CN101234876A - 抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法。抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：1)高韧高强轻集料混凝土和玄武岩裸石面层水泥浆体的制备：a.制备高韧高强轻集料混凝土；b.制备玄武岩裸石面层水泥浆；2)钢箱梁桥面预处理；3)剪力件的焊接：按剪力件之间相互间距为(30～60)cm×(30～60)cm逐根在钢箱梁桥面上焊接剪力件，剪力件为栓钉；4)钢筋网的绑扎；5)高韧高强轻集料混凝土层的铺装：高韧高强轻集料混凝土层的厚度为50～80cm；6)玄武岩裸石面层的铺装；然后养护即可。该方法制备的桥面铺装层能有效预防钢箱梁的病害发生，延长桥面寿命，同时具有抗滑、耐磨和降噪的功能，路用性能优良。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法。
背景技术
钢箱梁桥具有自重轻、经济、架设方便等显著优势，尤其适用于大跨径桥型，国内外应用广泛。随着我国交通事业的快速发展，大跨径桥梁建设越来越多，而大跨径钢箱梁桥面的铺装问题一直是桥梁建设中的技术难点与研究热点，目前，大跨径钢箱梁桥桥面铺装普遍采用沥青混凝土。桥面铺装沥青混凝土耐高温性能一般较差，钢结构属于热的良导体，夏季高温时钢板表面温度通常高达70℃以上，在行车荷载与高温的耦合作用下钢板与沥青混凝土之间的界面极容易发生推移；同时，沥青混凝土具有一定的空隙，雨水易透过沥青面层渗至钢板表面，在水与空气的共同作用下，钢板表面的防水粘结层易遭受破坏，进而降低钢板与沥青混凝土之间的界面粘结强度。因此，国内外几乎所有的钢箱梁桥桥面铺装层不到设计年限内就出现不同程度的推移、拢包以及车辙等病害，甚至有些桥梁在通车不到1年内就出现上述病害。加之我国气候条件南北差异大、汽车超载现象普遍较严重，钢箱梁桥面沥青混凝土层早期破坏现象更为突出。为此桥梁管理部门不得不花费大量的人力物力进行维修，不仅影响了交通的通畅性和舒适性，还造成不良的社会影响。因此，钢桥面铺装一直成为制约该种桥型应用和发展的瓶颈，是一个世界性的难题，同时也是土木工程界研究的热点和重点。
国内近年趋向的铺装方法是用环氧沥青进行钢桥面铺装，此种方法虽然在国内少数桥梁上进行了应用，但尚未经受各种气候条件的严格考验，且此种铺装方法造价很高，原料和设备要求高，均需从国外进口，拌合施工温度范围窄(摊铺温度范围120℃～145℃)，极易造成废料。环氧沥青混凝土路面的抗滑、降噪效果不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，该方法制备的桥面铺装层能有效预防钢箱梁的病害发生，延长桥面寿命，同时路用性能优良。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)高韧高强轻集料混凝土和玄武岩裸石面层水泥浆体的制备：
a.制备高韧高强轻集料混凝土：
①轻集料的增韧预处理：将轻集料置入密封容器中，用真空泵抽真空至负压0.05～0.10MPa，然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为20～60％(质量)，保持稳定的负压条件下静置0.5～3h，将静置后的轻集料捞取在相对湿度60±5％，温度25±2℃条件下养护1～3天，得增韧预处理轻集料；
②原料的选取：按质量比为：水∶增韧预处理轻集料∶水泥∶细集料∶粉煤灰＝1∶3.00～3.50∶2.90～3.50∶3.80～3.95∶0.15～0.40选取水、增韧预处理轻集料、水泥、细集料和粉煤灰，聚羧酸减水剂按胶凝材料质量用量的0.8～1.65％(质量)选取，有机仿钢丝纤维按每立方米高韧高强轻集料混凝土掺入有机仿钢丝纤维2.5～9kg选取，水溶性聚合物按胶凝材料用量的10～20％(质量)；所述的胶凝材料为水泥和粉煤灰；
③首先加入增韧预处理轻集料、细集料、水泥、粉煤灰、聚羧酸减水剂和水溶性聚合物，然后加入有机仿钢丝纤维，干拌30～60s，然后再加水搅拌1～3min，得高韧高强轻集料混凝土；
b.制备玄武岩裸石面层水泥浆体：按质量比为：水∶水泥∶硅灰∶膨胀剂＝1∶2.5～3.0∶0.35～0.8∶0.27～0.4选取水、水泥、硅灰和膨胀剂，混合搅拌1～3min，得玄武岩裸石面层水泥浆体；
2)钢箱梁桥面预处理：a.钢箱梁桥面喷砂除锈；b.钢箱梁桥面喷涂防锈漆和粘结层；
3)剪力件的焊接：按剪力件之间相互间距为(30～60)cm×(30～60)cm逐根在钢箱梁桥面上焊接剪力件，剪力件为栓钉；
4)钢筋网的绑扎：按网孔规格为(80-120)mm×(80-120)mm由钢筋焊接成钢筋网，将钢筋网通过钢丝绑在剪力件上，钢筋网离钢箱梁桥面的高度为高韧高强轻集料混凝土层厚度的40％-50％；
5)高韧高强轻集料混凝土层的铺装：在钢箱梁桥面上铺装一层高韧高强轻集料混凝土，摊铺温度范围0℃～35℃，混凝土厚度高出剪力件顶端1～2cm；高韧高强轻集料混凝土层的厚度为50～80cm；
6)玄武岩裸石面层的铺装：把制备好的玄武岩裸石面层水泥浆体摊铺在高韧高强轻集料混凝土层上面，摊铺温度范围0℃～35℃，水泥浆体厚度为5～10mm，在表面撒布一层粒径为9～13mm的玄武岩碎石，撒布量为3.0～4.0kg/m2，用平板将玄武岩碎石压入水泥浆体中，使玄武岩碎石的1/4～1/3裸露在外，得玄武岩裸石面层；然后养护即可。
步骤1)所述的轻集料为：粒径5～16cm、表观密度1200～1500kg/m3，堆积密度700～1100kg/m3，筒压强度≥6.5Mpa的粘土陶粒或破碎页岩陶粒或粉煤灰陶粒。
步骤1)所述的水泥为42.5#或52.5#普通硅酸盐水泥。
步骤1)所述的细集料为河砂，细度模数为2.6～2.8。
步骤1)所述的粉煤灰为II级粉煤灰，需水量≤105％(质量)。
步骤1)所述的聚羧酸减水剂，减水率为20～40％。
步骤1)所述的有机仿钢丝纤维为：直径为0.5～1.0mm，长度为30～50mm，断裂强度＞410MPa。
步骤1)所述的水溶性聚合物为：改型聚丙烯酸类聚合物乳液或改性聚乙烯醇类聚合物乳液，固含量为55％～65％。
步骤1)所述的硅灰为比表面积大于或等于20000m2/kg。
步骤1)所述的膨胀剂为：UEA系列膨胀剂，14d限制膨胀率：0.03～0.05％；90d限制膨胀率0.02～0.04％并开始稳定。
所述的玄武岩碎石的粒径为9～13mm，压碎值＜18％。
本发明以剪力件(栓钉)-钢筋网-高韧高强轻集料混凝土为下面层，以在高强高粘结水泥浆(玄武岩裸石面层水泥浆体)上撒布玄武岩裸石的裸石混凝土为面层的钢箱梁桥面铺装，高韧高强轻集料混凝土具有自重轻、韧性高、抗变形性能好、弹性模量低、抗渗性好、保温和隔热等特点，能有效解决传统钢桥面沥青混凝土铺装层的开裂、推移、拥抱和防水等病害，能有效预防钢箱梁的病害发生，延长桥面寿命；在钢箱梁桥面上设置栓钉使钢板与铺装层结合更牢固，提高路用性能；同时，在高韧高强轻集料混凝土层上铺装玄武岩裸石面层，水泥浆体的耐磨性能好、强度高，且有耐磨性优良的玄武岩碎石，大大提高了路面的抗滑性能，使整个路面具有抗滑、耐磨、噪音小的良好路用性能。
附图说明
图1是本发明的抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的结构示意图；
图2是本发明的剪力件的结构示意图；
图中：1-钢箱梁桥的钢板(钢箱梁桥面)，2-剪力件，3-钢筋网，4-高韧高强轻集料混凝土层，5-玄武岩裸石面层，6-槽口。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，它包括如下步骤：
原材料准备：
轻集料为：粒径5～16cm、表观密度1200～1500kg/m3，堆积密度700～1100kg/m3，筒压强度≥6.5Mpa的粘土陶粒。
水泥为42.5#普通硅酸盐水泥。
细集料为河砂，细度模数为2.6～2.8。
粉煤灰为II级粉煤灰，需水量≤105％(质量)。
聚羧酸减水剂(如：武汉浩源化学建材有限公司生产的PC100聚羧酸减水剂)，减水率为20～40％。
步骤1)所述的有机仿钢丝纤维为：直径为0.5mm，长度为30～50mm，断裂强度＞410MPa。
步骤1)所述的水溶性聚合物为：改型聚丙烯酸类聚合物乳液(如山东泰和水处理有限公司)，固含量为55％～65％。
硅灰的比表面积为20000～30000m2/kg。
膨胀剂为：UEA系列膨胀剂(如：武汉浩源化学建材有限公司生产的UEA系列膨胀剂)，14d限制膨胀率：0.03～0.05％；90d限制膨胀率0.02～0.04％并开始稳定。
玄武岩碎石的粒径为9～13mm，压碎值＜18％。
1)高韧高强轻集料混凝土和玄武岩裸石面层水泥浆体的制备：
a.制备高韧高强轻集料混凝土：①轻集料的增韧预处理：将轻集料置入密封容器中，用真空泵抽真空至负压0.05～0.10MPa，然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为20～60％(质量)，保持稳定的负压条件下静置0.5～3h，将静置后的轻集料捞取在相对湿度60±5％，温度25±2℃条件下养护1～3天，得增韧预处理轻集料；
②制备高韧高强轻集料混凝土：高韧高强轻集料混凝土由水、增韧预处理轻集料、水泥、细集料、粉煤灰、聚羧酸减水剂、有机仿钢丝纤维和水溶性聚合物组成，其配比见表1；
表1(高韧高强轻集料混凝土的配比)，
| 水 | 水泥 | 粉煤灰 | 增韧预处理轻集料 | 水溶性聚合物(胶凝材料质量用量％) | 聚羧酸高效减水剂(胶凝材料质量用量％) |
| 1 | 2.95 | 0.20 | 3.10 | 20 | 0.8 |
表1中，水、增韧预处理轻集料、水泥、细集料、粉煤灰的单位为kg/m3；有机仿钢丝纤维的掺量为8kg/m3(按每立方米高韧高强轻集料混凝土掺入有机仿钢丝纤维8kg)；所述的胶凝材料为水泥和粉煤灰；
首先加入增韧预处理轻集料、细集料、水泥、粉煤灰、聚羧酸减水剂和水溶性聚合物，然后加入有机仿钢丝纤维，干拌60s(秒)，然后再加水搅拌1～3min(这样有机仿钢丝纤维不易团聚，容易均匀分散)，得高韧高强轻集料混凝土(强度为61.8MPa，断裂韧性指数η30为28)。
b.制备玄武岩裸石面层水泥浆体：玄武岩裸石面层水泥浆体由水、水泥、硅灰和膨胀剂组成，其配比见表2；
表2(玄武岩裸石面层水泥浆体的配比)
| 水 | 水泥 | 硅灰 | 膨胀剂 |
| 1 | 2.8 | 0.5 | 0.3 |
表2中水、水泥、硅灰和膨胀剂的单位为kg/m3；
将上述组份混合搅拌1～3min，得玄武岩裸石面层水泥浆体；
2)钢箱梁桥面预处理：
a.钢箱梁桥面喷砂除锈：首先检查钢箱梁桥面外观，如有焊渣、飞溅物和毛刺等，应通过打磨消除；其次要将喷砂除锈的钢箱梁桥面进行预清洁处理，用高压水枪或表面清洁剂进行表面清洁，清除钢箱梁桥面由于一道工序后造成的尘垢、油和油脂等污染；最后，待钢箱梁桥面(钢板表面)干燥后，开始喷砂除锈，作业温度严格控制高于露点3℃，相对湿度≤81％，如遇下雨或下雪等气候，应严禁除锈作业；
b.钢箱梁桥面喷涂防锈漆和粘结层：为了防止钢箱梁桥面被二次污染，应在喷砂除锈4小时后完成富锌底漆的喷涂；防护钢箱梁桥面与铺装层良好的结合是通过防水粘结层来实现的，它是在做好防锈涂装的钢箱梁桥面上喷洒粘结剂；
3)剪力件的焊接：采用挂线布点法在钢箱梁桥面设置焊接点，用打磨机将焊点打磨露出金属光泽，按剪力件之间相互间距为40cm×40cm逐根在钢箱梁桥面上焊接剪力件，剪力件2为栓钉(如图1、图2所示)；焊机自动控制焊接参数，陶质瓷环辅助成型；熔深根据钢箱梁顶板的厚度设定，通过调整电流及焊接时间来确定熔深宜控制在2～3mm；
4)钢筋网的绑扎：按网孔规格为100mm×100mm由钢筋焊接成钢筋网3，钢筋网的钢筋直径根据高韧高强轻集料混凝土层的厚度选定，钢筋网的钢筋直径与高韧高强轻集料混凝土层的厚度成正比；钢筋网的材质LL550级冷轧带肋钢筋；将钢筋网通过钢丝绑在剪力件上(栓钉2的柱身的槽口6处)，钢筋网离钢箱梁桥面的高度h1为高韧高强轻集料混凝土层厚度的45％，使钢筋网在高韧高强轻集料混凝土层的受拉区，提高混凝土的抗拉强度和抗裂性能；
5)高韧高强轻集料混凝土层的铺装：在钢箱梁桥面上铺装一层高韧高强轻集料混凝土，摊铺温度范围0℃～35℃，混凝土厚度高出剪力件顶端1cm(图1中的h2)；高韧高强轻集料混凝土层4的厚度(图1中的h3)为60cm；
6)玄武岩裸石面层的铺装：把制备好的玄武岩裸石面层水泥浆体摊铺在高韧高强轻集料混凝土层上面，摊铺温度范围0℃～35℃，水泥浆体厚度为8mm，在表面撒布一层粒径为10mm的玄武岩碎石，撒布量为4.0kg/m2，用平板将玄武岩碎石压入水泥浆体中，使玄武岩碎石的1/4～1/3裸露在外，得玄武岩裸石面层5；然后养护即可。
实施例2：
抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，它包括如下步骤：
原材料准备：
轻集料为：粒径5～16cm、表观密度1200～1500kg/m3，堆积密度700～1100kg/m3，筒压强度≥6.5Mpa的破碎页岩陶粒。
水泥为42.5#普通硅酸盐水泥。
细集料为河砂，细度模数为2.6～2.8。
粉煤灰为II级粉煤灰，需水量≤105％(质量)。
聚羧酸减水剂(如：武汉浩源化学建材有限公司生产的PC100聚羧酸减水剂)，减水率为20～40％。
有机仿钢丝纤维为：直径为1.0mm，长度为30～50mm，断裂强度＞410MPa。
水溶性聚合物为：改型聚丙烯酸类聚合物乳液(如山东泰和水处理有限公司)，固含量为55％～65％。
硅灰为比表面积为20000～30000m2/kg。
膨胀剂为：UEA系列膨胀剂(如：武汉浩源化学建材有限公司生产的UEA系列膨胀剂)，14d限制膨胀率：0.03～0.05％；90d限制膨胀率0.02～0.04％并开始稳定。
玄武岩碎石的粒径为9～13mm，压碎值＜18％。
1)高韧高强轻集料混凝土和玄武岩裸石面层水泥浆体的制备：
a.制备高韧高强轻集料混凝土：①轻集料的增韧预处理：将轻集料置入密封容器中，用真空泵抽真空至负压0.05～0.10MPa，然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为20～60％(质量)，保持稳定的负压条件下静置0.5～3h，将静置后的轻集料捞取在相对湿度60±5％，温度25±2℃条件下养护1～3天，得增韧预处理轻集料；
②制备高韧高强轻集料混凝土：高韧高强轻集料混凝土由水、增韧预处理轻集料、水泥、细集料、粉煤灰、聚羧酸减水剂、有机仿钢丝纤维和水溶性聚合物组成，其配比见表3；
表3(高韧高强轻集料混凝土的配比)，
| 水 | 水泥 | 粉煤灰 | 增韧预处理轻集料 | 水溶性聚合物(胶凝材料质量用量％) | 聚羧酸高效减水剂(胶凝材料质量用量％) |
| 1 | 3.10 | 0.20 | 3.10 | 20 | 1.0 |
表3中，水、增韧预处理轻集料(即预处理后的轻集料)、水泥、细集料、粉煤灰的单位为kg/m3；有机仿钢丝纤维的掺量为9kg/m3(按每立方米高韧高强轻集料混凝土掺入有机仿钢丝纤维9kg)；所述的胶凝材料为水泥和粉煤灰；
首先加入增韧预处理轻集料、细集料、水泥、粉煤灰、聚羧酸减水剂和水溶性聚合物，然后加入有机仿钢丝纤维，干拌60s，然后再加水搅拌1～3min(这样有机仿钢丝纤维不易团聚，容易均匀分散)，得高韧高强轻集料混凝土(强度为63.5MPa，断裂韧性指数η30为29的高强高韧性轻集料混凝土)；
b.制备玄武岩裸石面层水泥浆体：玄武岩裸石面层水泥浆体由水、水泥、硅灰和膨胀剂组成，其配比见表4；
表4(玄武岩裸石面层水泥浆体的配比)
| 水 | 水泥 | 硅灰 | 膨胀剂 |
| 1 | 2.7 | 0.55 | 0.35 |
表4中水、水泥、硅灰和膨胀剂的单位为kg/m3；
将上述组份混合搅拌1～3min，得玄武岩裸石面层水泥浆体；
2)钢箱梁桥面预处理：
a.钢箱梁桥面喷砂除锈：首先检查钢箱梁桥面外观，如有焊渣、飞溅物和毛刺等，应通过打磨消除；其次要将喷砂除锈的钢箱梁桥面进行预清洁处理，用高压水枪或表面清洁剂进行表面清洁，清除钢箱梁桥面由于一道工序后造成的尘垢、油和油脂等污染；最后，待钢箱梁桥面(钢板表面)干燥后，开始喷砂除锈，作业温度严格控制高于露点3℃，相对湿度≤81％，如遇下雨或下雪等气候，应严禁除锈作业；
b.钢箱梁桥面喷涂防锈漆和粘结层：为了防止钢箱梁桥面被二次污染，应在喷砂除锈4小时后完成富锌底漆的喷涂；防护钢箱梁桥面与铺装层良好的结合是通过防水粘结层来实现的，它是在做好防锈涂装的钢箱梁桥面上喷洒粘结剂；
3)剪力件的焊接：采用挂线布点法在钢箱梁桥面设置焊接点，用打磨机将焊点打磨露出金属光泽，按剪力件之间相互间距为40cm×40cm逐根在钢箱梁桥面上焊接剪力件，剪力件为栓钉；焊机自动控制焊接参数，陶质瓷环辅助成型；熔深根据钢箱梁顶板的厚度设定，通过调整电流及焊接时间来确定熔深宜控制在2～3mm；
4)钢筋网的绑扎：按网孔规格为100mm×100mm由钢筋焊接成钢筋网，钢筋网的钢筋直径根据高韧高强轻集料混凝土层的厚度选定，钢筋网的钢筋直径与高韧高强轻集料混凝土层的厚度成正比；钢筋网的材质LL550级冷轧带肋钢筋；将钢筋网通过钢丝绑在剪力件上(栓钉2的柱身的槽口6处)，钢筋网离钢箱梁桥面的高度h1为高韧高强轻集料混凝土层厚度的50％，使钢筋网在高韧高强轻集料混凝土层的受拉区，提高混凝土的抗拉强度和抗裂性能；
5)高韧高强轻集料混凝土层的铺装：在钢箱梁桥面上铺装一层高韧高强轻集料混凝土，摊铺温度范围0℃～35℃，混凝土厚度高出剪力件顶端1.5cm(图1中的h2)；高韧高强轻集料混凝土层的厚度(图1中的h3)为70cm；
6)玄武岩裸石面层的铺装：把制备好的玄武岩裸石面层水泥浆体摊铺在高韧高强轻集料混凝土层上面，摊铺温度范围0℃～35℃，水泥浆体厚度为9mm，在表面撒布一层粒径为9～13mm的玄武岩碎石，撒布量为4.0kg/m2，用平板将玄武岩碎石压入水泥浆体中，使玄武岩碎石的1/4～1/3裸露在外，得玄武岩裸石面层；然后养护即可。
实施例3：
抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，它包括如下步骤：
原材料准备：
轻集料为：粒径5～16cm、表观密度1200～1500kg/m3，堆积密度700～1100kg/m3，筒压强度≥6.5Mpa的粉煤灰陶粒。
水泥为52.5#普通硅酸盐水泥。
细集料为河砂，细度模数为2.6～2.8。
粉煤灰为II级粉煤灰，需水量≤105％(质量)。
聚羧酸减水剂(如：武汉浩源化学建材有限公司生产的PC100聚羧酸减水剂)，减水率为20～40％。
有机仿钢丝纤维为：直径为0.5～1.0mm，长度为30～50mm，断裂强度＞410MPa。
水溶性聚合物为：改型聚丙烯酸类聚合物乳液(如山东泰和水处理有限公司)，固含量为55％～65％。
硅灰为比表面积为20000～30000m2/kg。
膨胀剂为：UEA系列膨胀剂(如：武汉浩源化学建材有限公司生产的UEA系列膨胀剂)，14d限制膨胀率：0.03～0.05％；90d限制膨胀率0.02～0.04％并开始稳定。
玄武岩碎石的粒径为9～13mm，压碎值＜18％。
1)高韧高强轻集料混凝土和玄武岩裸石面层水泥浆体的制备：
a.制备高韧高强轻集料混凝土：①轻集料的增韧预处理：将轻集料置入密封容器中，用真空泵抽真空至负压0.05～0.10MPa，然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为20～60％(质量)，保持稳定的负压条件下静置0.5～3h，将静置后的轻集料捞取在相对湿度60±5％，温度25±2℃条件下养护1～3天，得增韧预处理轻集料；
②制备高韧高强轻集料混凝土：高韧高强轻集料混凝土由水、增韧预处理轻集料、水泥、细集料、粉煤灰、聚羧酸减水剂、有机仿钢丝纤维和水溶性聚合物组成，其配比见表5；
表5(高韧高强轻集料混凝土的配比)，
| 水 | 水泥 | 粉煤灰 | 增韧预处理轻集料 | 水溶性聚合物(胶凝材料质量用量％) | 聚羧酸高效减水剂(胶凝材料质量用量％) |
| 1 | 3.15 | 0.20 | 3.10 | 20 | 1.0 |
表5中，水、增韧预处理轻集料、水泥、细集料、粉煤灰的单位为kg/m3；有机仿钢丝纤维的掺量为9kg/m3(按每立方米高韧高强轻集料混凝土掺入有机仿钢丝纤维9kg)；所述的胶凝材料为水泥和粉煤灰；
首先加入增韧预处理轻集料、细集料、水泥、粉煤灰、聚羧酸减水剂和水溶性聚合物，然后加入有机仿钢丝纤维，干拌60s，然后再加水搅拌1～3min(这样有机仿钢丝纤维不易团聚，容易均匀分散)，得高韧高强轻集料混凝土(强度为63.5MPa，断裂韧性指数η30为29)；
b.制备玄武岩裸石面层水泥浆体：玄武岩裸石面层水泥浆体由水、水泥、硅灰和膨胀剂组成，其配比见表6；
表6(玄武岩裸石面层水泥浆体的配比)
| 水 | 水泥 | 硅灰 | 膨胀剂 |
| 1 | 2.8 | 0.55 | 0.35 |
表6中水、水泥、硅灰和膨胀剂的单位为kg/m3；
将上述组份混合搅拌1～3min，得玄武岩裸石面层水泥浆体；
2)钢箱梁桥面预处理：
a.钢箱梁桥面喷砂除锈：首先检查钢箱梁桥面外观，如有焊渣、飞溅物和毛刺等，应通过打磨消除；其次要将喷砂除锈的钢箱梁桥面进行预清洁处理，用高压水枪或表面清洁剂进行表面清洁，清除钢箱梁桥面由于一道工序后造成的尘垢、油和油脂等污染；最后，待钢箱梁桥面(钢板表面)干燥后，开始喷砂除锈，作业温度严格控制高于露点3℃，相对湿度≤81％，如遇下雨或下雪等气候，应严禁除锈作业；
b.钢箱梁桥面喷涂防锈漆和粘结层：为了防止钢箱梁桥面被二次污染，应在喷砂除锈4小时后完成富锌底漆的喷涂；防护钢箱梁桥面与铺装层良好的结合是通过防水粘结层来实现的，它是在做好防锈涂装的钢箱梁桥面上喷洒粘结剂；
3)剪力件的焊接：采用挂线布点法在钢箱梁桥面设置焊接点，用打磨机将焊点打磨露出金属光泽，按剪力件之间相互间距为40cm×40cm逐根在钢箱梁桥面上焊接剪力件，剪力件为栓钉；焊机自动控制焊接参数，陶质瓷环辅助成型；熔深根据钢箱梁顶板的厚度设定，通过调整电流及焊接时间来确定熔深宜控制在2～3mm；
4)钢筋网的绑扎：按网孔规格为100mm×100mm由钢筋焊接成钢筋网，钢筋网的钢筋直径根据高韧高强轻集料混凝土层的厚度选定，钢筋网的钢筋直径与高韧高强轻集料混凝土层的厚度成正比；钢筋网的材质LL550级冷轧带肋钢筋；将钢筋网通过钢丝绑在剪力件上(栓钉2的柱身的槽口6处)，钢筋网离钢箱梁桥面的高度h1为高韧高强轻集料混凝土层厚度的50％，使钢筋网在高韧高强轻集料混凝土层的受拉区，提高混凝土的抗拉强度和抗裂性能；
5)高韧高强轻集料混凝土层的铺装：在钢箱梁桥面上铺装一层高韧高强轻集料混凝土，摊铺温度范围0℃～35℃，混凝土厚度高出剪力件顶端1.5cm(图1中的h2)；高韧高强轻集料混凝土层的厚度(图1中的h3)为60cm；
6)玄武岩裸石面层的铺装：把制备好的玄武岩裸石面层水泥浆体摊铺在高韧高强轻集料混凝土层上面，摊铺温度范围0℃～35℃，水泥浆体厚度为7mm，在表面撒布一层粒径为9～13mm的玄武岩碎石，撒布量为3.5kg/m2，用平板将玄武岩碎石压入水泥浆体中，使玄武岩碎石的1/4～1/3裸露在外，得玄武岩裸石面层；然后养护即可。
实施例4：
抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，它包括如下步骤：
原材料准备：
轻集料为：粒径5cm、表观密度1200kg/m3，堆积密度700kg/m3，筒压强度≥6.5Mpa的粘土陶粒。
水泥为42.5#普通硅酸盐水泥。
细集料为河砂，细度模数为2.6。
粉煤灰为II级粉煤灰，需水量≤105％(质量)。
聚羧酸减水剂(如：武汉浩源化学建材有限公司生产的PC100聚羧酸减水剂)，减水率为20～40％。
有机仿钢丝纤维为：直径为0.5mm，长度为30mm，断裂强度＞410MPa。
水溶性聚合物为：改型聚丙烯酸类聚合物乳液(如山东泰和水处理有限公司)，固含量为55％～65％。
硅灰为比表面积为20000m2/kg。
膨胀剂为：UEA系列膨胀剂(如：武汉浩源化学建材有限公司生产的UEA系列膨胀剂)，14d限制膨胀率：0.03～0.05％；90d限制膨胀率0.02～0.04％并开始稳定。
玄武岩碎石的粒径为9mm，压碎值＜18％。
1)高韧高强轻集料混凝土和玄武岩裸石面层水泥浆体的制备：
a.制备高韧高强轻集料混凝土：①轻集料的增韧预处理：将轻集料置入密封容器中，用真空泵抽真空至负压0.05～0.10MPa，然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为20～60％(质量)，保持稳定的负压条件下静置0.5～3h，将静置后的轻集料捞取在相对湿度60±5％，温度25±2℃条件下养护1～3天，得增韧预处理轻集料；
②原料的选取：按质量比为：水∶增韧预处理轻集料∶水泥∶细集料∶粉煤灰＝1∶3.00∶2.90∶3.80∶0.15选取水、增韧预处理轻集料、水泥、细集料和粉煤灰，聚羧酸减水剂按胶凝材料用量的0.8％(质量)选取，有机仿钢丝纤维按每立方米高韧高强轻集料混凝土掺入有机仿钢丝纤维2.5kg(2.5kg/m3)选取，水溶性聚合物按胶凝材料用量的10％(质量)；所述的胶凝材料为水泥和粉煤灰；
③首先加入增韧预处理轻集料、细集料、水泥、粉煤灰、聚羧酸减水剂和水溶性聚合物，然后加入有机仿钢丝纤维，干拌30s，然后再加水搅拌1～3min(这样有机仿钢丝纤维不易团聚，容易均匀分散)，得高韧高强轻集料混凝土；
b.制备玄武岩裸石面层水泥浆体：按质量比为：水∶水泥∶硅灰∶膨胀剂＝1∶2.5∶0.35∶0.27选取水、水泥、硅灰和膨胀剂，混合搅拌1～3min，得玄武岩裸石面层水泥浆体；
2)钢箱梁桥面预处理：
a.钢箱梁桥面喷砂除锈：首先检查钢箱梁桥面外观，如有焊渣、飞溅物和毛刺等，应通过打磨消除；其次要将喷砂除锈的钢箱梁桥面进行预清洁处理，用高压水枪或表面清洁剂进行表面清洁，清除钢箱梁桥面由于一道工序后造成的尘垢、油和油脂等污染；最后，待钢箱梁桥面(钢板表面)干燥后，开始喷砂除锈，作业温度严格控制高于露点3℃，相对湿度≤81％，如遇下雨或下雪等气候，应严禁除锈作业；
b.钢箱梁桥面喷涂防锈漆和粘结层：为了防止钢箱梁桥面被二次污染，应在喷砂除锈4小时后完成富锌底漆的喷涂；防护钢箱梁桥面与铺装层良好的结合是通过防水粘结层来实现的，它是在做好防锈涂装的钢箱梁桥面上喷洒粘结剂；
3)剪力件的焊接：采用挂线布点法在钢箱梁桥面设置焊接点，用打磨机将焊点打磨露出金属光泽，按剪力件之间相互间距为30cm×30cm逐根在钢箱梁桥面上焊接剪力件，剪力件为栓钉；焊机自动控制焊接参数，陶质瓷环辅助成型；熔深根据钢箱梁顶板的厚度设定，通过调整电流及焊接时间来确定熔深宜控制在2mm；
4)钢筋网的绑扎：按网孔规格为80mm×80mm由钢筋焊接成钢筋网，钢筋网的钢筋直径根据高韧高强轻集料混凝土层的厚度选定，钢筋网的钢筋直径与高韧高强轻集料混凝土层的厚度成正比；钢筋网的材质LL550级冷轧带肋钢筋；将钢筋网通过钢丝绑在剪力件上(栓钉2的柱身的槽口6处)，钢筋网离钢箱梁桥面的高度h1为高韧高强轻集料混凝土层厚度的40％，使钢筋网在高韧高强轻集料混凝土层的受拉区，提高混凝土的抗拉强度和抗裂性能；
5)高韧高强轻集料混凝土层的铺装：在钢箱梁桥面上铺装一层高韧高强轻集料混凝土，摊铺温度范围0℃～35℃，混凝土厚度高出剪力件顶端1cm(图1中的h2)；高韧高强轻集料混凝土层的厚度(图1中的h3)为50cm；
6)玄武岩裸石面层的铺装：把制备好的玄武岩裸石面层水泥浆体摊铺在高韧高强轻集料混凝土层上面，摊铺温度范围0℃～35℃，水泥浆体厚度为5mm，在表面撒布一层粒径为9mm的玄武岩碎石，撒布量为3.0kg/m2，用平板将玄武岩碎石压入水泥浆体中，使玄武岩碎石的1/4裸露在外，得玄武岩裸石面层；然后养护即可。
实施例5：
抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，它包括如下步骤：
原材料准备：
轻集料为：粒径16cm、表观密度1500kg/m3，堆积密度1100kg/m3，筒压强度≥6.5Mpa的破碎页岩陶粒。
水泥为52.5#普通硅酸盐水泥。
细集料为河砂，细度模数为2.8。
粉煤灰为II级粉煤灰，需水量≤105％(质量)。
聚羧酸减水剂(如：武汉浩源化学建材有限公司生产的PC100聚羧酸减水剂)，减水率为20～40％。
有机仿钢丝纤维为：直径为1.0mm，长度为50mm，断裂强度＞410MPa。
水溶性聚合物为：改型聚丙烯酸类聚合物乳液(如山东泰和水处理有限公司)，固含量为55％～65％。
硅灰为比表面积为30000m2/kg。
膨胀剂为：UEA系列膨胀剂(如：武汉浩源化学建材有限公司生产的UEA系列膨胀剂)，14d限制膨胀率：0.03～0.05％；90d限制膨胀率0.02～0.04％并开始稳定。
玄武岩碎石的粒径为13mm，压碎值＜18％。
1)高韧高强轻集料混凝土和玄武岩裸石面层水泥浆体的制备：
a.制备高韧高强轻集料混凝土：①轻集料的增韧预处理：将轻集料置入密封容器中，用真空泵抽真空至负压0.05～0.10MPa，然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为20～60％(质量)，保持稳定的负压条件下静置0.5～3h，将静置后的轻集料捞取在相对湿度60±5％，温度25±2℃条件下养护1～3天，得增韧预处理轻集料；
②原料的选取：按质量比为：水∶增韧预处理轻集料∶水泥∶细集料∶粉煤灰＝1∶3.50∶3.50∶3.95∶0.40选取水、增韧预处理轻集料、水泥、细集料和粉煤灰，聚羧酸减水剂按胶凝材料用量的1.65％(质量)选取，有机仿钢丝纤维按每立方米高韧高强轻集料混凝土掺入有机仿钢丝纤维9kg(9kg/m3)选取，水溶性聚合物按胶凝材料用量的20％(质量)；所述的胶凝材料为水泥和粉煤灰；
③首先加入增韧预处理轻集料、细集料、水泥、粉煤灰、聚羧酸减水剂和水溶性聚合物，然后加入有机仿钢丝纤维，干拌60s，然后再加水搅拌1～3min(这样有机仿钢丝纤维不易团聚，容易均匀分散)，得高韧高强轻集料混凝土；
b.制备玄武岩裸石面层水泥浆体：按质量比为：水∶水泥∶硅灰∶膨胀剂＝1∶3.0∶0.8∶0.4选取水、水泥、硅灰和膨胀剂，混合搅拌1～3min，得玄武岩裸石面层水泥浆体；
2)钢箱梁桥面预处理：
a.钢箱梁桥面喷砂除锈：首先检查钢箱梁桥面外观，如有焊渣、飞溅物和毛刺等，应通过打磨消除；其次要将喷砂除锈的钢箱梁桥面进行预清洁处理，用高压水枪或表面清洁剂进行表面清洁，清除钢箱梁桥面由于一道工序后造成的尘垢、油和油脂等污染；最后，待钢箱梁桥面(钢板表面)干燥后，开始喷砂除锈，作业温度严格控制高于露点3℃，相对湿度≤81％，如遇下雨或下雪等气候，应严禁除锈作业；
b.钢箱梁桥面喷涂防锈漆和粘结层：为了防止钢箱梁桥面被二次污染，应在喷砂除锈4小时后完成富锌底漆的喷涂；防护钢箱梁桥面与铺装层良好的结合是通过防水粘结层来实现的，它是在做好防锈涂装的钢箱梁桥面上喷洒粘结剂；
3)剪力件的焊接：采用挂线布点法在钢箱梁桥面设置焊接点，用打磨机将焊点打磨露出金属光泽，按剪力件之间相互间距为60cm×60cm逐根在钢箱梁桥面上焊接剪力件，剪力件为栓钉；焊机自动控制焊接参数，陶质瓷环辅助成型；熔深根据钢箱梁顶板的厚度设定，通过调整电流及焊接时间来确定熔深宜控制在3mm；
4)钢筋网的绑扎：按网孔规格为120mm×120mm由钢筋焊接成钢筋网，钢筋网的钢筋直径根据高韧高强轻集料混凝土层的厚度选定，钢筋网的钢筋直径与高韧高强轻集料混凝土层的厚度成正比；钢筋网的材质LL550级冷轧带肋钢筋；将钢筋网通过钢丝绑在剪力件上(栓钉2的柱身的槽口6处)，钢筋网离钢箱梁桥面的高度h1为高韧高强轻集料混凝土层厚度的50％，使钢筋网在高韧高强轻集料混凝土层的受拉区，提高混凝土的抗拉强度和抗裂性能；
5)高韧高强轻集料混凝土层的铺装：在钢箱梁桥面上铺装一层高韧高强轻集料混凝土，摊铺温度范围0℃～35℃，混凝土厚度高出剪力件顶端2cm(图1中的h2)；高韧高强轻集料混凝土层的厚度(图1中的h3)为80cm；
6)玄武岩裸石面层的铺装：把制备好的玄武岩裸石面层水泥浆体摊铺在高韧高强轻集料混凝土层上面，摊铺温度范围0℃～35℃，水泥浆体厚度为10mm，在表面撒布一层粒径为13mm的玄武岩碎石，撒布量为4.0kg/m2，用平板将玄武岩碎石压入水泥浆体中，使玄武岩碎石的1/3裸露在外，得玄武岩裸石面层；然后养护即可。
所有的聚羧酸减水剂、改型聚丙烯酸类聚合物乳液、改性聚乙烯醇类聚合物乳液、UEA系列膨胀剂都适用于本发明，在此不一一列举实施例。
Claims (9)
1.抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)高韧高强轻集料混凝土和玄武岩裸石面层水泥浆体的制备：
a.制备高韧高强轻集料混凝土：
①轻集料的增韧预处理：将轻集料置入密封容器中，用真空泵抽真空至负压0.05～0.10MPa，然后向容器中注入聚合物乳液，聚合物乳液的固含量为20～60％(质量)，保持稳定的负压条件下静置0.5～3h，将静置后的轻集料捞取在相对湿度60±5％，温度25±2℃条件下养护1～3天，得增韧预处理轻集料；
②原料的选取：按质量比为：水∶增韧预处理轻集料∶水泥∶细集料∶粉煤灰＝1∶3.00～3.50∶2.90～3.50∶3.80～3.95∶0.15～0.40选取水、增韧预处理轻集料、水泥、细集料和粉煤灰，聚羧酸减水剂按胶凝材料质量用量的0.8～1.65％(质量)选取，有机仿钢丝纤维按每立方米高韧高强轻集料混凝土掺入有机仿钢丝纤维2.5～9kg选取，水溶性聚合物按胶凝材料用量的10～20％(质量)；所述的胶凝材料为水泥和粉煤灰；
③首先加入增韧预处理轻集料、细集料、水泥、粉煤灰、聚羧酸减水剂和水溶性聚合物，然后加入有机仿钢丝纤维，干拌30～60s，然后再加水搅拌1～3min，得高韧高强轻集料混凝土；
b.制备玄武岩裸石面层水泥浆体：按质量比为：水∶水泥∶硅灰∶膨胀剂＝1∶2.5～3.0∶0.35～0.8∶0.27～0.4选取水、水泥、硅灰和膨胀剂，混合搅拌1～3min，得玄武岩裸石面层水泥浆体；
2)钢箱梁桥面预处理：a.钢箱梁桥面喷砂除锈；b.钢箱梁桥面喷涂防锈漆和粘结层；
3)剪力件的焊接：按剪力件之间相互间距为(30～60)cm×(30～60)cm逐根在钢箱梁桥面上焊接剪力件，剪力件为栓钉；
4)钢筋网的绑扎：按网孔规格为(80-120)mm×(80-120)mm由钢筋焊接成钢筋网，将钢筋网通过钢丝绑在剪力件上，钢筋网离钢箱梁桥面的高度为高韧高强轻集料混凝土层厚度的40％-50％；
5)高韧高强轻集料混凝土层的铺装：在钢箱梁桥面上铺装一层高韧高强轻集料混凝土，摊铺温度范围0℃～35℃，混凝土厚度高出剪力件顶端1～2cm；高韧高强轻集料混凝土层的厚度为50～80cm；
6)玄武岩裸石面层的铺装：把制备好的玄武岩裸石面层水泥浆体摊铺在高韧高强轻集料混凝土层上面，摊铺温度范围0℃～35℃，水泥浆体厚度为5～10mm，在表面撒布一层粒径为9～13mm的玄武岩碎石，撒布量为3.0～4.0kg/m2，用平板将玄武岩碎石压入水泥浆体中，使玄武岩碎石的1/4～1/3裸露在外，得玄武岩裸石面层；然后养护。
2.根据权利要求1所述的抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的轻集料为：粒径5～16cm、表观密度1200～1500kg/m3，堆积密度700～1100kg/m3，筒压强度≥6.5Mpa的粘土陶粒或破碎页岩陶粒或粉煤灰陶粒。
3.根据权利要求1所述的抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的细集料为河砂，细度模数为2.6～2.8。
4.根据权利要求1所述的抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的粉煤灰为II级粉煤灰，需水量≤105％(质量)。
5.根据权利要求1所述的抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的有机仿钢丝纤维为：直径为0.5～1.0mm，长度为30～50mm，断裂强度＞410MPa。
6.根据权利要求1所述的抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的水溶性聚合物为：改型聚丙烯酸类聚合物乳液或改性聚乙烯醇类聚合物乳液，固含量为55％～65％。
7.根据权利要求1所述的抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的硅灰为比表面积大于或等于20000m2/kg。
8.根据权利要求1所述的抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的膨胀剂为：UEA系列膨胀剂。
9.根据权利要求1所述的抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法，其特征在于：所述的玄武岩碎石的粒径为9～13mm，压碎值＜18％。
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