CN101701449B

CN101701449B - 钢桥面阻裂铺装结构及施工方法

Info

Publication number: CN101701449B
Application number: CN2009101910677A
Authority: CN
Inventors: 易志坚; 赵朝华; 杨庆国; 马银华; 何小兵; 黄锋; 谷建义
Original assignee: 易志坚
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-11-23
Anticipated expiration: 2029-09-30
Also published as: CN101701449A

Abstract

本发明公开了一种钢桥面阻裂铺装结构及施工方法，桥面铺装结构包括铺设在钢桥面上表面的阻裂粘结层I，阻裂粘结层I由下至上依次牢固结合包括下粘结层I和阻裂层I，下粘结层I的材料为聚合物，阻裂层I材料为具有阻裂增强和防水作用的纤维增强塑料，本发明，使桥面铺装结构与钢桥面牢固粘结，保证钢桥面与桥面铺装结构的变形受力协调；具有防水防锈功能和防裂阻裂功能，同时，具有加固钢桥面的作用，大大延长桥面铺装结构和钢桥面的使用寿命，降低维护成本，保证桥梁的使用性能；通过简单的涂刷、养护、冷拌和摊铺作业即可完成，桥面铺装层施工过程简单，经济耐用。

Description

钢桥面阻裂铺装结构及施工方法

技术领域

本发明属于建筑结构和道路工程领域，特别涉及一种钢桥面阻裂铺装结构及施工方法。

背景技术

桥面铺装层是桥梁结构的重要组成部分之一，不但直接承受着车辆荷载的压力、冲击和剪切荷载，并在车辆和气候环境作用下被磨耗和风化，还起着保护桥梁主体和为行车提供安全、舒适的路面功能作用，因此，钢桥面铺装一直受到国内外学术界和工程界的高度重视与关注，但是桥面铺装特别是钢桥面铺装目前仍是世界性的难题。

桥面铺装结构根据不同的设计思想和使用环境呈现出多样性的特征，虽然追求的最终目标都是使桥面铺装结构稳定、经久耐用，但是现有技术中，国内外桥面铺装各种病害常有发生，特别是特大跨径钢箱梁桥，桥面除普通路面铺装常见的破坏以外，还因为钢桥面铺装由于铺筑在柔性的正交异性钢板上，加之使用条件恶劣的影响，钢桥面还具有自身的独特破坏特点，钢桥面铺装层的常见病害类型主要有：

(1)纵横向裂缝破坏

由于荷载过重引起铺装层表面拉应变过大；铺装层材料耐疲劳性能不足；铺装整体抗拉强度不足，在产生推移时行车斜向开裂；桥梁结构特别是桥面系刚度不足引起铺装层表面拉应变过大等原因导致铺装结构开裂。

(2)车辙破坏

车辙一般分为失稳性车辙、结构性车辙和磨耗性车辙，发生钢桥面铺装层上的车辙以失稳性车辙为主，诱发原因主要有以下几点：铺装层材料热稳定性不足，在车辆反复荷载作用下，混合料蠕变形成永久性积累；地区温度过高、长年高温季节过长及封闭式箱梁内部温度较高等引起铺装层温度过高；车辆轴载过重等。

(3)脱层及推移破坏

脱层和推移破坏的出现主要和黏结层强度以及铺装层材料的高温稳定性有关。如果黏结层强度较低，不能承受外荷载引起的界面应力时，将发生脱层病害，如果铺装层材料的高温稳定性较差，则在水平力的作用下容易失稳，从而形成推移和拥抱病害。

(4)坑槽破坏

坑槽破坏一般与材料自身性能以及对其他病害没有及时维护相关。如果沥青混合料空隙率过大，抗水损害能力不足以及产生裂缝类病害后未及时维修等原因而导致坑槽的出现。

由于以上病害的存在，导致钢桥面铺装结构使用周期短，维修频繁，不但大大提高桥面的维护成本，还影响了桥梁的正常使用。

因此，需要一种全新的钢桥面铺装结构，能够与钢桥面牢固粘结，保证钢桥面与桥面铺装结构的变形受力协调；对于钢桥面具有防水防锈功能，防止钢桥面以及铺装结构本身产生裂缝并能有效阻止已有裂缝的扩展，大大延长桥面铺装结构和钢桥面的使用寿命，降低维护成本，保证桥梁的使用率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种钢桥面阻裂铺装结构，能够与钢桥面牢固粘结，保证钢桥面与桥面铺装结构的变形受力协调；对于钢桥面具有防水防锈功能，防止钢桥面以及铺装结构本身产生裂缝并能有效阻止已有裂缝的扩展，大大延长桥面铺装结构和钢桥面的使用寿命，降低维护成本，保证桥梁的使用率。

本发明的钢桥面阻裂铺装结构，包括铺设在钢桥面上表面的阻裂粘结层I，所述阻裂粘结层I与钢桥面表面牢固粘结，包括下粘结层I和阻裂层I，所述下粘结层I的材料为聚合物，阻裂层I材料为纤维增强塑料，阻裂层I具有阻裂增强作用，兼具防水作用；

所述阻裂层I上还设有上粘结层I，所述上粘结层I的材料为聚合物材料；所述阻裂粘结层I由下至上依次包括下粘结层I，阻裂层I和上粘结层I；

所述桥面铺装结构还包括铺设在上粘结层I上表面的聚合物改性混凝土层，上粘结层I与聚合物改性混凝土层牢固粘结；

所述聚合物改性混凝土层上表面由下至上依次铺设阻裂防水粘结层II和表面层，所述阻裂防水粘结层II由下至上依次牢固粘结包括下粘结层II、阻裂层II和上粘结层II，所述下粘结层II和上粘结层II材料均为聚合物材料，阻裂层II材料为纤维增强塑料，阻裂层II具有阻裂增强及防水作用；所述表面层为聚合物改性混凝土面层。

进一步，所述上粘结层I、下粘结层I、下粘结层II和上粘结层II的聚合物材料中添加水泥、粉煤灰或滑石粉；

进一步，所述下粘结层II的聚合物材料中添加砂；

进一步，所述阻裂层I和阻裂层II的纤维增强塑料中的纤维为玻璃纤维布、碳纤维布或尼龙纤维布；

进一步，所述上粘结层I和下粘结层I的材料种类及配比与下粘结层II和上粘结层II的材料种类及配比相同或不同；所述聚合物改性混凝土面层的材料种类及配比与聚合物改性混凝土层的材料种类及配比相同或不同。

本发明还公开了一种钢桥面阻裂铺装结构的施工方法，包括以下步骤：

a.在钢桥面表面施工阻裂粘结层I；

a1在钢桥面表面施工下粘结层I，将纤维增强塑料阻裂层I铺设在下粘结层I上；

a2在阻裂层I上施工上粘结层I；

b.上粘结层I凝固前在其上表面铺设聚合物改性混凝土铺装层并养护；

c.施工阻裂防水粘结层II；

c1在聚合物改性混凝土铺装层表面施工下粘结层II，将纤维增强塑料阻裂层II铺设在下粘结层II上；

c2在阻裂层II上施工上粘结层II；

d.在上粘结层II凝固前在其上表面铺设聚合物改性混凝土表面层并养护。

进一步，步骤a中，下粘结层I和上粘结层I的材料均为聚合物材料，施工采用涂刷方法，阻裂层I的纤维增强塑料为浸渍聚合物的纤维布，相邻两块纤维布之间具有一定的搭接宽度；步骤c中，下粘结层II和上粘结层II的材料均为聚合物材料，施工采用涂刷方法，阻裂层II的纤维增强塑料为浸渍聚合物的纤维布，相邻两块纤维布之间具有一定的搭接宽度。

本发明的有益效果：本发明的钢桥面阻裂铺装结构及施工方法，采用聚合物粘结抗拉结构，具有粘结功能，使桥面铺装结构与钢桥面牢固粘结，保证钢桥面与桥面铺装结构的变形受力协调；具有防水防锈功能，防止上部渗进面层的水分渗透到钢桥面，对钢桥面起到防水防锈作用；具有防裂阻裂功能，一方面能有效阻止钢桥面的裂缝向上扩展到面层，另一方面能有效防止面层中的裂缝向下扩展到钢桥面；同时，具有加固钢桥面的作用，防止钢桥面产生裂缝，大大延长桥面铺装结构和钢桥面的使用寿命，降低维护成本，保证桥梁的使用率；通过简单的涂刷、养护、冷拌和摊铺作业即可完成，施工过程简单，节约整个桥面铺装结构的造价成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

附图为本发明的结构示意图。

具体实施方式

附图为本发明的结构示意图，如图所示：本实施例的钢桥面阻裂铺装结构，包括钢桥面1和桥面铺装结构，所述桥面铺装结构包括铺设在钢桥面上表面的阻裂防水粘结层I 2，所述阻裂防水粘结层I 2由下至上依次牢固结合包括下粘结层I 21和阻裂层I 22，所述下粘结层I 21的材料为聚合物，阻裂层I 22材料为纤维增强塑料(FRP)，阻裂层I具有阻裂增强作用，兼具防水作用。

本实施例中，所述阻裂层I上还设有上粘结层I 23，所述上粘结层I 23的材料为聚合物；所述阻裂粘结层I由下至上依次包括下粘结层I，阻裂层I和上粘结层I；进一步增大阻裂防水粘结层I 2的粘结强度，提高阻裂能力，利于保证施工效果。

本实施例中，所述桥面铺装结构还包括铺设在上粘结层I 23上表面的聚合物改性混凝土层3；上粘结层I 23与聚合物改性混凝土层3牢固粘结；主要用于承受车辆荷载的作用，聚合物改性混凝土具有变形好、强度高的特点，既能有效分散车辆荷载，又能适应钢箱梁的大变形，可以有效改善钢箱梁及铺装层的受力状况。

本实施例中，所述聚合物改性混凝土层3上表面由下至上依次铺设阻裂防水粘结层II 4和表面层5，所述阻裂防水粘结层II 4由下至上依次牢固结合包括下粘结层II 41、阻裂层II 42和上粘结层II 43，所述下粘结层II 41和上粘结层II43材料均为聚合物，阻裂层II 42材料为纤维增强塑料，阻裂层II 42具有阻裂增强及防水作用；所述表面层为聚合物改性混凝土面层；所述表面层5为聚合物改性混凝土面层；设置阻裂防水粘结层II使聚合物改性混凝土层和表面层之间的裂纹不互相扩散，并增强两层之间的粘结强度，使两层之间的变形受力协调，减少病害的发生；表面层作为功能性表面层，增加行车舒适性与安全性，采用聚合物改性混凝土表面层还能部分的起到分散车辆荷载的作用，减少集中力对桥面的影响；本结构层材料由特种聚合物、水泥及细石料搅拌均匀后摊铺而成，该结构层表面平整度好，表面具有一定的构造深度，摩擦系数大，具有行车舒适安全的特点。

本实施例中，所述上粘结层I 23、下粘结层I 21、下粘结层II 41和上粘结层II 43的聚合物材料中添加水泥；当然，也可以根据需要和施工特点添加粉煤灰或滑石粉。

本实施例中，所述下粘结层II 41的聚合物材料中还添加砂；砂主要作用在于封闭聚合物改性混凝土层的表面空隙，保证粘结强度，防止聚合物过多流入空隙；

本实施例中，所述阻裂层I 22和阻裂层II 23的纤维增强塑料中的纤维为碳纤维布，当然，也可以是玻璃纤维布或尼龙纤维布等增强纤维布；能够较好的防止纵向、横向和斜向裂纹的发生和发展。

本实施例中，所述上粘结层I 23和下粘结层I 21的材料种类及配比与下粘结层II 41和上粘结层II 43的材料种类及配比不同，适应不同的粘结面，保证粘结效果；所述聚合物改性混凝土面层的材料种类及配比与聚合物改性混凝土层3的材料种类及配比不同，适应不同需要，保证聚合物改性混凝土面层的行车舒适性和聚合物改性混凝土层的强度及变形能力；当然，上粘结层I和下粘结层I的材料种类及配比与下粘结层II和上粘结层II的材料种类及配比也可以相同，所述聚合物改性混凝土面层的材料种类及配比与聚合物改性混凝土层的材料种类及配比也可以相同。

a.在钢桥面表面施工阻裂防水粘结层I 2；

a1在钢桥面表面施工下粘结层I 21，将纤维增强塑料阻裂层I 22铺设在下粘结层I 21上；

a2在铺设完阻裂层I 22后下粘结层I 21凝固前，对阻裂层I 22涂刷聚合物浸渍并养护；

a3在阻裂层I 22上施工上粘结层I 23；

b.上粘结层I 23凝固前在其上表面铺设聚合物改性混凝土层3并养护；

c.施工阻裂防水粘结层II 4，

c1在聚合物改性混凝土铺装层表面施工下粘结层II 41，将纤维增强塑料阻裂层II 42铺设在下粘结层II上；

c2在阻裂层II上施工上粘结层II 43；

d.在上粘结层II 43凝固前在其上表面铺设聚合物改性混凝土面层并养护。

本实施例中，步骤a中，下粘结层I 21和上粘结层I 23的材料均为聚合物材料，施工采用涂刷方法，施工简单，节约材料并保证良好的粘结效果；阻裂层I 22的纤维增强塑料为浸渍聚合物的纤维布，相邻两块纤维布之间具有一定的搭接宽度，利于保证抗拉效果；步骤c中，下粘结层II 41和上粘结层II 43的材料均为聚合物材料，施工采用涂刷方法，阻裂层II 42的纤维增强塑料为浸渍聚合物的纤维布，相邻两块纤维布之间具有一定的搭接宽度。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种钢桥面阻裂铺装结构，其特征在于：包括铺设在钢桥面上表面的阻裂粘结层I，所述阻裂粘结层I与钢桥面表面牢固粘结，包括下粘结层I和阻裂层I，所述下粘结层I的材料为聚合物，阻裂层I材料为纤维增强塑料，阻裂层I具有阻裂增强作用，兼具防水作用；

2.根据权利要求1所述的钢桥面阻裂铺装结构，其特征在于：所述上粘结层I、下粘结层I、下粘结层II和上粘结层II的聚合物材料中添加水泥、粉煤灰或滑石粉。

3.根据权利要求2所述的钢桥面阻裂铺装结构，其特征在于：所述下粘结层II的聚合物材料中添加砂。

4.根据权利要求3所述的钢桥面阻裂铺装结构，其特征在于：所述阻裂层I和阻裂层II的纤维增强塑料中的纤维为玻璃纤维布、碳纤维布或尼龙纤维布。

5.根据权利要求4所述的钢桥面阻裂铺装结构，其特征在于：所述上粘结层I和下粘结层I的材料种类及配比与下粘结层II和上粘结层II的材料种类及配比相同或不同；所述聚合物改性混凝土面层的材料种类及配比与聚合物改性混凝土层的材料种类及配比相同或不同。

6.一种钢桥面阻裂铺装结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.在钢桥面表面施工阻裂粘结层I；

a2在阻裂层I上施工上粘结层I；

c.施工阻裂防水粘结层II；

c2在阻裂层II上施工上粘结层II；

7.根据权利要求6所述的钢桥面阻裂铺装结构的施工方法，其特征在于：步骤a中，下粘结层I和上粘结层I的材料均为聚合物材料，施工采用涂刷方法，阻裂层I的纤维增强塑料为浸渍聚合物的纤维布，相邻两块纤维布之间具有一定的搭接宽度；步骤c中，下粘结层II和上粘结层II的材料均为聚合物材料，施工采用涂刷方法，阻裂层II的纤维增强塑料为浸渍聚合物的纤维布，相邻两块纤维布之间具有一定的搭接宽度。