防水粘结层对桥面铺装的质量有着直接的影响，如果防水粘结层性能不能满足要求，会使铺装与桥面板剥离产生脱层病害; 当防水粘结层破裂后，水分进入桥面板界面，在冲刷力的作用下，会直接影响到桥面板的性能。因此优良的防水粘结层材料不仅能保证桥面铺装的寿命，还可以避免桥面板收到损伤。
环氧沥青是目前一种新型的桥面防水材料，环氧沥青是一种复合材料，其粘结、剪切与变形的力学指标远远超出其它类型材料，并且环氧沥青在固化前表现出的施工和易性还要低于常见热塑性材料，便于施工。本文结合京石改扩建的水泥混凝土桥桥面防水工程，对环氧沥青防水粘结层的力学性能进行研究，并对与其他材料进行对比，从而为京石改扩建中水泥混凝土桥面防水工程推荐佳的材料，以保证整体工程的性能和寿命。
1 防水粘结层性能要求分析
虽然防水粘结层在桥面铺装中造价、厚度等方面看所占比重较小，但是其功能性在整体铺装结构中占有重要的位置。为了保证铺装的性能和寿命，防水粘结层必须满足如下一些基本性能要求: 不透水性能、与桥面混凝土和沥青铺装层的粘结力、耐高低温性能、抵抗桥面变形的能力、抗施工损伤性能、对桥面状况的适应性、耐久性等。从功能上对这些技术要求进行分析，防水粘结层主要的两个技术指标为防水性能和粘结性能。
( 1) 防水作用。当水分随着铺装病害进入铺装内部后，防水层必须能够阻止水分透过防水层接触到桥面板，否则在荷载反复作用下，水分反复对桥面板进行冲刷，导致桥面板逐渐产生破损，进而腐蚀钢筋，引起桥面板的强度下降、破损等严重病害，严重影影响桥面板寿命。
( 2) 粘结作用。桥面防水材料要具有适应桥面板变形的灵活性，抵抗行车荷载的冲击和施工车辆的碾压、推挤的能力，以及抵抗桥面变形和裂缝的能力。因此防水粘结层需要有较高的粘结强度，同时将水泥桥面板和桥面铺装粘结在一起，一方面可以保证铺装层和桥面板不会因为剪切应力而产生脱层病害，另一方面也保证了防水效果的耐久性。
一般防水材料都能够满足防水功能的要求，其中主要的区别在于粘结性能，而粘结性能又与防水性能、耐久性、适应性等息息相关，因此其防水粘结层根本的技术指标为粘结强度，本文将针对力学性能指标对防水粘结材料力学性能进行研究。
2 防水粘结层力学性能评价方法
评价防水粘结材料力学性能一般采用剪切试验、拉拔试验进行评价。在此工作基础上，本研究为了更好地模拟防水粘结层的受力特点，通过制作成型复合车辙板并对其进行剪切和拉拔试验，对防水粘结材料进行进一步的性能评价。
试验中， 防水粘结层材料采用0. 8kg /m2 和1. 0kg /m2两种用量; 试验温度取20℃和50℃两种条件，以模拟常温和高温两种工作环境。由于环氧沥青是高温固化型材料，因此环氧沥青试件在制备好后需要在烘箱中养生，本研究的养生条件为120℃烘箱中放置12h。
2. 1 剪切试验
进行室内剪切试验的目的是为了确定防水粘结层抵抗剪切的能力，评价沥青混凝土与防水粘结层、桥面板与防水粘结层之间的粘结力。
首先预制厚5cm 的桥面板试件，可以按“表面处理－ 涂刷防水粘结层－ 碾压沥青混凝土铺装”的顺序成型试件评价防水粘结层的粘结性，也可以只使用“双层桥面板试件”以单独评价防水粘结材料与桥面板的粘结性，降低数据的离散性。养生结束后，将试件切割成尺寸为50 × 50 × 110mm 的长方体，粘结层材料的加载剪切试验装置如图1 所示，试件受力面与加载方向取成40°夹角，测试所能施加的大破坏荷载P，试验加载速度为50mm/min。
2. 2 拉拔试验
2. 2 拉拔试验
拉拔试验用于评价粘结层材料与桥面板的粘结强度或桥面铺装体系的抗拉拔性能等。
粘结层拉拔试验如图2 所示。试件制备中应注意应预先对拉头进行喷砂处理以使其表面粗糙度达0. 038mm，并尽可能排除拉头与桥面板间的气泡。养生结束后在试验温度条件下养生2h 后进行拉拔试验，加载速率控制在50mm/min。试验过程中应避免拉头和拉杆间的偏心。
3 性能对比
本文将对环氧沥青防水粘结层材料进行剪切和拉拔试验，并与SBS 改性沥青、SBS 改性乳化沥青和雨虹防水涂料等常见防水粘结层材料进行对比，以评价环氧沥青作为防水粘结层材料的力学性能。
3. 1 剪切试验结果分析
剪切试验采用双层水泥混凝土桥面板试件，以评价防水粘结材料与桥面板的粘结强度。4 种防水材料的剪切强度试验结果见表1，对比关系对如图3 所示。
对以上数据分析可以看出:
①在20℃条件下，环氧沥青的抗剪切性能明显优于其他防水粘结材料;
②乳化沥青、SBS 沥青在20℃的环境温度下具有一定的抗剪能力，但当温度达到50℃时，其抗剪强度已经很低，几乎接近于0。此时环氧沥青仍具有很好的强度，可见环氧沥青在高低温状态下仍具有良好的抗剪性能。
③2 种用量和两种温度下，整体上雨虹防水的抗剪强度均大于SBS 改性沥青和SBS 改性乳化沥青，因而雨虹防水用作水泥混凝土防水粘结材料具有一定的效果。在50℃条件下其抗剪切能力和抗拉拔能力甚至优于环氧沥青。
3. 2 拉拔试验结果分析
拉拔试验采用双层水泥混凝土桥面板试件，以评价防水粘结材料与桥面板的粘结强度。四种防水材料的拉拔强度试验结果见表2，对比关系对如图4 所示。
对以上数据分析可以看出:
①无论是不同用量还是不同温度下，环氧沥青抗拉强度明显高于其他材料( 用量为1. 0kg /m2 时，20℃条件下SBS 沥青与其相当) ;
②SBS 沥青具有一定的抗拉强度，乳化沥青和雨虹防水抗拉拔强度很低;
③是在50℃条件时，环氧沥青抗拉强度的优势更加明显，SBS 改性沥青还有一定的强度，但如乳化沥青和雨虹防水的拉拔强度基本为0。说明环氧沥青在高温条件下，其性能更加突出，在高温条件下抗剪切性能良好的雨虹防水的高温抗拉拔性能也明显低于环氧沥青。
3. 3 复合车辙板力学试验结果分析
成型复合车辙板( 水泥板+ 防水粘结层+ 沥青混凝土) ，选取不同防水粘结材料和不同的铺装材料，在不同温度情况下测试环氧沥青粘结料、SBS 改性沥青、SBS 改性乳化沥青和雨虹防水粘结材料其剪切与拉拔强度，结果见表3，对比关系如图5 和图6所示。
分数据进行可得:
( 1) 在不同的温度和面层材料条件下，环氧沥青的抗剪切性能和抗拉拔性能都明显高于其他材料，表现出了良好的力学性能;
( 2) SBS 沥青在20℃时其抗剪强度和拉拔强度较高，但在50℃时其抗剪强度和拉拔强度接近于0，高温稳定性差，故此材料不宜用于温度条件过高的桥面铺装环境;
( 3) 改性乳化沥青、雨虹防水材料在20℃ 时其抗剪强度和拉拔强度较低，在50℃高温时其抗剪强度和拉拔强度为0，或接近于0，不宜用于桥面铺装;
( 4) 对比分析两种不同面层数据时，当环氧沥青混合料作为面层时，各种材料的剪切拉拔性能稍高于SBS 改性沥青混合料作为面层材料时。这主要是有2个方面原因: ①环氧沥青混凝土强度高，避免了面板表面粘结不牢的颗粒对试验结果产生影响; ②环氧沥青混凝土空隙率小( ≤4%) ，表面粗糙度较低，防水粘结材料与面层的粘结更加牢固。
( 4) 对比分析两种不同面层数据时，当环氧沥青混合料作为面层时，各种材料的剪切拉拔性能稍高于SBS 改性沥青混合料作为面层材料时。这主要是有2个方面原因: ①环氧沥青混凝土强度高，避免了面板表面粘结不牢的颗粒对试验结果产生影响; ②环氧沥青混凝土空隙率小( ≤4%) ，表面粗糙度较低，防水粘结材料与面层的粘结更加牢固。
综合分析，3 种试验方法得出的结论基本一致，都表明环氧沥青防水粘结层具有突出的力学性能。
4 结论
本文对水泥混凝土桥面的防水粘结层材料的技术要求进行了分析和总结，防水粘结材料的粘结强度指标是其根本的性能指标; 通过材料的和复合车辙板的剪切、拉拔试验，分析对比了环氧沥青、SBS 改性沥青、SBS 改性乳化沥青和雨虹防水等常见防水粘结层材料的粘结性能，结果表明在常温( 20℃) 和高温( 50℃) 的条件下，环氧沥青材料都表现出了良好的抗剪切和抗拉拔力学性能，整体上要远优于其他的防水粘结材料，因此推荐环氧沥青作为京石改扩建水泥混凝土桥面铺装防水材料。
