1. 前言
从过去对钢筋砼桥梁毋需防护的错误观念到今天的桥梁工程必须“建管并重”、“建养并重”，做好防水、防腐工程是桥梁界观念根本转变的一大进步。这也是从现实中很多砼桥梁出现各种病害而吸取教训的反思结果。随之而来的防水材料事业的发展，从无到有，逐渐形成了品种和功能齐全的系列。但用在砼桥面上的防水材料，高品质的能够标本兼治的产品，在整体技术水平上不高，而且有的出质量问题也不少，在近期应用技术上能确保其耐久性的科学检验和数据，尚很少见到卓有成效的实例可借鉴，基本上还是将用于房建上的有机防水柔性材料搬用在桥梁防水工程上。由于桥面防水与房建上的防水所处的使用环境、受荷载大小和动、静载等条件不同，不能一概而论。所以认为那种防水材料能达到“万能"的效果的说法和做法是不全面的，有时甚至会带来误导造成隐患的不良后果。防水材料不外乎分为两大类：即有机柔性防水材料和无机刚性防水材料。在比选采用何种防水材料上，必须要因地制宜，因材制宜，不能眉毛胡子一把抓。在砼桥梁的刚性桥上，一般宜用刚性的无机防水材料为宜，如CCCW材料（水泥基渗透结晶型防水材料，如XYPEX），它是—种环保绿色材料，与砼同一属性，可以整体解决砼桥梁桥面的防水技术问题，其耐久性可与砼桥梁同寿命。但在桥面的伸缩缝或砼结构的沉降缝处，就不宜采用刚性防水材料，必须采用延展性好的有机柔性防水材料。特别要指出的是有机柔性防水材料在房建上已使用很长时间。如防水卷材，高分子防水片材，聚氨酯防水涂料，聚合物水泥复合的防水涂料（JS），丙烯酸防水涂料，有机硅乳液和橡胶防水涂料等。这些材料中有的具有含毒性的苯，酚类、二甲苯、甲醛…对环境会造成影响，有的散发出强烈刺激性的气味，会刺激眼睛和呼吸道，会造成肺功能、肝功能、免疫功能失常。所以必须慎用，如果必须采用时，必须有环保措施，防止危害人的健康。所以在选用时，首先要符合环保要求的标准，并相应立法。那就必然会促使尚在生产具有毒性的有机柔性防水材料的厂家转型，向环保产品方向发展。
2. 桥面防水的主要目的是什么?
众所周知，混凝土结构是多孔性物体，一般其内部空隙率在8％~10％。而密实度反映单位体积中固体物质的填充程度，它和强度、抗冻性、耐久性、传声、传热特点有关。高的密实度可达到90％以上。最低的只75％。对密实度可以用容重，吸水率及抗渗性试验几个因素来衡量。而抗渗试验能较全面地反映混凝土密实度的性能。
20世纪50年代修建的武汉长江大桥的公路梁和桥面板都是钢筋混凝土结构，经过50年的运行后在一次大修时，凿开混凝土发现原来的钢筋根本没有锈蚀，如新钢筋一样，其表面粘结着的水泥浆还非常的牢固；又如九江长江大桥的40米跨度无渣无枕钢筋混凝土预应力箱形梁，迄今也将近40年了，未更换过一片梁。这反映了当时混凝土结构施工中的工艺流程：材料级配-拌合-运送-浇注-入模-振捣-养护-拆模-涨拉-受力前的安装就位，工地链接和内力调整等各个工序都有着严格周密的操作规定得以认真执行，使砼密实度得到充分的保证而起到自身防水的功用。而今所使用的混凝土的标号都提高了，却经常出现裂缝、蜂窝、麻面甚至孔洞的质量缺陷。密实度得不到保证，必然会受到外界水、氧气、二氧化碳、酸雨的侵入，与混凝土中的氢氧化钙产生化学反应作用产生碳酸钙，而使砼发生碳化。引起进一步收缩，若保护层遭到破坏，必会危害钢筋的钝化膜受到破坏而致锈蚀。钢筋锈蚀后的体积增大产生膨胀应力，进一步造成混凝土的裂缝扩大甚至呈块状碎裂。而桥面防水的主要目的现在的认识仅仅就是防止水和大气中有害物质浸入到砼内。所以现在防水层的材料应运而生，但迄今尚未真正找到标本兼治的桥面防水技术的措施和范例。本文在前言中已述及，当前的桥面防水技术，仍停留在将房建中的防水层所用的有机柔性材料，搬用在桥面防水工程中。是暂时解决了治标的问题。桥面防水固然可通过迄今常用的卷材或有机材料的涂层来保护，往往使人们高估了立竿见影的效果，但这仅仅是起到如“穿雨衣”的物理保护作用，而忽略了其自身的耐久性，也难以解决砼结构内存在的缺陷的问题。何况这些防水材料与砼本身不是同一属性，膨胀系数不同，易老化，且无法增加砼的密实度和抗渗能力。解决不了标本兼治的难题。当然迄今这些材料发展很快，而且在其他工程的防水中起到了一定作用，但还是处于起步阶段。若将其作为用于桥面防水技术是并不相宜的，经了解有的桥面设置的防水层出现了不少问题。如其在桥面和铺装层之间的粘结强度不足出现了铺装层的破坏；有的形成了“两张皮”…等。笔者认为桥面防水技术的主要目的不仅仅是解决外界有害物质对桥面混凝土的侵害，更要引起重视的是砼梁体结构是刚性的受力结构，受外界的各种动载的冲击影响很大，尤其发生不可预见的地震、船撞桥的外力时，万一出现了裂缝，应能及时发现和处理。如果用有机的柔性材料涂盖在其表面，由于其存在延展性，如聚脲等材料达到300％，就会掩盖砼表面的裂缝而被忽视隐患，应当引起有关部门的重视所以看来桥面防水技术根本之道首先要解决提高梁基体自身的防水功能外，必须因地制宜，因材制宜。按照物以类聚的规律选择标本兼治的防水材料来做好桥面防水技术工作。
3. 桥面防水技术采用防水材料的探讨
前面已述及桥面防水的根本目的是要保护梁体不受侵害，但同时也要保证桥面的铺装层与桥面粘结牢固的问题，使桥面铺装层得以经久耐用。所以在桥面铺装的砼浇筑前，必须彻底清洗梁板顶面的施工杂物，最好用高压水枪冲洗掉一切浮渣，油污，能见到梁板顶面的粗骨料。然后对梁体进行全面检查，发现病害时找出原因先行维修处理。尤其对梁板面的裂缝成因必须查明，加以封堵。否则水渗入后就会造成钢筋锈蚀的恶果。根据上海兰德公路设计院的经验介绍，对于小于0.25mm的封缝措施，以前大多采用水泥砂浆，环氧砂浆表面涂刷，这种方法虽然达到表面封闭的效果，但裂缝内的水分，无法排除，所以引进了加拿大的赛柏斯（XYPEX）防水涂料，其耐水压力，渗透深度、裂缝自愈修护能力、力学强度治标均足以满足封缝要求，近年在上海郊区公路桥梁应用颇多，效果很好。
桥面铺装层为钢筋砼薄层结构，一般厚度仅为8~10cm，最多为12cm；在主要车道的梁板顶面适当设计锚固筋，并把桥面铺装层钢筋网由通设一层增为两层，与锚固钢筋焊接固定，尽可能消除汽车荷载下层间剪力。以达到钢筋砼铺装层与梁板整体受力，防止疲劳裂缝的产生。由于桥面铺装层直接承受行车荷载的面积大，还须承受面层沥青砼面上雨雪水渗水的侵入作用。在两层间设置的防水层所选用的防水材料，必须慎之又慎。如果用有机的柔性防水材料涂刷在钢筋砼铺装面上，必须要求其表面有一定的平整度，便于达到密粘粘结强度，同时也要求与沥青砼面层结合牢固。否则沥青砼在高温季节会出现推移现象致使防水层破裂而失效。如果防水涂层涂刷得太厚，与铺装层黏贴不牢，在行车荷载反复作用下，主行车道往往会出现大面积环形推移。所以用有机柔性防水涂料用在刚性的且经常受到外力冲击的钢筋砼结构上，是难以收到耐久性的效果的。如果梁顶板没有质量问题，我们只要抓住钢筋砼铺装层强度和防水能力就解决既治标又治本的难题了。我们在富春江大桥，2005年对该桥拓宽改造时对原旧桥桥面的防水就是采用了XYPEX刚性无机特种防水材料中的掺合剂和浓缩剂，将掺合剂掺和在桥面铺装层砼中，用量为砼水泥用量的2％，在浇筑完毕后又在其表面再涂刷一层XYPEX浓缩剂，保证了铺装层的足够强度和防水效果的耐久性，达到了双保险防水效果；而当时道路拓宽新建的桥却没有采取此工艺，运营6年后，旧桥比新桥具有更好的桥面防水能力。见图片一。这是—个较典型的桥面防水收效较好的实例。
笔者之所以推荐XYPEX这种混凝土结构中特种辅助材料，是因为在杭州铁路分局长牛线上的第11号桥，原是上世纪50年代修建的“∏"形桥梁。由于原来的砼标号较低，原有的裂缝依旧故我存在着。后来经北京城建设计研究院和杭州铁路分局、北京城荣防水材料有限公司通力合作，于1997年立项，是年11月将拟报废换梁的桥采用XYPEX进行修补试验。其成果于1998年5月通过专家鉴定。经过13年认真的观察，桥梁情况良好，由此证明该桥梁用于补强，桥面防水和自我修复能力都是卓有成效的。在反复动载的冲击下，抗疲劳性能也是良好的。见图片二。
所以钢筋砼桥面的防水技术，看来主要抓住治好桥面钢筋砼的铺装层这个“牛鼻子"，基本上就解决了桥面防水技术这个难题。在铺设沥青砼面层前，要将铺装层表面的浮浆层清除，中间也不必设置有机防水材料这一层防水层了。基体不坏，表面的沥青砼面层经过若干年的磨损，只要修补或剔除重铺面层，工作就容易多了。
但是刚性的无机防水材料与柔性的有机防水材料，在防水对象上的不同，也各有利弊，应各归其所。CCCW材料用于受力较大的混凝土梁柱结构上比较对路，能解决标本兼治的问题。对解决结构的耐久性、增加其密实度因而同时增加其抗压强度也是极为有利的。但在桥梁的伸缩缝和沉降缝的防水工程中，就宜采用有机的柔性的防水材料。利用它的延展性强的特点，来达到防水效果。如果有机的防水材料能达到无毒，防火，施工方便的效果，前景也是很广阔的。2l世纪以来，各类先进的防水材料都将获得不同程度的发展。但在桥面防水工程中。那种治标不治本的材料，必须慎用。随着各类防水材料产品质量的不断提高，在使用的对象上必将相互渗透或互为补充，势必会导致桥面防水技术进一步得到提高而更加可靠。
《第二十届全国桥梁学术会议论文集》2012年
