CN103288385B - 桥梁用伸缩缝材料及伸缩缝构造 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁用伸缩缝材料及伸缩缝构造，包括用于从下到上依次铺于伸缩缝的a类材料和b类材料；a类材料包括改性沥青、级配碎石和矿粉，b类材料包括橡胶粒、特细石英砂与热改性沥青，本发明根据伸缩缝的特点，采用不同组分及配比的两种材料，根据不同的受力条件及状态进行铺装，具有良好的耐久性，施工快捷简单,能很好的满足伸缩缝性能要求,不需装设专门伸缩构件，更为适用于伸缩量不超过60mm的中、小跨径桥梁，且桥面铺装为沥青混凝土；本发明青伸缩缝施工速度快，施工效率高，行车舒适性更好；并且具有较好的防水、抗老化、抗疲劳、抗冲击、抗腐蚀的特性。

Description

桥梁用伸缩缝材料及伸缩缝构造

技术领域

本发明属于建筑结构和桥梁道路工程领域，特别涉及一种桥梁用伸缩缝材料及伸缩缝构造。 

背景技术

桥梁是道路交通必不可少的设施，为保证在气温变化、混凝土收缩与徐变、以及荷载作用等因素影响下，桥跨结构能够按静力图式自由地变形，并保证车辆平稳通过，应在两相邻梁端之间、梁端与桥台背墙之间设置伸缩缝，并在伸缩缝处设置伸缩装置。 

桥梁伸缩缝应满足下列要求： 

（1）能够满足桥梁自由伸缩的要求，保证有足够的伸缩量； 

（2）伸缩装置牢固可靠，与桥梁结构连为整体，抗冲击，经久耐用； 

（3）桥面平坦，行驶性良好，车辆驶过时应平顺，无突跳和噪音； 

（4）具有能够安全防水和排水的构造，有效防止雨水渗入； 

（5）能有效防止垃圾渗入阻塞。对于敞露式的伸缩缝要便于检查和清除缝下沟槽的污物； 

（6）构造简单，施工、安装方便，且养护、修理与更换方便； 

（7）经济价廉。 

现有技术中，公路和城市桥梁中使用的伸缩缝种类繁多，主要类型：U形锌铁皮式伸缩缝、钢板式伸缩缝、梳齿型伸缩缝、TST弹性体柔性伸缩缝等类型。 

传统桥梁伸缩缝是用钢材作为跨缝材料，能直接承受车轮荷载，抗冲击能力强，能够适应较大范围的梁端变形，但存在以下缺点： 

（1）平整度不高，伸缩缝与桥梁结构焊接，施工时间长，中断交通时间长； 

（2）伸缩缝的构造复杂，不便于检查和清除缝下沟槽的污物； 

（3）检修及更换困难，传统伸缩缝更换一般要切割钢筋。 

随着桥梁的增加，大量的景观桥、中小桥采用传统的桥梁伸缩缝，势必会出现桥梁伸缩缝施工时间长，交通封闭时间长，影响市民通行的问题；特别是桥梁伸缩缝养护时间长，导致交通堵塞甚至局部交通瘫痪，以及桥梁伸缩缝沟槽污物堵塞，导致路面积水，影响交通和城市美观。 

因此，需要一种桥梁用伸缩缝材料及伸缩缝构造，该材料用于伸缩缝应具有施工方便、效率较高的特点，且与沥青铺装路面刚度接近，具有较好的行车舒适性，同时，具有较好的防水、抗老化、抗疲劳、抗冲击、抗腐蚀的特性。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种桥梁用伸缩缝材料及伸缩缝构造，该材料用于伸缩缝应具有施工方便、效率较高的特点，且与沥青铺装路面刚度接近，具有较好的行车舒适性，同时，具有较好的防水、抗老化、抗疲劳、抗冲击、抗腐蚀的特性。 

本发明的桥梁用伸缩缝材料，包括用于从下到上依次铺于伸缩缝的a类材料和b类材料； 

所述a类材料包括改性沥青、级配碎石和矿粉，改性沥青、级配碎石和矿粉的质量比为1:12～15:1～2； 

所述b类材料包括橡胶粒、特细石英砂与改性沥青，所述橡胶粒、特细石英砂和改性沥青的质量比为1～1.5:1～2:1。 

进一步，所述改性沥青为纳米级橡胶颗粒改性沥青； 

进一步，纳米级橡胶颗粒改性沥青中按质量比纳米级橡胶颗粒：沥青的比例为4～8:100； 

进一步，所述橡胶粒粒径为0.5cm至3cm； 

进一步，所述a类材料中改性沥青、级配碎石和矿粉的质量比为1:13:1.5； 所述b类材料中橡胶粒、特细石英砂和改性沥青的质量比为1.2:1.5:1；所述纳米级橡胶颗粒改性沥青中按质量比纳米级橡胶颗粒：沥青的比例为3:50。 

本发明还公开了一种利用桥梁用伸缩缝材料的伸缩缝构造，包括一沿桥纵向的截面为T形的T形板构件，所述T形板构件的腹板插入到伸缩缝内，两翼板搭接于伸缩缝两侧，且T形板构件的腹板及翼板与伸缩缝两侧粘结固定，伸缩缝的槽口通过密封胶带封闭；a类材料和b类材料依次由下到上铺于T形板构件上且上表面与桥梁的表面铺装层上表面平齐并与铺装层沿纵向接合。 

进一步，所述T形板构件的腹板和翼板通过密封胶带与伸缩缝两侧壁粘接固定，所述密封胶带由纳米级橡胶颗粒改性沥青填充于伸缩缝内以及伸缩缝两侧壁与T形板构件的翼板之间的间隙形成； 

进一步，所述b类材料层的厚度为8cm； 

进一步，所述T形板构件的腹板及翼板厚度均为1.0～1.2cm。 

本发明的有益效果是：本发明的桥梁用伸缩缝材料及伸缩缝构造，根据伸缩缝的特点，采用不同组分及配比的两种材料，根据不同的受力条件及状态进行铺装，具有良好的耐久性，施工快捷简单,能很好的满足伸缩缝性能要求，不需装设专门伸缩构件，更为适用于伸缩量不超过60mm的中、小跨径桥梁，且桥面铺装为沥青混凝土；本发明的良好特性主要体现在： 

（1）纳米级橡胶颗粒改性沥青伸缩缝施工速度快，施工效率高，一个工作组的施工速度为4～6延米/小时。 

（2）纳米级橡胶颗粒改性沥青伸缩缝与沥青路面刚度接近，不会在桥头产生明显的跳车感，提供了更好的行车舒适性。 

（3）纳米级橡胶颗粒改性沥青伸缩缝不易受雨污水的影响，防水效果好。 

（4）纳米级橡胶颗粒改性沥青伸缩缝所使用的改性沥青具有抗老化、抗疲劳、抗冲击、抗腐蚀的特性。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。 

图1为本发明的伸缩缝构造截面示意图。 

具体实施方式

本实施例采用桥梁用伸缩缝材料，包括用于从下到上依次铺于伸缩缝的a类材料和b类材料； 

所述a类材料包括改性沥青、级配碎石和矿粉，改性沥青、级配碎石和矿粉的质量比为1:12～15:1～2；具有较好的耐压特性，作为基础抵抗较大的压力，延长整个伸缩缝构造的使用寿命； 

作为本实施例的级配碎石组份，具有如下表的参数： 

级配碎石 

所述b类材料包括橡胶粒、特细石英砂与改性沥青，所述橡胶粒、特细石英砂和热改性沥青的质量比为1～1.5:1～2:1；采用a类材料和b类材料的组合料，上层b类材料的组分能够保证具有较好的平整度和较高的耐磨性能，延长伸缩缝构造的使用寿命，且刚度与桥面铺装相近似，提高舒适性； 

作为本实施例的特细石英砂组份，具有如下表的参数： 

特细石英砂 

本实施例中，所述改性沥青为纳米级橡胶颗粒改性沥青；纳米级橡胶颗粒改性沥青使得本发明的材料加工简单，效率高，且材料稳定性高，抗老化、抗疲劳、抗冲击、抗腐蚀性能高； 

作为本实施例的纳米级橡胶颗粒改性沥青的纳米级橡胶颗粒组份，具有如下表的参数： 

纳米级橡胶颗粒 

指标	单位	技术要求
			颗粒粒径	nm	10-100
挥发份(≤%)	%	0.7
			灰份(≤%)	%	0.20
300%定伸应力(≥MPa)	MPa	2.2
			拉伸强度(≥MPa)	MPa	8.0
扯断伸长率(≥%)	%	550
			扯断永久变形(≤%)	%	40
邵氏硬度(A）	A	≥70
			熔体流动速率(g/10min)	min	0.00-1.00

作为本实施例的纳米级橡胶颗粒改性沥青，具有如下表的参数： 

纳米级颗粒改性沥青 

本实施例中，纳米级橡胶颗粒改性沥青中按质量比纳米级橡胶颗粒：改性沥青的比例为4～8:100； 

作为本实施例的基质沥青组份，具有如下表的参数： 

基质沥青 

本实施例中，所述橡胶粒粒径为0.5cm至3cm，该粒径不但能够保证b类材料具有一定的弹性，还能保证具有较好的把合力，从而具有较好的强度。 

本实施例中，所述a类材料中改性沥青、级配碎石和矿粉的质量比为1:13:1.5；所述b类材料中橡胶粒、特细石英砂和改性沥青的质量比为1.2:1.5:1；所述纳米级橡胶颗粒改性沥青中按质量比纳米级橡胶颗粒：沥青的比例为3:50。 

图1为本发明的伸缩缝构造截面示意图，如图所示，本发明的利用桥梁用伸缩缝材料的伸缩缝构造，包括一沿桥纵向的截面为T形的T形板构件6，所述T形板构件6的腹板插入到伸缩缝7内，T形板构件6的两翼板搭接于伸缩缝两侧，且T形板构件6的腹板及翼板与伸缩缝7两侧粘结固定，伸缩缝7的槽口通过密封胶带5封闭；a类材料3和b类材料4依次由下到上铺于T形板构件6上且上表面与桥梁的表面铺装层2上表面平齐并与铺装层2沿纵向接合。T形板构件6可采用钢材制成，也可以是强度较高的非钢材料，比如高分子等等； 

根据伸缩缝的特点，采用T形板构件作为中间连接件，增加伸缩缝的整体强度，同时，T形板构件的腹板盖在伸缩缝上且粘结在伸缩缝两侧梁的上表面，具有较好的密封性和把合性，增加伸缩缝两侧的密封强度以及承受外力的能力；避免伸缩缝与桥梁结构焊接，施工时间长，中断交通的缺点；简化伸缩缝的构造，便于检查和清除缝下沟槽的污物；由于维修更换不需要切割钢筋，因而维修更换简单快捷；由此可见，本发明无论新施工还是维修施工均具有方便、效率较高的特点，具有较好的行车舒适性，同时，具有较好的防水、抗老化、抗疲劳、抗冲击、抗腐蚀的特性。 

本实施例中，所述T形板构件6的腹板和翼板通过密封胶带5与伸缩缝7两侧壁粘接固定，所述密封胶带5由纳米级橡胶颗粒改性沥青填充于伸缩缝内以及伸缩缝7两侧壁与T形板构件6的翼板之间的间隙形成；如图所示，T形板构件6的翼板粘接在伸缩缝7对应的侧壁的梁1、1a的上表面，腹板通过密封胶带5粘接在伸缩缝7两侧壁，即相邻梁的端部；伸缩缝7的槽口封闭处理采 用T形构件6插入到伸缩缝7内并粘结牢固，施工快捷，性能牢固；伸缩缝7的槽口采用改性沥青密封胶带封闭，提高伸缩缝的密闭性。 

作为本实施例的纳米级橡胶颗粒改性沥青形成的密封胶带，具有下表的参数： 

改性沥青密封胶带 

本实施例中，所述b类材料层的厚度为8cm； 

本实施例中，所述T形板构件的腹板及翼板厚度均为1.0-1.2cm。 

具体实施例： 

实施例一 

本发明的桥梁用伸缩缝材料，包括用于从下到上依次铺于伸缩缝的a类材料和b类材料； 

所述a类材料包括改性沥青、级配碎石和矿粉，改性沥青、级配碎石和矿 粉的质量比为1:13:1.5； 

所述b类材料包括橡胶粒、特细石英砂与改性沥青，所述橡胶粒、特细石英砂和改性沥青的质量比为1.2:1.5:1。 

a类材料和b类材料中的改性沥青为纳米级橡胶颗粒改性沥青，纳米级橡胶颗粒改性沥青中按质量比纳米级橡胶颗粒：沥青的比例为3:50，且橡胶粒粒径为0.5cm至3cm； 

本实施例用于前述的伸缩缝构造，防水效果较好，不易受雨水、污水的影响，且抗老化、抗疲劳、抗冲击、抗腐蚀等特性较好，伸缩缝较现有的伸缩缝构造使用寿命明显延长。 

实施例二 

本发明的桥梁用伸缩缝材料，包括用于从下到上依次铺于伸缩缝的a类材料和b类材料； 

所述a类材料包括改性沥青、级配碎石和矿粉，改性沥青、级配碎石和矿粉的质量比为1:12:2； 

所述b类材料包括橡胶粒、特细石英砂与改性沥青，所述橡胶粒、特细石英砂和改性沥青的质量比为1:2:1。 

a类材料和b类材料中的改性沥青为纳米级橡胶颗粒改性沥青，纳米级橡胶颗粒改性沥青中按质量比纳米级橡胶颗粒：沥青的比例为1:25，且橡胶粒粒径为0.5cm至3cm； 

本实施例用于前述的伸缩缝构造，防水效果较好，不易受雨水、污水的影响，且抗老化、抗疲劳、抗冲击、抗腐蚀等特性较好，伸缩缝较现有的伸缩缝构造使用寿命明显延长，但效果较实施例一差。 

实施例三 

本发明的桥梁用伸缩缝材料，包括用于从下到上依次铺于伸缩缝的a类材料和b类材料； 

所述a类材料包括改性沥青、级配碎石和矿粉，改性沥青、级配碎石和矿 粉的质量比为1:15:1； 

所述b类材料包括橡胶粒、特细石英砂与改性沥青，所述橡胶粒、特细石英砂和改性沥青的质量比为1.5:1:1。 

a类材料和b类材料中的改性沥青为纳米级橡胶颗粒改性沥青，纳米级橡胶颗粒改性沥青中按质量比纳米级橡胶颗粒：沥青的比例为2:25，且橡胶粒粒径为0.5cm至3cm； 

本实施例用于前述的伸缩缝构造，防水效果较好，不易受雨水、污水的影响，且抗老化、抗疲劳、抗冲击、抗腐蚀等特性较好，伸缩缝较现有的伸缩缝构造使用寿命明显延长，但效果较实施例一差，与实施例二相近似。 

本发明的材料用于伸缩缝的施工方法： 

（1）清除桥梁伸缩缝处沥青混合料、外露钢筋及多余混凝土等杂物；（2）制备纳米级橡胶颗粒改性沥青，将纳米级的橡胶颗粒添加到70号基质沥青当中，纳米级橡胶颗粒:改性沥青的比例为4～8:100，并混合均匀；（3）准备干净的级配碎石；（4）在桥梁伸缩缝处涂抹一层改性沥青，改性沥青涂抹平整；（5）将T形板构件插入到伸缩缝内（伸缩缝小于40cm时，采用1.0cm的钢板；伸缩缝大于于40cm小于60cm时，采用1.2cm的钢板），并用改性沥青密封胶带封闭缝隙粘接牢固；（6）将改性沥青与级配碎石在160℃至175℃下按前述比例拌合均匀，制备成纳米级橡胶颗粒改性沥青伸缩缝a类材料；（7）将拌合好的a类材料平铺在钢板上，平铺至距桥面铺装顶面8cm处，并碾压密实；（8）将橡胶粒、特细石英砂与改性沥青混合，制备成纳米级橡胶颗粒改性沥青b类材料；将混合均匀的材料平铺在伸缩缝处，趁热磨平，保证桥梁伸缩缝高度与路面平起。 

本发明的具体应用： 

一、都匀市师专桥桥梁伸缩缝； 

贵州省黔南州都匀市师专桥为钢筋混凝土桥梁，2011年经过加固后重新铺装了沥青混凝土路面。桥梁伸缩缝宽度为50cm，共6条，每条长度为12米。2012年9月完成，由于都匀市师专桥位于都匀市的主干道上，交通压力巨大。工程 采用夜间施工的方法，6条伸缩缝共使用2个夜晚完成。 

施工步骤包括： 

（1）清除桥梁伸缩缝处沥青混合料、外露钢筋及多余混凝土等杂物；（2）制备纳米级橡胶颗粒改性沥青，将纳米级橡胶颗粒添加到70号基质沥青当中，并混合均匀，纳米级橡胶颗粒：沥青为6：100；（3）准备干净的级配碎石；（4）在桥梁伸缩缝处涂抹一层改性沥青，改性沥青涂抹平整；（5）将厚度为1.0cm的T形钢板构件插入到伸缩缝内，并用改性沥青密封胶带封闭缝隙粘接牢固；（6）将改性沥青、级配碎石、矿粉在160℃至175℃下拌合均匀，制备成纳米级橡胶颗粒a类料，改性沥青：级配碎石：矿粉为1:12:1；（7）将拌合好的材料平铺在钢板上，平铺至桥面8cm处，并碾压密实；（8）将0.5cm至3cm粒径的橡胶粒、特细石英砂与改性沥青混合，制备成纳米级橡胶颗粒改性沥青b类料，混合比例橡胶粒：特细石英砂：改性沥青=1:2:1。将混合均匀的材料平铺在伸缩缝处，趁热磨平，保证桥梁伸缩缝高度与路面平起。 

二、都匀市西苑桥桥梁伸缩缝。 

贵州省黔南州都匀市西苑桥为钢筋混凝土桥梁，2011年重新铺装了沥青混凝土路面。桥梁伸缩缝宽度为40cm，共2条，每条长度为10米。2012年9月完成，由于都匀市西苑桥位于都匀市的主干道上，交通压力巨大。工程采用夜间施工的方法，2条伸缩缝共使用1个夜晚完成。 

施工步骤包括： 

（1）清除桥梁伸缩缝处沥青混合料、外露钢筋及多余混凝土等杂物；（2）制备纳米级橡胶颗粒改性沥青，将纳米级的橡胶颗粒添加到70号基质沥青当中，并混合均匀，纳米级橡胶颗粒：沥青为6：100；（3）准备干净的级配碎石；（4）在桥梁伸缩缝处涂抹一层改性沥青，改性沥青涂抹平整；（5）将厚度为1.2cm的T形钢板构件插入到伸缩缝内，并用改性沥青密封胶带封闭缝隙粘接牢固；（6）将改性沥青、级配碎石、矿粉在160℃至175℃下拌合均匀，制备成纳米级橡胶颗粒a类料，改性沥青：级配碎石：矿粉为1:15:1；（7）将拌合好的材料平铺 在钢板上，平铺至桥面8cm处，并碾压密实；（8）将0.5cm至3cm粒径的橡胶粒、特细石英砂与改性沥青混合，制备成纳米级橡胶颗粒改性沥青b类料，混合比例橡胶粒：特细石英砂：改性沥青=1:2:1。将混合均匀的材料平铺在伸缩缝处，趁热磨平，保证桥梁伸缩缝高度与路面平起。 

三、都匀市桃溪园桥梁伸缩缝。 

贵州省黔南州都匀市桃溪园桥为钢筋混凝土桥梁，2011年重新铺装了沥青混凝土路面。桥梁伸缩缝宽度为66cm，共6条，每条长度为11米。2012年10月完成，由于都匀市桃溪园桥位于都匀市的主干道上，交通压力巨大。工程采用夜间施工的方法，6条伸缩缝共使用2个夜晚完成。 

施工步骤包括： 

（1）清除桥梁伸缩缝处沥青混合料、外露钢筋及多余混凝土等杂物；（2）制备纳米级橡胶颗粒改性沥青，将纳米级的橡胶颗粒添加到70号基质沥青当中，并混合均匀，纳米级橡胶颗粒：沥青为5：100；（3）准备干净的级配碎石；（4）在桥梁伸缩缝处涂抹一层改性沥青，改性沥青涂抹平整；（5）将厚度为1.2cm的T形钢板构件插入到伸缩缝内，并用改性沥青密封胶带封闭缝隙粘接牢固；（6）将改性沥青、级配碎石、矿粉在160℃至175℃下拌合均匀，制备成纳米级橡胶颗粒a类料，改性沥青：级配碎石：矿粉为1:15:1；（7）将拌合好的材料平铺在钢板上，平铺至桥面8cm处，并碾压密实；（8）将0.5cm至3cm粒径的橡胶粒、特细石英砂与改性沥青混合，制备成纳米级橡胶颗粒改性沥青b类料，混合比例橡胶粒：特细石英砂：改性沥青=1.2:2:1。将混合均匀的材料平铺在伸缩缝处，趁热磨平，保证桥梁伸缩缝高度与路面平起。 

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 (2)

1.一种桥梁用伸缩缝材料，其特征在于：包括用于从下到上依次铺于伸缩缝的a类材料和b类材料；

所述a类材料包括改性沥青、级配碎石和矿粉，改性沥青、级配碎石和矿粉的质量比为1:12～15:1～2；

所述b类材料包括橡胶粒、特细石英砂与改性沥青，所述橡胶粒、特细石英砂和改性沥青的质量比为1～1.5:1～2:1；

所述改性沥青为纳米级橡胶颗粒改性沥青；纳米级橡胶颗粒改性沥青中按质量比纳米级橡胶颗粒：沥青的比例为4～8:100。

2.根据权利要求1所述的桥梁用伸缩缝材料，其特征在于：所述橡胶粒粒径为0.5cm至3cm。

3. 根据权利要求2所述的桥梁用伸缩缝材料，其特征在于：所述a类材料中改性沥青、级配碎石和矿粉的质量比为1:13:1.5；所述b类材料中橡胶粒、特细石英砂和改性沥青的质量比为1.2:1.5:1；所述纳米级橡胶颗粒改性沥青中按质量比纳米级橡胶颗粒：沥青的比例为3:50。

4. 一种利用权利要求1至3任一权利要求所述的桥梁用伸缩缝材料的伸缩缝构造，其特征在于：包括一沿桥纵向的截面为T形的T形板构件，所述T形板构件的腹板插入到伸缩缝内，两翼板搭接于伸缩缝两侧，且T形板构件的腹板及翼板与伸缩缝两侧粘结固定，伸缩缝的槽口通过密封胶带封闭；a类材料和b类材料依次由下到上铺于T形板构件上且上表面与桥梁的表面铺装层上表面平齐并与铺装层沿纵向接合；所述T形板构件的腹板和翼板通过密封胶带与伸缩缝两侧壁粘接固定，所述密封胶带由纳米级橡胶颗粒改性沥青填充于伸缩缝内以及伸缩缝两侧壁与T形板构件的翼板之间的间隙形成。

5. 根据权利要求4所述的伸缩缝构造，其特征在于：所述b类材料层的厚度为8cm。

6. 根据权利要求5所述的伸缩缝构造，其特征在于：所述T形板构件的腹板及翼板厚度均为1.0-1.2cm。