鋼筋混凝土（鋼結構）橋梁因遭受多種病害作用而導致使用壽命的嚴重降低。2003年鐵道部對全路十四個鐵路局橋梁秋季檢查表明混凝土內堿-骨料反應、混凝土中性化引發的鋼筋鏽蝕、環境影響引起的混凝土腐蝕是首要病害，全路4萬座橋梁中有9000zuoxuyaojinxingzhengzhi，youdebinghaikeyizaiweixiuzhongjiejue，youdexuyaozaiqiaoliangdaxiuzhongcainengjiejue，youyuweixiuhedaxiufeiyongbuzu，zhexiebinghaiqiaolianghainanyiquanbujiejue[1]《橋梁》2004專刊第2期
，《我國鐵路橋梁病害分析》）；混凝土橋梁病害已經成為既有橋梁運行管理的一項心病。


   這(zhe)些(xie)耐(nai)久(jiu)性(xing)病(bing)害(hai)的(de)起(qi)因(yin)均(jun)與(yu)水(shui)有(you)密(mi)切(qie)的(de)關(guan)係(xi)
，如(ru)果(guo)不(bu)是(shi)處(chu)於(yu)水(shui)環(huan)境(jing)中(zhong)，這(zhe)些(xie)病(bing)害(hai)均(jun)不(bu)會(hui)發(fa)生(sheng)。而(er)造(zao)成(cheng)混(hun)凝(ning)土(tu)浸(jin)蝕(shi)的(de)水(shui)源(yuan)則(ze)來(lai)自(zi)大(da)氣(qi)降(jiang)雨(yu)在(zai)橋(qiao)麵(mian)構(gou)造(zao)層(ceng)內(nei)的(de)滯(zhi)留(liu)。因(yin)此(ci)，從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)切(qie)斷(duan)水(shui)的(de)來(lai)源(yuan)即(ji)做(zuo)好(hao)橋(qiao)麵(mian)防(fang)水(shui)處(chu)理(li)，是(shi)保(bao)證(zheng)混(hun)凝(ning)土(tu)橋(qiao)梁(liang)免(mian)遭(zao)破(po)壞(huai)、延長橋梁使用壽命
、提高橋梁上部結構的耐久性的有效措施。
　　qiaomianfangshuizaifadaguojiazaoyijingbeigongrenweizuiyouxiaodetigaoqiaomiannaijiuxingcuoshi。woguozaihunningtuqiaomianfangshuifangmianzouguoyiduanbijiaoquzhedelucheng。jianguochuqi
，jiejiandangshiguowailiqingyouzhandiecengfangshuizuofa，tiedaobuyu1953年曾頒布瀝青麻布油氈防水層為鐵路混凝土橋梁防水技術標準，此後鐵路混凝土橋麵也一直沿用瀝青油氈疊層防水體係。
　　文革開始後，許多新建的橋梁不再設置防水層。進入上世紀80年代中期，橋麵防水再次得到重視，當時新型冷作式施工防水塗料陸續研製成功見諸市場
，其特點就是改熱塗式為冷作式，改善了工人的作業條件
，故塗料防水逐步在鐵路橋涵工程上得到廣泛使用。1987年頒布的部頒行業標準TB 1933.1-1987《鐵路混凝土橋梁橋麵“二布三塗”冷作防水層技術條件》和TB 1933.2-1987《鐵路混凝土橋梁橋麵“薄膜加筋”冷作防水層技術條件》。並在1988年版的《鐵路橋涵施工規範》中對冷作式防水做了明確規定。
　　鐵道部1999年又頒布了鐵道行業標準（TB/T 2965-1999）《鐵路混凝土橋梁橋麵TQF-1型防水層技術條件》
，規定采用聚氨酯防水塗料粘貼氯化聚乙烯防水卷材作為鐵路橋梁防水層。
　　2005年發布的《客運專線橋梁混凝土橋麵防水層暫行技術條件》，規定了新建250～350km/h客運專線橋梁有碴、無碴混凝土橋麵的兩種防水層
，一種是用聚氨酯防水塗料粘貼氯化聚乙烯防水卷材
，另一種是直接用聚氨酯防水塗料做防水層。第一種卷材加粘貼塗料型防水層適用於有碴橋麵道碴槽內，第二種無卷材的塗料型防水層，適用於有碴橋麵道碴槽以外和無碴橋麵。並在防水層上覆蓋C4O細石纖維混凝土保護層。
　　聚氨酯防水塗料粘貼氯化聚乙烯防水卷材的做法在工程施工中則經常遇到不同廠家提供的材料配伍問題
，這就是聚氨酯塗料與氯化聚乙烯卷材不能很好的粘結


；而此間高聚物改性瀝青防水卷材在公路混凝土橋梁橋麵防水中已經被證實是一種優良的防水做法。2006年鐵道科學研究院與北京東方雨虹防水技術股份有限公司聯合開展了《客運專線橋梁混凝土橋麵RWB-801高聚物改性瀝青防水卷材試驗研究》課題，證實高聚物改性瀝青防水卷材是最適合於高速鐵路橋梁高標準防水要求的材料。建議客運專線橋梁混凝土橋麵防水層采用這種材料。
　　2007年4月發布了《客運專線橋梁混凝土橋麵防水層暫行技術條件》修訂稿，增加了高聚物改性瀝青防水卷材。
　　在經曆了八年棄用瀝青類防水材料後，鐵道部再次啟用高聚物改性瀝青卷材防水材料。
　　2

、鐵路混凝土橋梁橋麵體係防水技術原理分析
　　縱觀國內外橋梁防水的發展，橋麵防水解決的是橋梁混凝土結構的耐久性問題。
　　在橋麵防水方麵，世界各國大都經過了一個從無意識、到重視、到將防水層作為一個不可缺少的重要防護措施。
　　時至今日，不同國家
、或不同地區對橋麵防水層的設置做法仍然存在許多認識上的不同，這些不同表現在防水材料的選擇、橋麵鋪裝層的規定等等
，但其本質則反映出對橋麵防水、防護、鋪裝體係的認知程度。
　　在橋麵上設置防水層的功能就是將能夠引發耐久性問題的“水”與橋梁結構隔離開來。而能夠形成嚴格密閉隔離的材料則是有機薄膜材料。
　　然而
，與一般的工業與民用建築不同
，橋麵防水層在整個橋梁體係中承擔著更重要的作用。這就是防水層還要承受、傳遞交通動荷載
，以及荷載作用效應。可以說正是對交通動荷載的認識、把握不準
，導致人們在混凝土橋麵防水的選材
、施工技術等方麵的種種困惑。
　　設置防水層的鐵路橋梁鋪裝體係可用下述幾個模型描述：
　　我們看到，無論是有渣軌道還是無渣軌道，防水層是橋梁傳力體係的組成部分，要承受交通動荷載下的壓應力和剪切應力。從交通荷載的作用
、傳遞的特征看
，設置防水層的橋梁體係是一個局部麵荷載下的層狀體係，該層狀體係的明顯特征是帶有軟弱夾層。見下圖所示：


　　由於柔性防水材料的模量相比於鋼筋混凝土的模量要低得多，因此這是一個必然帶有軟弱夾層的層狀體係，通過采用三維空間單元有限元法進行力學計算分析發現，設置柔性防水層的橋麵體係的破壞形態為防水層的剪切、疲勞破壞。即隨著橋麵荷載（行車載重）增大，橋麵首先因為防水層的承載能力不足而發生剪切應變破壞；或者，當防水層使用一定年限後，因不斷承受行車震動荷載防水層產生疲勞脫落
，此時的破壞為疲勞破壞。到一定承載能力受製於防水。
　　讓我們再從另一個角度分析橋麵防水層的防水機理。
　　我們追求無缺陷的防水層，但是缺陷最終會發生。與土木建築相比，橋麵防水層將遭受到更多的各種形式的機械損傷破壞、以及運行損傷破壞。因此避免探討缺陷存在的影響是不合適的。橋麵防水層最常見的缺陷是局部出現破損點，局部破損後的模型見下圖所示：
　　模型分析顯示
，橋麵防水層遭到局部破壞後，如果防水層與橋麵混凝土的粘結附著經不住水的長期“浸潤”出現“脫落”，脫落麵就會不斷地擴大而出現一定麵積的空鼓
，防水層下將出現積水，在行車動荷載作用下，積水會產生脈衝水壓
，這種往複作用的壓力水類似“唧筒”效應，會引發防水層的“脫落”麵迅速擴大、對混凝土也極具溶蝕破壞作用。
　　問題最終歸結到防水層與混凝土界麵的粘結複合性能，且要能經得住水的長期浸泡、持久穩定地粘附在混凝土麵上。這包含兩個過程
，一方麵是防水層在鋪設時要做到與混凝土橋麵密實粘結複合體係，另一方麵體現在防水層具有良好的抗水的“浸潤脫落”。
　　然而，混凝土橋麵防水層存在天然水的“浸潤脫落”條件。混凝土是透水性的
，而且橋梁表麵存在弱界麵（混凝土表麵養護不足、水泥浮漿）；防水層存在水浸泡的客觀條件（周邊、破損處、以及混凝土內部原始滯留水分等），故防水層會因水的浸泡而脫落。這個過程若采用杜布爾方程（Dupre）分析，可表述為：∑（s-o）-∑（s-w）-∑（w-o）。cosα=0；
　　式中∑（s-o）、∑（s-w）、∑（w-o）分別為混凝土―有機防水塗膜、混凝土―水、水―有機防水塗膜的界麵張力。
　　不幸的是，對於大部分防水材料而言，∑（s-w）＜∑（s-o），故cosα＞0

，說明防水薄膜容易被水置換

，故粘附的防水層（塗料、膠粘劑）容易被水“浸泡剝落”。
　　由此看到，大部分的防水層實際上是不耐水長期浸泡的。也就說如果防水層局部遭到破損，破損處長時間積水，水會逐步將防水層從粘結基麵上剝落。
　　這就是橋梁混凝土橋麵防水的特殊之處。無論是開發橋麵用防水材料
、還是橋麵防水工程施工，都要切實解決好上述問題。否則，對於維修
、更新都非常困難的鐵路橋梁，防水層的失效將產生嚴重的耐久性問題和經濟損失。
　　3、RWB-801鐵路橋麵專用高聚物改性瀝青卷材及其防水係統的研究開發
　　前麵的分析為我們清晰地描述了橋梁混凝土橋麵防水層的需求特征：
　　1 防水層在混凝土橋麵體係中作為“軟弱夾層”，在承受行車交通動荷載下

，柔性防水層為最不利層麵，最容易遭受運行荷載變形損傷

、以及外界機械破壞因素損傷。
　　2 防水層遭受局部破損後 “水浸潤脫落”會導致防水層由點失效變為麵失效，因此防水層的抗“水浸潤脫落”性能至關重要。
　　3 長期的行車震動，防水層很容易發生粘結疲勞脫落。
　　將目前市場上的防水材料加以綜合比較，發現石油瀝青依然是最適合混凝土橋麵防水要求：石油瀝青作為防水材料
，因其天然的憎水性能、粘結附著性能
、熱塑性，以及優良的耐久性。
　　特別是其粘結性能、能夠持久
、牢靠地粘附於混凝土
、砂漿抹麵
、石材、金屬等幹燥的固體材料表麵。並且這種粘結性能還具有壓敏特點，即遭受外界壓力時，其粘結性隨壓力的增大而增強 。
　　石油瀝青易於溶解於有機溶劑中，從而製成低濃度
、高流動滲透性的塗料
，用這樣的低濃度塗料作為混凝土表麵的基層處理劑，可以充分搌布於混凝土凹凸不平的表麵
、滲透入混凝土表麵微細縫隙

、孔洞內，最大程度地獲得混凝土――瀝青粘結麵。基層處理劑中還可以通過添加抗剝落劑，使得cosα＜0，即角α＞90°，從而獲得持久的抗水“浸潤脫落”性能。
　　ershishijiqishiniandaiqian，renmenmeiyouzhangwogaojuwugaixingjishu
，gongchengfangshuilingyushiyongdeshichangwenxiaweigutideliqing。ergaojuwugaixingjishufeichangfadadejintian
，tongguozaishiyouliqingzhongtianjiagaofenzijuhewugaixing

，gaixingshiyouliqingkehuodekuanguangdeshiyongwendufanwei（-35℃~130℃，-15℃~160℃）、並具有了更加優良的彈塑性、耐久性也得到最大改善。