CN103255713A

CN103255713A - 一种水泥混凝土桥面复合铺装结构

Info

Publication number: CN103255713A
Application number: CN2013101849196A
Authority: CN
Inventors: 李雪连; 陈宇亮; 李章闯; 张起森; 钱国平; 郑茜茜; 骆岩飞; 岳伟俊
Original assignee: Changsha University of Science and Technology
Current assignee: Changsha University of Science and Technology
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2033-05-17
Also published as: CN103255713B

Abstract

本发明公开了一种水泥混凝土桥面复合铺装结构，包括桥面板(4)，在所述的桥面板(4)上设有架立钢筋(5)，在所述的架立钢筋(5)上设有钢筋网(6)，在所述的桥面板(4)上浇筑有一层轻质聚合物水泥混凝土过渡层(3)且所述的钢筋网(6)处于所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层(3)内，所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层(3)上表面设有纵横向抗滑槽(2)，所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层(3)上表面铺设有沥青混凝土铺装层。本发明是一种能够延长使用寿命的水泥混凝土桥面复合铺装结构。

Description

一种水泥混凝土桥面复合铺装结构

技术领域

本发明涉及一种桥面铺装结构，特别是涉及一种水泥混凝土桥面复合铺装结构。

背景技术

由于桥面铺装问题是介于桥梁与道路两个专业的交界区域，因此多年来一直被两个专业所忽视。现行《公路沥青路面设计规范》主要对沥青铺装结构所用材料、做法及厚度等作了指导性的说明，却没有提及具体的设计方法。故目前道路与桥梁专业方面分别按各自的要求和认知进行设计，没有形成统一的规范与标准，至今还是基于以前经验的知识进行设计修筑。

随着交通量和重型车迅速增加，特别是近年来超载现象严重，按传统理念设计出来的混凝土桥桥面铺装的破坏情况越来越严重。有为数不少的桥梁通车后不久，无论是水泥混凝土铺装还是沥青混凝土铺装都不同程度地出现了裂缝、拥包、车辙、碎裂、脱落等普遍病害。这不仅妨碍了交通安全，影响了桥面的美观性，一些处于交通要道上的桥梁分流特别困难，严重影响了交通，还给维修工作带来了很大困难，造成了直接和间接的巨大经济损失。

因此，在按传统理念设计与施工的混凝土桥桥面铺装层中暴露的问题与日俱增的情况下，急需进行新型复合铺装结构的尝试，利用各种层间抗剪切措施的设计和铺装层材料与结构性能的改善，特别是弯拉强度的提高和铺装整体性的增强，以减少铺装层开裂和脱落等早期病害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够延长使用寿命的水泥混凝土桥面复合铺装结构。

为了解决上述技术问题，本发明提供的水泥混凝土桥面复合铺装结构，包括桥面板，在所述的桥面板上设有架立钢筋，在所述的架立钢筋上设有钢筋网，在所述的桥面板上浇筑有一层轻质聚合物水泥混凝土过渡层且所述的钢筋网处于所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层内，所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层上表面设有纵横向抗滑槽，所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层上表面铺设有沥青铺装层。

所述的钢筋网与所述的架立钢筋采用梅花焊焊接在一起。

所述的沥青铺装层采用聚合物改性沥青混凝土沥青层。

所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层(3)中的轻质聚合物水泥混凝土的配比如下：

其中：

（1）P/C为聚灰比，是聚丙烯乳液中固体质量与水泥质量之比；

（2）消泡剂剂量为占聚丙烯乳液质量百分比；

（3）7天标养条件：温度为20℃±3℃，湿度>90％，并保持恒温恒湿；7天～28天干养条件：温度为20℃±3℃，湿度>60％，并保持恒温恒湿。

所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层中的轻质聚合物水泥混凝土的配比如下：

所述的纵横向抗滑槽的刻槽间距18mm～22mm，槽深为3mm～5mm。

所述的架立钢筋的直径为8mm～10mm，布设密度为4～6根/m²，埋入所述的桥面板的深度为80～120mm，伸出所述的桥面板的高度为36～40mm。

所述的钢筋网采用直径6～10mm的钢筋焊接成80mm～120mm×80mm～120mm的钢筋网。

所述的钢筋网位于所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层的中部。

所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层的厚度为5cm～8cm，所述的沥青混凝土铺装层的厚度为3cm～5cm。

采用上述技术方案的水泥混凝土桥面复合铺装结构，是在桥面板与沥青铺装层之间设置一过渡层，与沥青铺装层联接的过渡层表面带有纵横向抗滑槽，过渡层采用布钢筋网的轻质聚合物水泥混凝土并被浇筑在带钢筋的桥面板上，其中，钢筋网与架立钢筋焊接（梅花焊）在一起，沥青层采用聚合物改性沥青混凝土。轻质聚合物水泥混凝土不但具有足够的弯拉强度，而且具有很高的抗弯韧性。这意味着，轻质聚合物水泥混凝土过渡层在结构的受力变形中具有良好的挠曲柔性。

本发明具有如下几个主要优点：沥青铺装层与轻质聚合物水泥混凝土过渡层间的纵横向抗滑槽这种粘结构造应比单纯粘结剂有更有效的水平抗剪切能力，在主梁桥面板预埋架立钢筋，加强层间的抗剪能力、防止轻质聚合物水泥混凝土过渡层的钢筋网塌陷。沥青铺装层与轻质聚合物水泥混凝土过渡层间的变形差小于沥青铺装层与桥面板间的变形差，轻质聚合物水泥混凝土过渡层表面的纵横向抗滑槽阻滞并分散沥青铺装层在轮载下的水平剪切位移，减少沥青铺装层推移和开裂。轻质聚合物水泥混凝土过渡层的细集料是轻质陶粒，其密度与沥青铺装层接近，而远远小于普通水泥混凝土的密度，故此类铺装材料的使用能有效降低铺装层整体重量，减少桥梁恒载。轻质聚合物水泥混凝土过渡层可以有效地降低沥青混凝土摊铺碾压时传递到桥面板的热量，提高摊铺碾压质量。

综上所述，本发明是一种能够延长使用寿命的水泥混凝土桥面复合铺装结构。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

参见图1，在桥面板4上设有架立钢筋5，在架立钢筋5上采用梅花焊焊接有钢筋网6，在桥面板4上浇筑有一层轻质聚合物水泥混凝土过渡层3且钢筋网6处于轻质聚合物水泥混凝土过渡层3的中部，轻质聚合物水泥混凝土过渡层3的厚度为5cm～8cm，轻质聚合物水泥混凝土过渡层3上表面设有纵横向抗滑槽2，轻质聚合物水泥混凝土过渡层3上表面铺设有聚合物改性沥青混凝土沥青层1，聚合物改性沥青混凝土沥青层1的厚度为3cm～5cm。。纵横向抗滑槽2的刻槽间距18mm～22mm，槽深为3mm～5mm。为加强层间抗剪能力、防止钢筋网塌陷，架立钢筋5的直径为8mm～10mm，布设密度为4～6根/m²，埋入桥面板4的深度为80～120mm，伸出桥面板4的高度为36～40mm；钢筋网6采用直径6mm～10mm的钢筋焊接成80mm～120mm×80mm～120mm。

轻质聚合物水泥混凝土过渡层3中的轻质聚合物水泥混凝土的配比如下：

其中：

（2）消泡剂剂量为占聚丙烯乳液质量百分比；

参见图1，具有如下几个主要优点：

（一）、从构造的方面看：

1、铺装层间：沥青铺装层1与轻质聚合物水泥混凝土过渡层3间的纵横向抗滑槽2这种粘结构造应比单纯粘结剂有更有效的水平抗剪切能力，因为沥青混凝土的强度性能太低，用再强的粘结剂来粘结一个弱表面物体，其粘结强度所得到的提高都是有限度的（粘结基本原理）。

2、铺装层与桥面板间：在主梁的桥面板4预埋架立钢筋5，加强层间的抗剪能力、防止轻质聚合物水泥混凝土过渡层3的钢筋网6塌陷。在轻质聚合物水泥混凝土过渡层3与桥面板4间由架立钢筋5联系，组成的“钢－混凝土”结构，使它们形成良好的整体性构造，因而它们两层间的剪切应力可看作为零（从应变几乎为零反推，如钢筋混凝土中的钢筋与混凝土关系），因而，层间的抗剪强度问题转变为钢筋的抗剪强度问题—为设计计算提供简化的可能与途径。

（二）、从变形协调方面看：

沥青铺装层1与轻质聚合物水泥混凝土过渡层3间的变形差小于沥青铺装层1与桥面板4间的变形差，轻质聚合物水泥混凝土过渡层3表面的纵横向抗滑槽2阻滞并分散沥青铺装层1在轮载下的水平剪切位移，减少沥青铺装层1推移和开裂。轻质聚合物水泥混凝土不但具有足够的弯拉强度，而且具有很高的抗弯韧性。这意味着，轻质聚合物水泥混凝土过渡层3在结构的受力变形中具有良好的挠曲柔性。

（三）、从铺装层自重方面看：

轻质聚合物水泥混凝土过渡层3的细集料是轻质陶粒，这样混凝土的密度与沥青铺装层1接近，而远远小于普通水泥混凝土的密度，故此类铺装材料的使用能有效降低铺装层整体重量，减少桥梁恒载。

（四）从热传递方面看：

水泥混凝土相对沥青混凝土而言，温度敏感小得多，因此，轻质聚合物水泥混凝土过渡层3能有效地降低沥青混凝土摊铺碾压时传递到桥面板的热量，提高摊铺碾压质量，即轻质聚合物水泥混凝土过渡层3还有一附加功能—对其上层的沥青铺装层1起到隔热作用。

本发明的应用前景：

本专利的市场需求是十分巨大的，其应用前景非常广泛，主要表现在：

随着公路等级的提高，桥梁等公路构造物所占比重越来越大。本专利参照已有的方法，借鉴其合理的方面，改进其不足，将力学计算和试验结合起来，相互验证，提出一套适宜的水泥混凝土桥面铺装的设计、施工和材料选择的方案，规范水泥混凝土桥面铺装应用技术.为水泥混凝土桥面铺装的设计、施工和材料选择提供参考。在目前我国尚无桥面铺装设计规范的情况下，本专利成果无疑会得到广泛的应用。

本发明的经济、社会效益预测：

通过设架立钢筋、铺设钢筋网和对过渡层刻槽等措施，使桥面板与轻质聚合物水泥混凝土之间能够保持了很好的粘结，同时采用聚丙烯混凝土后，实现了桥面铺装混凝土的高性能化，提高了混凝土的抗裂性、抗渗性和抗冲击性能，本专利能减少各等级公路沿线桥面铺装层早期破坏、延长铺装层的使用寿命并提高铺装层使用质量，确保公路畅通起着重要作用，由此而产生的社会经济效益、社会环境效益将十分明显。

Claims

1.一种水泥混凝土桥面复合铺装结构，包括桥面板(4)，其特征是：在所述的桥面板(4)上设有架立钢筋(5)，在所述的架立钢筋(5)上设有钢筋网(6)，在所述的桥面板(4)上浇筑有一层轻质聚合物水泥混凝土过渡层(3)且所述的钢筋网(6)处于所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层(3)内，所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层(3)上表面设有纵横向抗滑槽(2)，所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层(3)上表面铺设有沥青混凝土铺装层。

2.根据权利要求1所述的水泥混凝土桥面复合铺装结构，其特征是：所述的钢筋网(6)与所述的架立钢筋(5)采用梅花焊焊接在一起。

3.根据权利要求1或2所述的水泥混凝土桥面复合铺装结构，其特征是：所述的沥青铺装层采用聚合物改性沥青混凝土沥青层(1)。

4.根据权利要求1或2所述的水泥混凝土桥面复合铺装结构，其特征是：所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层(3)中的轻质聚合物水泥混凝土的配比如下：

其中：

（2）消泡剂剂量为占聚丙烯乳液质量百分比；

5.根据权利要求4所述的水泥混凝土桥面复合铺装结构，其特征是：所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层(3)中的轻质聚合物水泥混凝土的配比如下：

。

6.根据权利要求1或2所述的水泥混凝土桥面复合铺装结构，其特征是：所述的纵横向抗滑槽(2)的刻槽间距18mm～22mm，槽深为3mm～5mm。

7.根据权利要求1或2所述的水泥混凝土桥面复合铺装结构，其特征是：所述的架立钢筋(5)的直径为8mm～10mm，布设密度为4～6根/m²，埋入所述的桥面板(4)的深度为80mm～120mm，伸出所述的桥面板(4)的高度为36～40mm。

8.根据权利要求1或2所述的水泥混凝土桥面复合铺装结构，其特征是：所述的钢筋网(6)采用直径6mm～10mm的钢筋焊接成80mm～120mm×80mm～120mm的钢筋网。

9.根据权利要求1或2所述的水泥混凝土桥面复合铺装结构，其特征是：所述的钢筋网(6)位于所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层(3)的中部。

10.根据权利要求1或2所述的水泥混凝土桥面复合铺装结构，其特征是：所述的轻质聚合物水泥混凝土过渡层(3)的厚度为5cm～8cm，所述的沥青混凝土铺装层的厚度为3cm～5cm。