不同的樣品形成方法
為了確定橋面防水層的力學(xué)性能，進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)，根據(jù)不同的方法形成試件，如半無(wú)限砂漿試件之間的粘結(jié)，水泥砂漿試件之間的粘結(jié)，PBI聚合物改性瀝青防水涂料的施工，試件與水泥砂漿試件之間的粘結(jié)，以及通過(guò)車轍板試驗(yàn)在水泥混凝土板上設(shè)置防水材料后碾壓瀝青混凝土成型試件。當(dāng)用水泥砂漿和瀝青混凝土分別形成上下界面的試件時(shí)(分為直接石材粘結(jié)和分層車轍板成型兩種方式)，PBI聚合物改性瀝青防水涂料的成型方法是:先刷兩層PBI聚合物改性瀝青防水涂料，再刷一層FYT-2防水材料， 分別涂刷兩遍改性乳化瀝青防水材料。AWP-2000F纖維增強(qiáng)橋面防水材料是由于需要添加纖維而按要求形成的。
車轍板試件的成型工藝如下:將水泥混凝土按橋面混凝土配比(振動(dòng)壓實(shí)后表面均勻涂刷)倒入專用試模中，試件養(yǎng)護(hù)7天后拆模，28天后在水泥混凝土塊完全干燥的情況下打磨表面浮漿， 然后碾壓帶有PBI聚合物改性瀝青防水涂層或粘結(jié)防水粘結(jié)層(瀝青混凝土級(jí)配根據(jù)實(shí)際攤鋪情況使用)的瀝青混凝土，冷卻、脫模、鉆孔或切割成特定形狀的試件進(jìn)行粘結(jié)拉拔試驗(yàn)或剪切。
根據(jù)粘結(jié)拉伸試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果，涂上防水材料后，形成的防水膜自成一體，拉力在層間獨(dú)立承擔(dān)。室內(nèi)砂漿或?yàn)r青混凝土試塊之間防水的模擬試驗(yàn)結(jié)果比直接使用兩個(gè)半無(wú)限形狀水泥砂漿試塊的模擬試驗(yàn)結(jié)果大，結(jié)果相差較大。這說(shuō)明水泥砂漿無(wú)限大形狀試塊的橫截面積比較小。其造成的防水材料有效粘結(jié)程度不足，導(dǎo)致測(cè)試系統(tǒng)誤差較大。因此，應(yīng)改進(jìn)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的粘結(jié)拉伸試驗(yàn)方法，可采用有效粘結(jié)界面較大的矩形或圓形砂漿試塊進(jìn)行試驗(yàn)控制。試驗(yàn)結(jié)果與瀝青混凝土和水泥混凝土之間的防水模擬試驗(yàn)結(jié)果相似， 能有效控制工程中使用的防水材料的粘結(jié)性能。因此，在后續(xù)的試驗(yàn)研究中，除瀝青混凝土和水泥混凝土車轍板用于模擬現(xiàn)場(chǎng)性能外，防水材料的拉伸試件均涂有50mm×50mm×30mm的矩形水泥砂漿試塊進(jìn)行粘結(jié)試驗(yàn)。
從PBI聚合物改性瀝青防水涂料的模擬剪切試驗(yàn)結(jié)果可以看出，通過(guò)設(shè)置粘結(jié)層的剪切強(qiáng)度，基本試驗(yàn)方法的實(shí)測(cè)結(jié)果略小于車轍板碾壓模擬的實(shí)際剪切結(jié)果。因此，只要基本試驗(yàn)的抗剪強(qiáng)度要求適當(dāng)，選擇在瀝青混凝土塊或水泥砂漿塊之間設(shè)置防水材料的常規(guī)試驗(yàn)方法，可以有效控制防水材料的質(zhì)量。需要注意的是，高溫試驗(yàn)在瀝青混合料中移動(dòng)變形是相當(dāng)常見(jiàn)的。因此，無(wú)論是PBI聚合物改性瀝青防水涂料的拔出試驗(yàn)還是剪切試驗(yàn)，都建議使用水泥砂漿或水泥混凝土試塊來(lái)測(cè)定界面防水材料的性能。
不同的溫度條件。
為了全面了解溫度對(duì)柔性防水材料性能的影響，模擬了不同溫度(0℃、40℃、50℃和60℃)下防水材料的剪切強(qiáng)度和粘結(jié)拉伸強(qiáng)度，并與以往的常溫試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。
可以看出，隨著溫度的升高，防水層材料的拉伸強(qiáng)度逐漸降低。在20℃時(shí)，除改性乳化瀝青外，其他材料的拔出強(qiáng)度都在0.5MPa以上，而在0℃時(shí)，SBS改性瀝青和PBI聚合物改性瀝青防水涂料都在1.5MPa以上，甚至20℃時(shí)拔出強(qiáng)度較低的改性乳化瀝青的拔出強(qiáng)度也在1.0MPa以上，這說(shuō)明在低溫下(尤其是冬季)，防水材料具有超強(qiáng)的粘結(jié)能力，大大加強(qiáng)了整個(gè)橋面鋪裝的整體性；在50℃時(shí)，所有材料的拔出強(qiáng)度都大大降低。除水性環(huán)氧瀝青外，其他材料的粘結(jié)抗拉強(qiáng)度都在0.3MPa以下，大部分都在0.2MPa以下，這說(shuō)明粘結(jié)防水層材料在高溫下(尤其是夏季)粘結(jié)性能降低， 這大大削弱了整個(gè)橋面鋪裝的整體性，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)引起足夠的重視。
可以看出，和拉伸強(qiáng)度一樣，隨著溫度的升高，防水材料的剪切強(qiáng)度逐漸降低:在25℃時(shí)，各種材料的剪切強(qiáng)度一般在0.6MPa以上，而在0℃時(shí)，材料的剪切強(qiáng)度達(dá)到2MPa以上；當(dāng)溫度為50℃時(shí)，所有材料的剪切強(qiáng)度都變得很小，一般在0.30MPa以下，這與拉伸強(qiáng)度的變化趨勢(shì)非常相似:即在低溫下(尤其是冬季)，膠層材料具有超強(qiáng)的粘結(jié)能力，增加了抵抗行車荷載剪切變形的能力；但在高溫下(尤其是夏季)，粘結(jié)層材料的粘結(jié)性能下降，降低了抵抗行車荷載剪切變形的能力，大大削弱了整個(gè)橋面鋪裝的整體性。因此，這一點(diǎn)在設(shè)計(jì)過(guò)程中也應(yīng)引起足夠的重視， 從而防止夏季高溫時(shí)路面在行車荷載的作用下發(fā)生滑移，損壞路面結(jié)構(gòu)。
從防水層材料在不同溫度條件下的模擬現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果可知，柔性涂層防水材料在常溫下的力學(xué)性能指標(biāo)一般容易滿足要求，而在高溫下很難滿足要求。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上現(xiàn)有的涂層材料多為瀝青基改性材料和高分子材料，需要提高材料的軟化溫度以滿足橋面的高溫要求，試驗(yàn)也應(yīng)以高溫粘結(jié)和剪切強(qiáng)度為控制指標(biāo)，以保證防水材料層上的瀝青鋪裝。
不同涂層厚度
粘結(jié)或剪切試驗(yàn)是在兩個(gè)試塊的橫截面上分別涂刷防水粘結(jié)材料，每塊試塊涂刷三遍，間隔12小時(shí)，涂刷三遍的涂層總厚度為0.5 ~ 0.7 mm，最后一遍涂刷完成，涂層表面排水后，將兩個(gè)試塊對(duì)接， 將對(duì)接好的試塊放置在釉面磚上1 h，然后將試塊移入40±1℃的恒溫箱中干燥24h，然后進(jìn)行試塊。
每組4個(gè)涂有防水涂料并粘結(jié)6天的試件放在20±2℃的恒溫箱中4小時(shí)，然后放在試驗(yàn)機(jī)上。以50毫米/分鐘的速度拉伸樣品，直到它們斷裂，并測(cè)量粘合強(qiáng)度。
從測(cè)試結(jié)果可以看出，防水材料的粘結(jié)強(qiáng)度在0.7kg/m2之前隨著涂料用量的增加而增加，在0.9kg/m2之后隨著涂料用量的增加而降低。所以橋面專用防水涂料的用量在0.7-0.9kg/m2之間比較合適。