CN103669202A - 路桥伸缩缝构造 - Google Patents

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本发明公开一种路桥伸缩缝构造，包括一沿桥纵向的截面为丄形的丄形板构件；所述丄形板构件的两翼板横向延伸至桥面铺装层基体内，腹板向上延伸至与桥面铺装层上表面平齐，所述翼板上由下至上依次铺设有垫层和防护耐磨层并与桥面铺装层纵向接合，所述伸缩缝槽口及两侧填充弹性层密封；本发明的路桥伸缩缝构造，具有施工方便、设计合理，效率较高的特点，同时具有能够较好的承受车辆载荷，弹性好，表面平整美观等特点，并且具有较好的防水、抗老化、抗疲劳、抗冲击、抗腐蚀的特性。根据伸缩缝的特点，通过采用不同组分及配比的三种材料，根据不同的受力条件及状态进行分层铺装，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。

Description

路桥伸缩缝构造
技术领域
本发明属于建筑结构和桥梁路桥工程领域，特别涉及一种路桥伸缩缝构造。 
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。伸缩缝装置是桥梁上部结构的薄弱部位，直接承受车辆荷载的反复作用，且受到各种自然和外部因素的影响。桥面变形在伸缩装置处产生的应力较大，如果伸缩装置没有一定的强度，很容易遭到损坏，同样，如果伸缩缝处的平整度如果不好，在车辆荷载的作用下，易受到较大的冲击，也容易损坏。由于混凝土收缩徐变，各种载荷引起的挠度、基层不均匀层降、桥面纵坡及行车自动力等因素的影响，伸缩缝出现早期破坏，缝体变形和现浇混凝土表面局部剥落等病害尤为常见；另一方面，随着桥龄的增长，由于环境、气候等自然因素的作用，日益增加的交通量及重车、超重车过桥数量的不断增加，和人为事故等因素，也使得伸缩缝发生破坏的概率偏大。伸缩缝一旦出现损坏，不仅使同行者感到不舒适，缺乏安全感，而且由于其损坏导致的车辆对上部结构件的冲击，在恶化行车状况的同时，还会影响到桥梁主体结构的受力，降低桥梁使用寿命，这时就得修补或进行彻底更换，否则就会对正常交通造成严重影响，造成不同程度的经济损失和不良影响，甚至会危及桥梁安全，传统的伸缩缝构造耐候性不好，不能长期受热，在长期阳光照射下易老化，抗老化性能不好，使用寿命明显缩短；在高湿环境下容易产生气泡和裂纹。 
因此，需要一种路桥伸缩缝构造，具有较高的粘附性、优良的弹性和延展性、良好的高低温性能、具有一定的韧性的情况下，能同时具有较好的耐候性，使其能长期受热，避免受紫外线照射而老化，增强抗老化性能，延长其使用寿 命；解决在高湿环境下产生气泡和裂纹的问题，同时具有施工方便、设计合理，效率较高的特点，能够较好的承受车辆载荷，弹性好，表面平整美观等特点，并且具有较好的防水、抗老化、抗疲劳、抗冲击、抗腐蚀的特性。 
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种路桥伸缩缝构造，具有较高的粘附性、优良的弹性和延展性、良好的高低温性能、具有一定的韧性的情况下，能同时具有较好的耐候性，使其能长期受热，避免受紫外线照射而老化，增强抗老化性能，延长其使用寿命；解决在高湿环境下产生气泡和裂纹的问题，同时具有施工方便、设计合理，效率较高的特点，能够较好的承受车辆载荷，弹性好，表面平整美观等特点，并且具有较好的防水、抗老化、抗疲劳、抗冲击、抗腐蚀的特性。 
本发明的目的在于提供一种路桥伸缩缝构造，包括一沿桥纵向的截面为丄形的丄形板构件；所述丄形板构件的两翼板横向延伸至桥面铺装层基体内，腹板向上延伸至与桥面铺装层上表面平齐，所述翼板上由下至上依次铺设有垫层和防护耐磨层并与桥面铺装层纵向接合，所述伸缩缝槽口及两侧填充弹性层密封，所述垫层材料包括聚氨酯预聚体、钢渣、天然砂砾；所述防护耐磨层材料包括改性沥青、六甲基磷酰三胺、锤磨玻纤、纳米TiO2、氧化钙，所述弹性层材料包括聚氨酯预聚体、汉麻杆芯木质纤维素、石蜡、分子筛； 
进一步，所述改性沥青、天然砂砾、钢渣的质量比为1：2～5:1～3；所述防护耐磨层的聚氨酯预聚体、六甲基磷酰三胺、锤磨玻纤、纳米TiO2、氧化钙质量比为8～12：4～6:1～3：1～2：1；所述弹性层的聚氨酯预聚体、汉麻杆芯木质纤维素、石蜡、分子筛的质量比为4～8:1～3：2～4：1； 
进一步所述改性沥青、天然砂砾、钢渣的质量比为1：4:2；所述防护耐磨层的聚氨酯预聚体、六甲基磷酰三胺、锤磨玻纤、纳米TiO2、氧化钙质量比为10：5:2：1.5：1；所述弹性层的聚氨酯预聚体、汉麻杆芯木质纤维素、石蜡、分子筛的质量比为6:2：3：1； 
进一步，所述丄形板构件的腹板上设置有通孔，沿桥面铺装层侧壁横向设 置有分别与垫层和耐磨层固定连接的剪力钉，所述垫层和防护耐磨层结合部分别以互补形波纹状相互嵌合； 
进一步，所述防护耐磨层的厚度为9cm； 
进一步，所述丄形板构件的腹板及翼板厚度均为1.2-1.5cm； 
进一步，所述丄形板构件的腹板及翼板厚度均为1.3cm。 
本发明的有益效果：本发明的路桥伸缩缝构造，具有施工方便、设计合理，效率较高的特点，同时具有能够较好的承受车辆载荷，弹性好，表面平整美观等特点，并且具有较好的防水、抗老化、抗疲劳、抗冲击、抗腐蚀的特性。根据伸缩缝的特点，通过采用不同组分及配比的三种材料，根据不同的受力条件及状态进行分层铺装，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。其优良特性表现为： 
1、采用丄形板构件作为中间连接件，具备一定的密封性，同时增加伸缩缝的整体强度，增加伸缩缝两侧的密封强度以及承受外力的能力，增强上层铺装层的强度和牢度，减少桥面变形的几率，丄形板构件腹板上的通孔可有效增强填充层材料与腹板之间的把合力，进一步提高强度和承载力，另外，此结构也便于伸缩缝的维修和更换，更简单快捷，也便于检查和清除缝下沟槽的污物。 
2、伸缩缝内填充料采用分层填充，且各层的材料组分不同，且经过试验和优化设计配比，使其劈裂强度比高、残留稳定度大、抗车辙等性能良好，增强伸缩缝的承载能力。防护耐磨层的耐磨性更好，且能有效吸收紫外线，以增强其耐候性能，提高抗老化性能，有效延长填缝料的使用寿命。垫层与耐磨层材料之间相互协同作用，具有弹性、粘结性及耐久、耐候性，能长期经受拉伸、压缩和振动作用，粘结力强，能长期受热，避免受紫外线照射而老化，增强抗老化性能，延长其使用寿命；解决在高湿环境下产生气泡和裂纹的问题，能经受接缝处热胀冷缩反复拉伸、压缩而不被破坏以及施工方便，具有较高的粘附性、优良的弹性和延展性、良好的高低温性能等优点。 
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为本发明的截面结构示意图； 
图2为腹板的侧视图。 
具体实施方式
图1为本发明截面的结构示意图，图2为腹板的侧视图，如图所示，本实施例的路桥伸缩缝构造，包括一沿桥纵向的截面为丄形的丄形板构件；所述丄形板构件的两翼板横向延伸至桥面铺装层基体内，腹板2向上延伸至与桥面铺装层1上表面平齐，所述翼板上由下至上依次铺设有垫层3和防护耐磨层4并与桥面铺装层1纵向接合，所述伸缩缝7槽口6及两侧填充弹性层密封5；丄形板构件可采用钢材制成，也可以是强度较高的非钢材料，比如高分子等等；采用丄形板构件作为中间连接件，具备一定的密封性，同时增加伸缩缝的整体强度，增加伸缩缝两侧的密封强度以及承受外力的能力，增强上层铺装层的强度和牢度，减少桥面变形的几率；另外，此结构也便于伸缩缝的维修和更换，更简单快捷，也便于检查和清除缝下沟槽的污物；所述垫层3材料包括改性沥青、钢渣、天然砂砾；钢渣属于碱性集料，同时由于钢渣具有多孔的物理特征，因此与沥青的粘附性能非常好；所述防护耐磨层4材料包括改性沥青、六甲基磷酰三胺、锤磨玻纤、纳米TiO2、氧化钙；所述弹性层5材料包括聚氨酯预聚体、汉麻杆芯木质纤维素、分子筛、石蜡；通过光稳定剂屏障或抑制光氧化还原或光老化过程，并与无机纳米氧化物协同增效，提高耐紫外线老化性能，汉麻杆芯木质纤维素是指将汉麻杆芯粉碎至800-1000目的超细粉；锤磨玻纤的纤维直径为8-12，增强其抗紫外线能力，以增强其耐候性能，提高抗老化性能。根据伸缩缝的特点，采用不同组分及配比的三种材料，通过铺装层材料组分间协同作用以增强填缝料的抗紫外线能力，以增强其耐候性能，提高抗老化性能，有效延长伸缩缝的使用寿命，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。 
本实施例中，所述垫层3的改性沥青、天然砂砾、钢渣的质量比为1：2～5:1～3；所述防护耐磨层4的聚氨酯预聚体、六甲基磷酰三胺、锤磨玻纤、纳米TiO2、氧化钙质量比为8～12：4～6:1～3：1～2：1；所述弹性层5的聚氨 酯预聚体、汉麻杆芯木质纤维素、石蜡、分子筛的质量比为4～8:1～3：2～4：1；经过试验和优化设计配比，使其劈裂强度比高、残留稳定度大、抗车辙等性能良好，增强伸缩缝的承载能力。 
抗剪切疲劳性能测试 
在实际路面中填缝料除受拉伸压缩循环作用外,还会在车轮作用受到垂直路面方向的剪切循环作用,剪切疲劳试验用以模拟这种剪切疲劳作用,考察填缝料经受剪切循环后的粘结性能。 
剪切疲劳测试结果: 
Figure 20131069800281000021
注：试件没有出现破坏时，实验加载300次后停止。 
力学性能测试 
由于水泥混凝土路面板块会随温度的升降发生膨胀和收缩,用作填缝料的材料必须有良好的拉伸性能,同时与水泥混凝土有优良的粘结性能,否则填缝料很容易与水泥混凝土剥离,使填缝料失去密封功能。本实施例的弹性层具有以下性能： 
性能指标 对比材料 本发明
拉伸强度MPa 4.26 4.59
最大伸长率% 658 890
粘帖强度MPa 1.55 2.5
经过剪切疲劳试验,本实施例的伸缩缝在经受300次的剪切疲劳循环后仍没有遭到破坏,耐疲劳性能优良。 
本实施例中，所述垫层3的改性沥青、天然砂砾、钢渣的质量比为1：4:2；所述防护耐磨层4的聚氨酯预聚体、六甲基磷酰三胺、锤磨玻纤、纳米TiO2、 氧化钙质量比为10：5:2：1.5：1；所述弹性层5的聚氨酯预聚体、汉麻杆芯木质纤维素、石蜡、分子筛的质量比为6:2：3：1；为优选配比。 
本实施例中，所述丄形板构件的腹板2上设置有通孔9；填充铺设的两种材料层可贯穿通孔9并与腹板2粘接固定，增强把合力，进而增强丄形板构件的连接稳固性，增强粘接牢固性；多个通孔9沿腹板2等距错位排列；沿桥面铺装层1侧壁横向设置有分别与垫层3和耐磨层4固定连接的剪力钉8；增强上两层填料与桥面铺装层1的纵向粘接牢固度；所述垫层(3)和防护耐磨层(4)结合部分别以互补形波纹状相互嵌合；增强所述垫层和防护耐磨层的把合度，避免各层剥落，脱离。 
本实施例中，所述防护耐磨层4的厚度为9cm；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，耐磨性等特性较好，伸缩缝较现有的伸缩缝构造使用寿命明显延长。 
本实施例中，所述丄形板构件的腹板2及翼板厚度均为1.2-1.5cm；牢固性好，也便于在腹板2上打孔。 
本实施例中，所述丄形板构件的腹板2及翼板厚度均为1.3cm。 
实施例一 
本实施例的路桥伸缩缝构造，所述垫层3的改性沥青、天然砂砾、钢渣的质量比为1：4:2；所述防护耐磨层4的聚氨酯预聚体、六甲基磷酰三胺、锤磨玻纤、纳米TiO2、氧化钙质量比为10：5:2：1.5：1；所述弹性层5的聚氨酯预聚体、汉麻杆芯木质纤维素、石蜡、分子筛的质量比为6:2：3：1。 
本实施例的用于前述路桥伸缩缝构造，具有较高的粘附性、优良的弹性和延展性、良好的高低温性能、具有一定的韧性的情况下，能同时具有较好的耐候性，使其能长期受热，避免受紫外线照射而老化，增强抗老化性能，延长其使用寿命；解决在高湿环境下不易产生气泡和裂纹的问题。 
实施例二 
本实施例的路桥伸缩缝构造，所述垫层3的改性沥青、天然砂砾、钢渣的质量比为1：2:1；所述防护耐磨层4的聚氨酯预聚体、六甲基磷酰三胺、锤磨 玻纤、纳米TiO2、氧化钙质量比为8：4:1：1：1；所述弹性层5的聚氨酯预聚体、汉麻杆芯木质纤维素、石蜡、分子筛的质量比为4:1：2：1。 
本实施例的用于前述路桥伸缩缝构造，具有较高的粘附性、优良的弹性和延展性、良好的高低温性能、具有一定的韧性的情况下，能同时具有较好的耐候性，使其能长期受热，避免受紫外线照射而老化，增强抗老化性能，延长其使用寿命；解决在高湿环境下不易产生气泡和裂纹的问题，效果较例一略差。 
本实施例的路桥伸缩缝构造，所述垫层3的改性沥青、天然砂砾、钢渣的质量比为1：5:3；所述防护耐磨层4的聚氨酯预聚体、六甲基磷酰三胺、锤磨玻纤、纳米TiO2、氧化钙质量比为12：6:3：2：1；所述弹性层5的聚氨酯预聚体、汉麻杆芯木质纤维素、石蜡、分子筛的质量比为8:3：4：1； 
本实施例的用于前述路桥伸缩缝构造，具有较高的粘附性、优良的弹性和延展性、良好的高低温性能、具有一定的韧性的情况下，能同时具有较好的耐候性，使其能长期受热，避免受紫外线照射而老化，增强抗老化性能，延长其使用寿命；解决在高湿环境下不易产生气泡和裂纹的问题，效果与例二相近。 
实施例四 
本实施例的路桥伸缩缝构造，所述垫层3的改性沥青、天然砂砾、钢渣的质量比为1：2.5:3；所述防护耐磨层4的聚氨酯预聚体、六甲基磷酰三胺、锤磨玻纤、纳米TiO2、氧化钙质量比为10：6:1：2：1；所述弹性层5的聚氨酯预聚体、汉麻杆芯木质纤维素、石蜡、分子筛的质量比为7:3：2：1。 
本实施例的用于前述路桥伸缩缝构造，具有较高的粘附性、优良的弹性和延展性、良好的高低温性能、具有一定的韧性的情况下，能同时具有较好的耐候性，使其能长期受热，避免受紫外线照射而老化，增强抗老化性能，延长其使用寿命；解决在高湿环境下不易产生气泡和裂纹的问题，效果与例三相近。 
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 (7)

1.一种路桥伸缩缝构造，其特征在于：包括一沿桥纵向的截面为丄形的丄形板构件；所述丄形板构件的两翼板横向延伸至桥面铺装层(1)基体内，腹板(2)向上延伸至与桥面铺装层(1)上表面平齐，所述翼板上由下至上依次铺设有垫层(3)和防护耐磨层(4)并与桥面铺装层(1)纵向接合，所述伸缩缝槽口(6)及两侧填充弹性层(5)密封，所述垫层(3)材料包括改性沥青、钢渣、天然砂砾；所述防护耐磨层(4)材料包括聚氨酯预聚体、六甲基磷酰三胺、锤磨玻纤、纳米TiO2、氧化钙，所述弹性层(5)材料包括聚氨酯预聚体、汉麻杆芯木质纤维素、石蜡、分子筛。 
2.根据权利要求1所述的路桥伸缩缝构造，其特征在于：所述垫层(3)的改性沥青、天然砂砾、钢渣的质量比为1：2～5:1～3；所述防护耐磨层(4)的聚氨酯预聚体、六甲基磷酰三胺、锤磨玻纤、纳米TiO2、氧化钙质量比为8～12：4～6:1～3：1～2：1；所述弹性层(5)的聚氨酯预聚体、汉麻杆芯木质纤维素、石蜡、分子筛的质量比为4～8:1～3：2～4：1。 
3.根据权利要求2所述的路桥伸缩缝构造，其特征在于：所述垫层(3)的改性沥青、天然砂砾、钢渣的质量比为1：4:2；所述防护耐磨层(4)的聚氨酯预聚体、六甲基磷酰三胺、锤磨玻纤、纳米TiO2、氧化钙质量比为10：5:2：1.5：1；所述弹性层(5)的聚氨酯预聚体、汉麻杆芯木质纤维素、石蜡、分子筛的质量比为6:2：3：1。 
4.根据权利要求3所述的路桥伸缩缝构造，其特征在于：所述丄形板构件的腹板上设置有通孔(9)，沿桥面铺装层(1)侧壁横向设置有分别与垫层(3)和耐磨层(4)固定连接的剪力钉(8)，所述垫层(3)和防护耐磨层(4)结合部分别以互补形波纹状相互嵌合。 
5.根据权利要求4所述的路桥伸缩缝构造，其特征在于：所述防护耐磨层(4)的厚度为9cm。 
6.根据权利要求5所述的路桥伸缩缝构造，其特征在于：所述丄形板构件的腹板(2)及翼板厚度均为1.2-1.5cm。 
7.根据权利要求6所述的路桥伸缩缝构造，其特征在于：所述丄形板构件的腹板(2)及翼板厚度均为1.3cm。 
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