青混合物后固化，所以使防水层和铺装层坚固地成为一体，施工后无论多大的负荷也不易产生防水层和铺装层间的剥离、偏移等，且耐久性好。
图2是以剖面示意性地表示包含端部上升沿的本发明的地基防水结构的剖面示意图。
符号说明1、11混凝土地基；2、12底漆；3、13防水层；4、14粘合层；5、15铺装层；16端部上升沿部。
本发明，无论是已有的还是新建的设施，例如，道路桥梁、高架道路桥梁、高架停车场、屋顶停车场等，都可用作实施沥青铺装的地基对象，作为地基的种类，RC混凝土地基、PC混凝土地基、钢制地基中的任意一种均可。本发明的关键在于并不是仅适用于特殊的地基，而是适用于一般的地基防水施工方法和防水结构。
但是，地基的表面优选在实施下述处理之前尽量减少表面大的凹凸、使之平整。因为这样易于使防水层的厚度均匀从而能够充分发挥其功能。并且，优选使特别尖锐的凸部或是突起部尽量平整，使尖端比较圆滑。这是因为可以易于使此后形成的防水层的厚度变薄。
图1是本发明防水层结构的示意图。图中1表示上述混凝土地基，2表示下述的底漆层，3表示防水层，4表示其上的粘合层，5表示铺设了混凝土混合物而形成的铺装层。如图中清楚地表明，优选在经上述处理后准备的地基表面上，以单独地或是组合地使用压路机、毛刷、喷涂等众所周知的方法涂敷底漆。因为这样可以更充分地确保地基与防水层间的粘合性。作为底漆，可以使用例如沥青类底漆、树脂类底漆等。如果将铺装柏油、纯沥青、软质地沥青、沥青胶粘剂等，并且，固含量5～25％重量份的乙烯-醋酸乙烯类或是丙烯酸类合成树脂乳液的树脂、环氧树脂等作为通常的底漆使用，任何一种都可以使用。
另外，有时宜使用橡胶沥青类底漆。橡胶沥青类底漆是在沥青中添加橡胶或橡胶与合成树脂，溶解在溶剂中。并且，有时也使用作为沥青类的柏油、作为橡胶类的丁腈橡胶。底漆的涂敷量通常为0.21/m2～0.61/m2，优选为0.35升/平方米～0.45升/平方米。作为市售的底漆，有水性环氧类的Tough guard R-W底漆等(日本油漆株式会社制)。并且，即使在没有施用底漆的情况下，除了地基与粘合层的粘合力稍弱，利用下述的方法就能够做出由防水层和粘合层形成的本发明的防水结构。
底漆2干燥后，在其上涂敷双组分固化型树脂A，形成防水层3。作为涂敷的方法，可以使用喷涂等众所周知的方法。作为该双组分固化型树脂A，以指触固化时间2秒～60秒为优选，5秒～15秒为更优选。这是因为如果指触固化时间过短将难于获得防水层的连续性，另一方面，如果时间过长则固化前混合液就会流失，从而在混凝土表面的凹凸部特别是凸部难于确保防水层的膜厚度，并因此降低作业的效率。双组分固化型树脂A宜在涂敷双组分的混合之前进行，且必须一面混合一面使用涂敷专用的油漆喷枪。市售的装置有Gasmer公司(美国)的GX7GUN等。
形成的防水层的平均厚度，以1mm～5mm为宜，更优选为2mm～3mm。如果过薄，不仅不能充分发挥防水层的功能，而且因为水压还易于开裂。并且，因下层地面的凹凸，如果过薄，恐怕突起部会部分地穿透防水层。另一方面，如果过厚，虽然防水层的功能没什么变化，但是需要很多的材料，不仅浪费，而且恐怕固化时的收缩应力会妨碍地基和防水层粘合。另外，固化后的树脂的伸长率以50％～1000％为优选，更优选为300％～500％。为满足对施工中及以后负荷的耐久性，如果伸长率过小，恐怕易断裂；如果过大，则膜强度变小，防水功能恐怕会降低。
作为该双组分固化型树脂A，是指双组分固化型聚氨酯树脂及/或是聚脲树脂。更具体地，这些树脂是由聚胺成分及/或是多元醇成分和聚异氰酸酯成分构成的。使用聚胺成分时得到的是聚脲类树脂混合物，而使用多元醇成分时得到的是聚氨酯类树脂混合物。还有，使用聚胺成分和多元醇成分的混合物时得到的是聚氨酯/聚脲类树脂组合物。其中还可以适量地使用聚脲类树脂组合物。作为这样的市售树脂，可以举出Tough guard R-M(指触固化时间20℃时约10秒)、Tough guardR-G(指触固化时间20℃时约5秒)(都是日本油漆株式会社制造)等作为上述聚胺成分没有特别的限定，例如，可以举出聚氧化烯多胺(polyoxyalkylenepolyamines)、芳香族二胺、及这些成分的混合物。
作为上述聚氧化烯多胺，例如，可以举出数均分子量200～10000、每一分子中含有两个以上的脂肪族结合的氨基的聚合物，这样的聚合物，例如，能够通过使用氢化一脱氢化催化剂，使至少含有两个以上氢氧基的聚氧化烯多元醇(polyoxyalkylenepolyols)的末端氢氧基在高温高压下与氨反应等方法得到。
作为上述的芳香族二胺，例如，宜使用芳香核中没有吸电子基的、且在氨基的邻接位置具有碳原子数1～5的烷基取代基的活性芳香族二胺(但是，甲苯二胺除外)，具体地可以举出1，3-二甲基-2，4-二氨基苯、1，3-二乙基-2，4-二氨基苯、1，3-二甲基-2，6-二氨基苯等。
作为上述的多元醇成分，则没有特别的限定，例如，可以举出聚醚多元醇、聚酯多元醇、含氢氧基的丙烯酸树脂等。并且，为调节得到的固化树脂膜的性质，宜并用数均分子量不足62～1000的低分子量的物质和1000～约10000的高分子量的物质。
作为上述聚异氰酸酯，可以举出有机聚异氰酸酯、异氰酸酯预聚物或是这些物质的混合物等。上述有机聚异氰酸酯没有特别的限定，能够使用众所周知的有机聚异氰酸酯等，例如可以举出芳香族有机聚异氰酸酯、脂肪族有机聚异氰酸酯等。作为上述异氰酸酯预聚物，例如，可以举出使有机聚异氰酸酯中的异氰酸基的一部分与数均分子量200～8000的多元醇反应得到的部分预聚物等。
作为上述聚异氰酸酯成分和上述聚胺及/或是多元醇成分的混合比，相对于上述聚异氰酸酯成分中的异氰酸酯基，上述聚胺及/或是多元醇成分中的氨基及氢氧基的当量比优选为1/0.7～1/1.5的比例。
由上述聚异氰酸酯成分和上述聚胺及/或是多元醇成分构成的双组分固化型树脂优选为无溶剂型。并且，也可以含有上述以外的成分，例如，如果需要，还能够使用常用的增塑剂、阻燃剂、填充剂、各种稳定剂、着色剂等助剂。
使用本发明的施工方法的防水层用材料，因为其指触固化时间快得达到1分钟以内，所以地基和端部上升沿面能够形成一条带状的没有接口的防水层，从而防水功能出色。此处的端部上升沿面，如果给出实例，就是如图2所示，防水层13的端部上升沿部16与地基混凝土11的垂直壁面接触的部分。并且，与用于形成防水层而使用板材的情况不同，它与地基间不易进入空气，使地基与防水层的粘合性优异，不易产生偏移等。并且能够立即实施另一层粘合层的施工，从而使作业效率优良。
然后，将双组分固化型树脂B涂敷在防水层上，形成粘合层4。作为涂敷的方法，可以单独地或组合地使用压路机、毛刷、抹子、刮刀、喷涂等众所周知的方法。因为防水层的双组分固化型树脂A如上所述，固化速度快，所以也可以根据预定的时间间隔连续地涂敷防水层及其上的粘合层。只要在新的防水层表面上能够迅速地涂敷粘合层，就能够提高粘合力。作为该双组分固化型树脂B的指触固化时间，则以5分钟～120分钟为优选，60分钟～90分钟为更优选。如果时间过短，则下一道铺设沥青混合物的作业时间不充分，另一方面，如果时间过长，不但降低作业效率，而且恐怕不能得到充分的粘合层厚度。双组分混合既可以在即将涂敷前实施，也可以采用一面混合一面涂敷的施工方法。
形成的粘合层的平均厚度，以0.5mm～3mm为优选，更优选为0.7mm～1.5mm。如果过薄，粘合层的性能不充分；如果过厚则浪费材料。另外，固化后的树脂的伸长率以200％～1500％为宜，更优选为600％～1200％。因为维持对施工中及以后的负荷的一定程度的耐久性，伸长率如果过小，恐怕易断裂；如果过大，恐怕会降低粘合性能。并且，如果考虑到与下面的防水层的伸长率的关系，优选比防水层的伸长率更大。这是为了提高对施工中及其后的负荷的耐久性。
作为上述的双组分固化型树脂B，是指双组分固化型聚氨酯树脂及双组分固化型聚脲树脂，例如，由聚胺成分及/或是多元醇成分和聚异氰酸酯成分构成的树脂。使用聚胺成分时得到的是由聚脲类树脂组合物构成，使用多元醇成分时得到的是由聚氨酯类树脂组合物构成。另外，使用聚胺成分和多元醇成分的混合物时得到的是由聚氨酯/聚脲类树脂组合物构成。其中还能适量地使用聚脲类树脂混合物。作为这样的市售的树脂，可以例举出Tough guard R-P(指触固化时间20℃时约90分钟)(日本油漆株式会社制)。
如果举例详细说明聚脲类树脂混合物，则该混合物以含有胺当量400～800的具有聚烯烃链或聚环氧烷链的芳香族聚胺(a-1)50％重量份及胺当量80～300的分子内至少具有2个脂肪族氨基的聚氧化烯多胺(a-2)0～15％重量份的聚胺成分(A)、以及由聚异氰酸酯化合物(B)构成的聚脲树脂混合物为宜。在此，能够使用芳香族聚胺(a-1)以延迟固化速度，使用聚氧化烯多胺(a-2)以加快固化速度。
作为芳香族聚胺(a-1)，在市售产品中，可以举出Elasmer 1000(胺当量约620，Ihara Chemicals，Japan制造)，Elasmer 1000P(胺当量约550，井原化学株式会社制)等。
作为聚氧化烯多胺(a-2)，在市售产品中，可以举出JefermineD-230(胺当量约120，Huntsman Corporation，USA制造)，JefermineD-400(胺当量约200，Huntsman Corporation，USA制造)等。
作为上述聚异氰酸酯成分，可以举出有机聚异氰酸酯、异氰酸酯预聚物或是这些物质的混合物等。作为上述有机聚异氰酸酯则没有特别的限定，可以使用众所周知的聚异氰酸酯等，例如可以举出芳香族聚异氰酸酯类、脂肪族聚异氰酸酯类等。作为上述异氰酸酯预聚物，可以举出使有机聚异氰酸酯中的异氰酸酯基的一部分与平均分子量200～8000的多元醇反应得到的部分预聚物等。
市售产品中，可以举出例如Millionate MLT(Nippon PolyurethaneIndustry，Japan制造)、Millionate MLT-S(Nippon Polyurethane Industry，Japan制造)、Colonate MX(Nippon Polyurethane Industry，Japan制造)等。
作为上述聚异氰酸酯成分和上述聚胺及/或是多元醇成分的混合比，相对于上述聚异氰酸酯成分中的异氰酸酯基，上述聚胺及/或是多元醇成分中的氨基及氢氧基的当量比优选为1/0.7～1/1.5的比例。
由上述聚异氰酸酯成分和上述聚胺及/或是多元醇成分构成的双组分固化型树脂以无溶剂型为优选。并且，也可以含有上述以外的成分，例如，如果需要，还能够使用常用的增塑剂、阻燃剂、填充剂、各种稳定剂、着色剂等助剂。
如上所述地铺设了粘合层后，在该粘合层完全固化之前铺设沥青混合物，形成铺装层5。未固化的粘合层用于增加与沥青混合物的粘合性。特别地，如果使作为粘合层材料的未固化树脂的一部分被沥青混合物一侧所吸收而固化，就有进一步增加与沥青混合物的粘合性的效果。通常是加热沥青混合物使之以热沥青混合物的形式铺设。该热量被认为可加快常温下铺设的粘合层材料的固化速度，并在未固化的粘合材料完全地被沥青混合物吸收前易于完成粘合层的固化。
如上所述，使涂敷在地基混凝土上的双组分固化型聚脲树脂及/或是双组分固化型聚氨酯树脂(双组分固化型树脂A)迅速地固化，形成无缝的防水层，从而与地基混凝土形成一体。在其上形成防水粘合层的双组分固化型聚脲树脂及/或是双组分固化型聚氨酯树脂(双组分固化型树脂B)，因为在沥青混合物铺设后固化，所以具有使防水层和铺装层坚固地一体化的效果。
实施例以下具体说明本发明的实施例。首先，在地基混凝土上面涂敷水性环氧树脂底漆(Tough guard R-W底漆、日本油漆株式会社制)，在底漆干燥后，涂敷形成防水层的双组分固化型聚脲树脂(双组分固化型树脂A)(Tough guard R-G或是Tough guard R-M、均为日本油漆株式会社制)。然后，涂敷形成粘合防水层的双组分固化型聚脲树脂(双组分固化型树脂B)(Tough guard R-P、日本油漆株式会社制)，在固化前，在其浊的乙炔化锂溶液中，用10mL THF洗涤。老化所形成的混合物0.5小时，然后加入酮苯胺1。室温搅拌所得混合物15.5小时。HPLC分析此溶液显示约74％收率和89％ee。
实施例13
在配有机械搅拌器、氮气管、和热偶的三口烧瓶内放入固体氨基醇3、MTBE(500mL)以及KHCO3水溶液(45g/654mL H2O)。25℃下，分四批加入固体氯甲酸4-硝基苯酯。加料期间监测溶液的pH值。反应过程中保持pH值在8.5-4之间，反应结束时为8.0。将混合物在20-25℃下搅拌2小时。在20分钟内加入KOH水溶液(2N)，至水层的pH达到11.0。
分离各层，向MTBE层内加入500mL盐水。随后再加0.1N乙酸至pH为6-7。再次分离各层，有机层用盐水(500mL)洗涤。然后将混合物中的溶剂转换为EtOH/IPA，并按实施例16和17所述结晶。
表1续实施例结果一览
权利要求
1.一种地基防水施工方法，其特征在于，在地基上形成由固化型树脂A构成的防水层后，在所述防水层上形成由比所述固化型树脂A的固化时间更长的固化型树脂B构成的粘合层，然后，在该粘合层还未固化时，在该粘合层上铺设沥青混合物。
2.如权利要求1所述的地基防水施工方法，其特征在于，所述固化型树脂A及/或是所述固化型树脂B是双组分固化型树脂。
3.如权利要求1或2所述的地基防水施工方法，其特征在于，所述树脂A是聚氨酯树脂及/或是聚脲树脂，所述树脂B是聚氨酯树脂及/或是聚脲树脂。
4.如权利要求1至3中任一项所述的地基防水施工方法，其特征在于，所述双组分固化型树脂A的指触固化时间是2秒至60秒，所述双组分固化型树脂B的指触固化时间是5分钟至120分钟。
5.如权利要求1至4中任一项所述的地基防水施工方法，其特征在于，所述树脂A的固化后的伸长率为50～1000％，所述树脂B的固化后的伸长率为200～1500％。
6.如权利要求1至5中任一项所述的地基防水施工方法，其特征在于，所述防水层的平均厚度为1mm～5mm，所述粘合剂层的平均厚度为0.5mm～3mm。
7.如权利要求1至6中任一项所述的地基防水施工方法，其特征在于，在所述地基和所述防水层之间形成底漆层。
8.一种地基防水结构，其特征在于，在地基上形成防水层，在该防水层上形成粘合层的同时，在该粘合层上以混入构成该粘合层的树脂的一部分的状态下铺设沥青混合物。
全文摘要
本发明提供一种在地基和具有优异防水效果和良好耐久性的沥青混合物间有优异粘合性的地基防水结构。在地基(1)上形成由双组分固化型树脂(A)构成的防水层(3)后，在上述防水层上形成由比上述双组分固化型树脂(A)的固化时间更长的双组分固化型树脂(B)构成的粘合层(4)，然后在该粘合层(4)上铺设沥青混合物(5)。
文档编号E02D31/00GK1421576SQ02153040
公开日2003年6月4日 申请日期2002年11月29日 优先权日2001年11月29日
发明者金森博, 西村田人, 出云孝治 申请人:日本油漆株式会社