浅谈种植屋面用改性沥青耐根穿刺防水卷材

近年来，被动建筑在我国发展，国家政府也引导绿色建筑，积极推进绿色、低碳、节能环保理念，屋顶防水材料的应用显著增加，但由于国内屋顶防水材料混合，特别是改性沥青防水卷材，不仅影响和干扰被动建筑屋顶系统的发展，而且给业主和总承包商带来了非常糟糕的负面影响。为此，我希望本文能为屋顶系统的种植提供一些建议和参考。

1.种植屋顶采用改性沥青耐根穿刺防水卷材

?1.1产品介绍

20世纪欧洲甚至21世纪初，中国逐渐实施了城市屋顶花园绿化种植屋顶系统，改性沥青防水卷材主要分为三类，即化学耐根穿刺改性沥青防水卷材、复合铜胎基穿刺改性沥青防水卷材和铜胎基穿刺改性沥青防水卷材（不同企业对应的产品名称不同，但可属于上述三种产品）。

?1.1.1种植屋顶采用化学耐根穿刺改性沥青防水卷材

种植屋根穿刺改性沥青防水卷材种植屋顶：以长纤维聚酯纤维毡为卷材胎基，以添加进口化学阻根剂的改性沥青为涂层材料，上表面覆盖聚乙烯膜或矿物颗粒为隔离材料，下表面覆盖聚乙烯膜为隔离材料。相应的产品结构见下图 1和 2。

1 化学耐根穿刺改性沥青防水卷材（PE 类）

2 化学耐根穿刺改性沥青防水卷材种植屋顶（M 类）

?1.1.2种植屋顶采用复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材

种植屋顶采用复合铜胎基穿刺改性沥青防水卷材：以特殊复合铜胎基为卷材胎基，以添加进口化学阻根剂的改性沥青为涂层材料，上表面覆盖聚乙烯薄膜或矿物颗粒为隔离材料，下表面覆盖聚乙烯薄膜为隔离材料。复合铜胎基有两种结构，一种是镀铜毡或薄铜长纤维聚酯胎复合，相应的产品结构见下图 3、 4；另一种是镀铜毡或薄铜板与长纤维聚酯胎复合，相应的产品结构见图 5、图 6。

3 化学耐根穿刺改性沥青防水卷材种植屋顶（PE 类）

4 复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材种植屋面（M 类）

图 5 种植屋面用复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材（PE 类）

6 复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材种植屋面（M 类）

?1.1.3种植屋顶采用铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材

种植屋青防水卷材是以铜箔胎基为卷材胎基，以改性沥青为涂层材料，上表面覆盖聚乙烯膜为隔离材料，下表面覆盖聚乙烯膜为隔离材料。相应的产品结构见下图 7。

?1.2产品构造

7 铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材种植屋顶

?1.3.产品执行标准

耐根穿刺改性沥青防水卷材主要用于种植屋顶SBS 对于改性剂，各种产品的主要物理性能应满足表 1，相应的应用性能应满足表 2，其中 PY 用化学耐根穿刺改性沥青防水卷材代表种植屋顶。PY-Cu 代表复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材，Cu 代表铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材。

表 1 改性沥青耐根穿刺防水卷材主要物理性能

表 2 改性沥青耐根穿刺防水卷材主要用于种植屋面

?1.4产品阻根机制

耐根穿刺改性沥青防水卷材通过外部因素抑制根系向防水层的进一步生长，避免损坏防水层。主要作用机制如下：

(1)控制阻根防水层附近根系对养分/水分的吸收，产生根瘤现象，从而抑制局部根系的进一步生长； (2)控制根系顶部分生组织的生长，防止根系进一步生长到阻根防水层，但根系可以在阻根防水层的一定范围内平行生长或背向阻根防水层，不影响植物的生长； (3)采用高密度增强层作为防水材料的胎体，从而达到阻根进一步穿透防水层的目的。

?1.4.1控制阻根防水层附近根系吸收养分/水分

普通沥青基防水卷材由聚合物改性沥青（聚酯轮胎、玻璃纤维轮胎或复合轮胎）组成。沥青含有植物生长所需的亲和蛋白酶。当植物根系生长接近物质时，根系会主动进入沥青吸收蛋白酶，导致植物根系进入防水层，对防水层造成损伤。

种植屋面用化学耐根穿刺改性沥青防水卷材，主要是在改性沥青涂层中加入可以抑止植物根系生长的化学阻根剂，其环保、安全且通过 FLL 认证。化学阻根剂抑制根系对营养物质的吸收，主要与根系的表面成分——角质有关。化学阻根剂可以促进角质层的生长，但角质层由较外层的蜡质层、蜡质和角质层的中间层组成，以及较内层的角质层。蜡层的主要化学成分是聚合物脂肪酸和高碳一元醇，分子大小的物质，但亲水性很弱。这样，角质层的生长限制了根系对营养物质的吸收和输送，从而抑制根系对防水层的进一步破坏。

上述试验在北京园林研究所进行了专门的对比试验。不添加化学阻根剂的普通改性沥青防水卷材将在三个月内穿透根系，合理添加化学阻根剂的改性沥青卷材可有效抵抗根系损伤，保持阻根和防水效果。

?1.4.2控制根系顶部的分生组织

研究表明，一些重金属离子具有阻碍根尖生长的特性。例如，在园林育苗过程中，铜离子制剂（硫酸铜、碳酸铜）或氟乐农应用于育苗容器内壁，杀死或抑制根的顶部分生组织，实现根的顶部修剪，但不影响侧根的生长；对于软容器，可在育苗床上铺设 1 层含硫酸铜的牛皮纸，或切断主根，促进侧根生长。

在植物生长过程中，根吸收重金属并不全部向上，大部分重金属留在根中，主要与蛋白质结合形成稳定的螯合物滞留在根中，形成根瘤现象，影响根顶分生组织生长，导致生长素等激素减少，抑制根的生长。

种植屋顶采用复合铜轮胎基穿刺改性沥青防水卷材，以复合铜轮胎为改性沥青防水卷材增强层，在铜离子的作用下，抑制防水层附近根系顶部的分生组织，控制根系不再生长到防水层，根系可平行生长或背向防水层，不会对防水卷材造成损坏，也不会影响植物的生长。为了保证复合铜轮胎基穿刺改性沥青防水卷材的实际应用，部分企业将在该产品中添加化学根剂，具有双重根效应。

?1.4.3以高密度金属箔为胎体，防止根系进一步生长

有些植物根具有很强的穿透能力，必须选择高密度的胎体作为增强层。当植物根生长遇到坚固的金属胎体时，它们不能继续通过金属胎体生长，只能转向生长，以实现根阻塞功能。

种植屋顶采用铜胎基穿刺改性沥青防水卷材，以一定厚度的铜箔为胎基，覆盖聚合物改性沥青，制备聚合物改性沥青穿刺防水卷材。致密铜箔胎体，具有防止根进一步生长的性能，加上铜离子的作用，完全具有抑制植物根穿透防水层的功能，为了提高连接部位的可靠性，部分企业也会在改性沥青涂层中添加化学根剂，防止连接部位铜胎基不足，导致根穿过现象。

??2、沥青类种植屋面耐根穿刺防水卷材的选材误区

?2.1种植屋顶采用耐根穿刺自粘沥青防水卷材

近年来，国内企业开始在屋面绿化系统结构中推出种植屋面耐根穿刺自粘改性沥青防水卷材，但结合自粘改性沥青防水卷材的粘结机理和阻根原理分析，该产品存在一定的不合理性，主要原因如下：

(1)自粘改性沥青防水卷材的粘结主要是通过自粘改性沥青的压敏性和蠕变性，保证粘结，防止水通过。此外，建筑结构的混凝土层起着有效的防水作用。所谓压敏性，一般来说是施加外力比较敏感，这是自粘改性沥青变形的前提；所谓蠕变，就是能发生蠕动变形。虽然变形缓慢，但可以有一定的结构适应性。综合压敏性和蠕变性是指自粘改性沥青在外力作用下可以发生变形，以适应外力。如果将自粘改性沥青防水卷材应用于种植屋面系统阻根，当根系较强的生长力挤压自粘改性沥青防水卷材的搭接部位时，由于压敏性和蠕变性，自粘改性沥青会逐渐穿刺。 (2)从改性沥青耐根穿刺卷材的阻根原理分析来看:根系只有遇到阻根剂才会开始抑制生长，但会长一段距离。当种植自粘改性沥青防水卷材时，不仅要具有完全的防水卷材的功能，而且要具有完全低温度。 (2)自粘改性沥青的防水卷材不仅要具有自粘改性防水卷材的功能，而且要具有完全部位。cm 的搭接，但从防水的角度来看，只要有 2cm∽3cm 粘接，甚至水平点粘接，确保连接部分的垂直连续性，可以确保水不能通过，防水效果可以发挥作用，但根的生长不同，根需要遇到根抑制生长，即根遇到根会有一小部分生长，是一个逐渐抑制过程，当局部间隙粘接不足时，根很容易通过间隙继续生长，很容易通过根穿刺。 （3）结合国际应用较早的欧洲市场，在种植屋顶穿刺防水卷材时从不选择自粘改性沥青卷材，与索普瑞玛等国际防水专业人士哥德先生沟通，欧洲种植屋顶改性沥青防水卷材从不选择自粘（中国种植屋顶穿刺防水材料标准没有自粘改性沥青类型）。

?2.2种植屋顶采用铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材

近年来，通过对铜胎基穿刺改性沥青防水卷材的试验生产和施工应用，发现铜胎基穿刺改性沥青防水卷材存在一些缺陷，不适合实际工程，具体原因如下：

(1)用铜胎基穿刺改性沥青防水卷材种植屋的增强轮胎基铜箔具有金属特性， (2)生产加工后表面相对光滑，改性沥青在生产制造过程中难以附着，即使表面处理粗糙，附着力仍小于聚酯轮胎和镀铜毡；加上金属介质的热传导，生产制造的冷却成型会增加困难，影响产品的外观；铜箔轮胎基础之间的更换和拼接也更加困难。如果拼接不好，很容易导致轮胎断裂，因此生产和制造会导致二次产品率的增加。 (3)铜轮胎基耐穿刺改性沥青防水卷材屋面阴阳角、管根等异形部位的施工应用需要不同程度的拼接和折叠。在折叠处，由于铜箔延展性差，局部铜轮胎基础出现小裂缝甚至裂缝，一旦裂缝失去致密阻根的连续性，严重的情况下，铜箔防水卷材屋面的阴阳角、管根等异形部位的施工应用需要不同程度的拼接和折叠。即使铜箔的改性现，也不能也不能。

3. 建议

（1）种植屋面用耐根穿刺自粘改性沥青防水卷材从其粘结机理、阻根机理和实际应用角度存在较多不可靠性，建议不应用于被动式建筑的种植屋面系统中。 （2）种植屋面用铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材因为其生产制造成本高，且难度大，施工应用的隐患大，建议不应用于被动式建筑的种植屋面系统中。 （3）在设计被动式建筑种植屋面系统中，建议考虑两道均采用既可以防水又可以阻根的种植屋面用化学耐根穿刺改性沥青防水卷材，并且两道施工一定要错开搭结缝施工，降低人为施工欠佳的影响，以达到持久有效的阻根效果。 （4）由于目前的种植屋面材料在对含有化学阻根的材料，只能进行定性分析，因其含量小，定量分析还不够精准，故可以考虑选用两层种植屋面用复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材，或者一层种植屋面用化学耐根穿刺改性沥青防水卷材（置于上层）和一层种植屋面用复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材（置于下层）叠加应用，无论哪种方案，上下层的搭结缝均要错开，选取种植屋面用复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材是因为其产品结构中间层有一层镀铜毡或者薄铜箔可以从产品断面结构中看出，可以视觉判定真伪，提升材料的真实可靠性。