CN102002909B - 一种水泥混凝土桥桥面铺装结构及其铺装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及交通工程技术领域，具体涉及到一种直接铺设在水泥混凝土桥桥面上的铺装结构及其铺装方法，所述水泥混凝土桥桥面铺装结构包括由下自上依次铺设于水泥混凝土桥桥面上的的防水粘结层、应力吸收层和路面层，所述防水粘结层包括通过环氧树脂粘接在水泥混凝土桥桥面上的玄武岩小碎石层，以及涂布于玄武岩小碎石层上的反应性防水粘结剂层；本发明还公开了上述铺装结构的铺装方法；本发明的铺装结构及其铺装方法加强了铺装层与水泥混凝土板间的粘结、剪切作用，提高铺装层的使用效果和寿命；降低了拌和、运输、摊铺的温度，节约了能源，减少了环境污染；桥面铺装体系总厚度只有30～40mm，大大减少了桥面恒载，节约了铺装材料，降低了造价。

Description

一种水泥混凝土桥桥面铺装结构及其铺装方法

技术领域

本发明涉及交通工程技术领域，具体涉及到一种直接铺设在水泥混凝土桥桥面上的铺装结构及其铺装方法。

背景技术

由于水泥混凝土桥面结构刚度较大，国内目前大部分工程中不作特殊的设计处理，仅仅将桥面铺装作为磨耗层进行设计。目前，水泥混凝土桥桥面铺装存在如下几个问题：

1、铺装层与桥面板防水、粘结性能不足。

如果铺装层不考虑防水设计时，水渗入铺装层与桥面板之间在其间形成动力冲刷，或在寒冷地区产生冻融破坏，导致铺装层与桥面板脱离，桥面铺装出现早期破坏；另一方面，水渗入桥面板及桥梁结构内，引起结构内的板、梁结构的钢筋提早锈蚀，混凝土表面炭化和腐蚀，混凝土承载能力下降，并导致整个桥梁结构的承载力下降，桥梁耐久性将受到影响。

桥梁工作时，桥面铺装处于复杂的应力和应变状态中，同时，车辆在大纵坡的桥面上行驶以及车辆的频繁启动、制动引起的水平力作用下，铺装层与桥面板之间产生了较大的剪应力，当沥青铺装与混凝土桥面板层间界面粘附力过小，剪应力超过层间粘结层的极限剪应力时，就会在水平方向上产生相对位移而发生剪切破坏，从而发生推移、拥抱等病害。

铺装层与桥面板的防水粘结性能不足的主要原因有两点：①水泥混凝土表层浮浆、杂质、污染物未清理干净，水泥混凝土桥面粗糙度不够；②防水粘结层本身粘结性能不够。

2、因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙,在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。

3、桥梁铺装恒载的限制。桥梁设计时，对桥面铺装均有严格的限制，特别是对于旧桥维修时，桥梁结构的承载能力已经弱化，所以，在进行桥面维修改造时，应当尽可能的采用轻型铺装结构，严禁随意改变桥面标高（加厚桥面铺装厚度），增加桥梁恒载。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明公开了一种水泥混凝土桥桥面铺装结构，具有较高的防水、粘结性能，同时大大减少了桥面沥青铺装厚度。

本发明的目的是这样实现的：一种水泥混凝土桥桥面铺装结构，包括由下自上依次铺设于水泥混凝土桥桥面上的的防水粘结层、应力吸收层和路面层，所述防水粘结层包括通过环氧树脂粘接在水泥混凝土桥桥面上的玄武岩小碎石层，以及涂布于玄武岩小碎石层上的反应性防水粘结剂层。

进一步，所述玄武岩小碎石粒径为1.18～2.36mm；

进一步，所述应力吸收层由改性沥青玛蹄脂组成，所述改性沥青玛蹄脂包括重量比为10～35 : 100的SBS改性沥青和组分A，所述组分A由矿粉或矿粉与石屑的混合物组成；

进一步，所述SBS改性沥青由SBS改性剂与基质沥青混合而成，SBS改性剂与基质沥青的重量比为1-10:100；

进一步，所述应力吸收层还包括中温化改性剂，中温化改性剂与SBS改性沥青的重量比为1～10 : 100；

进一步，路面层由温拌改性沥青玛蹄脂碎石混合料组成，所述的温拌改性沥青玛蹄脂碎石混合料是由沥青结合料与矿料混合拌和而成，所述的沥青结合料包括温化改性剂和改性沥青，中温化改性剂与改性沥青的重量比为1～10 : 100；

进一步，所述防水粘结层厚度为1～3mm，应力吸收层厚度为3～5mm，所述路面层厚度为25～35mm。

本发明还公开上述水泥混凝土桥桥面铺装结构的铺装方法，包括如下步骤：

1）对水泥混凝土桥桥面进行喷砂处治，清除其表面的浮浆、油污和杂物，构造深度为0.5～1.2mm；

2）在喷砂处治后的水泥混凝土桥桥面按照0.3～0.6kg/㎡的标准涂布一层环氧树脂；在环氧树脂涂布后，按照0.5～0.8kg/㎡的标准撒布粒径为1.18～2.36mm的玄武岩小碎石，使所述的小碎石粘结在所述的环氧树脂上；待环氧树脂固化后，按照0.2～0.4kg/㎡的标准涂布一层反应性防水粘结剂；

3）反应性防水粘结剂固化后，在上面摊铺一层3～5mm厚的应力吸收层；

4）在应力吸收层施工完毕后，上面摊铺厚度为25～35mm的路面层。

本发明的有益效果如下：

1、对水泥混凝土桥桥面采取喷砂处治的方案，能够有效的清除表面的浮浆、杂质、油污等，同时，处理过的混凝土表面粗糙，增强了铺装层与混凝土层的层间粘结性能，大大提高了层间的抗剪强度和结合强度，使铺装层的受力状态大为改善，将有效地提高铺装层的使用效果和寿命。

2、环氧树脂作为一种液态体系材料，具有渗透固结作用，它能将混凝土箱梁上现浇混凝土的毛细孔隙和细小裂缝完全封闭，能有效的阻隔水份至下而上从水泥混凝土桥面进入到桥面铺装中，同时也能阻隔水份至上而下从桥面铺装渗入到水泥混凝土桥梁中，其固化物的粘结性、耐热性、耐腐蚀性和憎水性等性能优良；环氧树脂上面撒布玄武岩小碎石，将大大提高防水粘结层的抗剪切能力；反应性防水粘结剂是桥隧专用防水材料，它能够增强防水粘结层与应力吸收层之间的粘结、剪切效果。

3、采用改性沥青玛蹄脂的应力吸收层，能够协调铺装层与桥面板的变形，缓和汽车荷载作用下桥面的挠度变形；能够显著降低铺装面层对防水层的刺穿，降低上层沥青混凝土温度对防水粘结层的影响；可以阻止水份的下渗，有一定的防水作用；能够提高防水粘结层与沥青混凝土铺装层的粘结力；能够在一定程度上减薄面层铺装厚度。

4、改性SMA（Stone mastic asphalt，沥青玛蹄脂碎石混合料）具有良好的高温稳定性、抗滑性能、低温抗裂性、平整度、抗疲劳性能等，同时空隙率小、水稳性好。在改性SMA中添加适量的中温化改性剂，能够较大幅度地降低混合料的拌和、运输和摊铺温度，降低温度约30～50℃，节约了大量的能源消耗；桥面铺装中，温拌SMA混合料具有优越的压实性能，减少轧制循环；温拌改性SMA混合料施工中减少烟雾和气体的产生，即能够减少CO2、粉尘等有害物质的散发，从而降低对环境的破坏和对施工人员的健康危害，达到更加环保的效果；温拌改性SMA混合料具有较好的路用性能，提高了混合料的高温抗车辙能力、抗水损害能力和抗老化能力等。

5、整个桥面铺装结构总厚度只有30～40mm厚，实现了真正意义上的超薄铺装，节约了铺装材料，大大减少了桥面恒载。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述：

图1示出了水泥混凝土桥桥面铺装结构的结构示意图。

具体实施方式

参见图1一种水泥混凝土桥桥面铺装结构，包括由下自上依次铺设于水泥混凝土桥桥面1上的的防水粘结层2、应力吸收层3和路面层4，所述防水粘结层2包括通过环氧树脂粘接在水泥混凝土桥桥面1上的玄武岩小碎石层，以及涂布于玄武岩小碎石层上的反应性防水粘结剂层。

所述玄武岩小碎石粒径为1.18～2.36mm；

所述应力吸收层可选用现有的材料，优选改性沥青玛蹄脂，所述改性沥青玛蹄脂包括重量比为10～35 : 100的SBS改性沥青和组分A，所述组分A由矿粉或矿粉与石屑的混合物组成；所述SBS改性沥青由SBS改性剂与基质沥青混合而成，SBS改性剂与基质沥青的重量比为1-10:100，为增加所述改性沥青玛蹄脂的施工和易性，在拌和过程中添加中温化改性剂，中温化改性剂与SBS改性沥青的重量比为1～10 : 100；

所述路面层可选用现有的材料，优选采用温拌改性沥青玛蹄脂碎石混合料，所述的温拌改性沥青玛蹄脂碎石混合料是由沥青结合料与矿料混合拌和而成，所述的沥青结合料包括温化改性剂和改性沥青，中温化改性剂与改性沥青的重量比为1～10 : 100；

所述防水粘结层厚度为1～3mm，应力吸收层厚度为3～5mm，所述路面层厚度为25～35mm。

优选的，上述环氧树脂、玄武岩小碎石、反应性防水粘结剂、改性沥青玛蹄脂和SMA混合料的技术要求分别如下列表格所示：

环氧树脂技术要求

玄武岩小碎石技术要求

反应性防水粘结剂技术要求

改性沥青玛蹄脂技术要求

SMA混合料技术要求

实施例1

1）对水泥混凝土桥桥面进行喷砂处治，清除其表面的浮浆、油污和杂物，形成干燥、洁净、粗糙的界面，构造深度达到0.5mm；

2）在喷砂处治后的水泥混凝土桥桥面按照0.6kg/㎡的标准涂布一层环氧树脂；在环氧树脂涂布后，立即按照0.6kg/㎡的标准撒布粒径为1.18～2.36mm的玄武岩小碎石，使所述的小碎石粘结在所述的环氧树脂上；待环氧树脂固化后，按照0.3kg/㎡的标准涂布一层反应性防水粘结剂；

3）反应性防水粘结剂固化后，在上面摊铺一层5mm厚的改性沥青玛蹄脂作为应力吸收层；所述改性沥青玛蹄脂中，SBS改性沥青与矿粉的重量比为22 : 100；所述SBS改性沥青是由改性剂SBS与基质沥青加热拌和而成，SBS与基质沥青的重量比为6 : 100；为增加所述改性沥青玛蹄脂的施工和易性，在拌和过程中添加中温化改性剂，中温化改性剂与SBS改性沥青重量比为2: 100；

4）待改性沥青玛蹄脂降温冷却后，施工35mm厚的温拌改性SMA作为路面层。为了确保SMA的压实度及施工和易性，在拌和过程中添加中温化改性剂，中温化改性剂与改性沥青混合比例为2 : 100，以重量份计。

实施例2

1）对水泥混凝土桥桥面进行喷砂处治，清除其表面的浮浆、油污和杂物，形成干燥、洁净、粗糙的界面，构造深度达到0.8mm；

2）在喷砂处治后的水泥混凝土桥桥面按照0.3kg/㎡的标准涂布一层环氧树脂；在环氧树脂涂布后，立即按照0.5kg/㎡的标准撒布粒径为1.18～2.36mm的玄武岩小碎石，使所述的小碎石粘结在所述的环氧树脂上；待环氧树脂固化后，按照0.2kg/㎡的标准涂布一层反应性防水粘结剂； 

3）反应性防水粘结剂固化后，在上面摊铺一层3mm厚的改性沥青玛蹄脂作为应力吸收层；所述改性沥青玛蹄脂为SBS改性沥青与矿粉热拌而成，SBS改性沥青与矿粉的重量比为23 : 100；所述SBS改性沥青是由改性剂SBS与基质沥青加热拌和而成，SBS与基质沥青的重量比为7 : 100；为增加所述改性沥青玛蹄脂的施工和易性，在拌和过程中添加中温化改性剂，中温化改性剂与SBS改性沥青重量比为3: 100；

4）待改性沥青玛蹄脂降温冷却后，施工30mm厚的温拌改性SMA作为路面层。，为了确保SMA的压实度及施工和易性，在拌和过程中添加中温化改性剂，中温化改性剂与改性沥青重量比为4 : 100。

实施例3

1）对水泥混凝土桥桥面进行喷砂处治，清除其表面的浮浆、油污和杂物，形成干燥、洁净、粗糙的界面，构造深度达到0.6mm；

2）在喷砂处治后的水泥混凝土桥桥面按照0.5kg/㎡的标准涂布一层环氧树脂；在环氧树脂涂布后，立即按照0.8kg/㎡的标准撒布粒径为1.18～2.36mm的玄武岩小碎石，使所述的小碎石粘结在所述的环氧树脂上；待环氧树脂固化后，按照0.4kg/㎡的标准涂布一层反应性防水粘结剂；

3）反应性防水粘结剂固化后，在上面摊铺一层4mm厚的改性沥青玛蹄脂作为应力吸收层；所述改性沥青玛蹄脂为SBS改性沥青与矿粉热拌而成，SBS改性沥青与矿粉的重量比为20 : 100；所述SBS改性沥青是由改性剂SBS与基质沥青加热拌和而成，SBS与基质沥青的重量比为5 : 100；为增加所述改性沥青玛蹄脂的施工和易性，在拌和过程中添加中温化改性剂，中温化改性剂与SBS改性沥青重量比为4: 100；

4）待改性沥青玛蹄脂降温冷却后，施工25mm厚的温拌改性SMA作为路面层。为了确保SMA的压实度及施工和易性，在拌和过程中添加中温化改性剂，中温化改性剂与改性沥青重量比为4 : 100。

防水粘结层拉拔强度检测结果

    以上所述仅为本发明的优选并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种水泥混凝土桥桥面铺装结构，其特征在于：包括由下自上依次铺设于水泥混凝土桥桥面上的防水粘结层、应力吸收层和路面层，所述防水粘结层包括通过环氧树脂粘接在水泥混凝土桥桥面上的玄武岩小碎石层，以及涂布于玄武岩小碎石层上的反应性防水粘结剂层；所述应力吸收层由改性沥青玛蹄脂组成，所述改性沥青玛蹄脂包括重量比为10～35 : 100的SBS改性沥青和组分A，所述组分A由矿粉或矿粉与石屑的混合物组成；所述SBS改性沥青由SBS改性剂与基质沥青混合而成，SBS改性剂与基质沥青的重量比为1～10:100；所述防水粘结层厚度为1～3mm，应力吸收层厚度为3～5mm，所述路面层厚度为25～35mm；

路面层由温拌改性沥青玛蹄脂碎石混合料组成，所述的温拌改性沥青玛蹄脂碎石混合料是由沥青结合料与矿料混合拌和而成，所述的沥青结合料包括中温化改性剂和改性沥青，中温化改性剂与改性沥青的重量比为1～10 : 100。

2.如权利要求1所述的一种水泥混凝土桥桥面铺装结构，其特征在于：所述玄武岩小碎石粒径为1.18～2.36mm。

3.如权利要求1所述的一种水泥混凝土桥桥面铺装结构，其特征在于：所述应力吸收层还包括中温化改性剂，中温化改性剂与SBS改性沥青的重量比为1～10 : 100。

4. 一种如权利要求1-3中任一项所述水泥混凝土桥桥面铺装结构的铺装方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）对水泥混凝土桥桥面进行喷砂处治，清除其表面的浮浆、油污和杂物，构造深度为0.5～1.2mm；

2）在喷砂处治后的水泥混凝土桥桥面按照0.3～0.6kg/㎡的标准涂布一层环氧树脂；在环氧树脂涂布后，按照0.5～0.8kg/㎡的标准撒布粒径为1.18～2.36mm的玄武岩小碎石，使所述的小碎石粘结在所述的环氧树脂上；待环氧树脂固化后，按照0.2～0.4kg/㎡的标准涂布一层反应性防水粘结剂；

3）反应性防水粘结剂固化后，在上面摊铺一层3～5mm厚的应力吸收层；

4）在应力吸收层施工完毕后，上面摊铺厚度为25～35mm的路面层。

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