CN103981806B - 一种铺装融冰功能层的桥面结构及应用其融冰的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铺装融冰功能层的桥面结构及应用其融冰的方法。该铺装融冰功能层的桥面结构包括钢筋网格、水泥混凝土层、防水涂料层、导电骨料层、沥青铺装层；钢筋网格为三层式长方体结构，下层嵌入水泥混凝土层中；中层填充导电骨料组成的水泥混凝土层，上层设置在沥青铺装层中；表面未处理的钢筋网格铺设在桥面横截面两端，距离桥面外侧边缘各a＝20～100cm；经表面涂塑处理的钢筋网格铺设在桥面中部，桥面两端的表面未处理的钢筋网格分别接入电源的正负极。本发明铺装融冰功能层的桥面结构通电后产生热量加热沥青铺装层，从而实现融冰功能，有利于冬季行车安全；避免因撒融雪剂导致的桥面钢筋锈蚀现象。

Description

一种铺装融冰功能层的桥面结构及应用其融冰的方法
技术领域
本发明涉及一种道路路面结构与施工方法，特别是涉及一种水泥混凝土层与沥青铺装层之间的设有融冰功能层的桥面结构和应用其融冰的方法。
背景技术
冬季桥面结冰，威胁行车安全；为了防止雪后凝冰，需要在桥面撒布融雪剂，但融雪剂容易渗入桥面结构，腐蚀桥面钢筋，威胁桥梁结构安全。因此，迫切需要寻找其他融冰方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有避免因撒融雪剂导致的桥面钢筋锈蚀，并有效融冰，保证行车安全的铺装融冰功能层的桥面结构及应用其融冰的方法。
本发明的融冰功能层设置在水泥混凝土层与沥青铺装层之间，融冰功能层通电后产生热量加热沥青铺装层，从而实现融冰功能，有利于冬季行车安全；本发明融冰功能层同时具有排水作用，渗入沥青铺装层与桥面之间的雨水可以经由导电骨料间隙中排出。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种铺装融冰功能层的桥面结构，其特征在于，包括钢筋网格、水泥混凝土层、防水涂料层、导电骨料层、沥青铺装层；所述钢筋网格为三层式长方体结构，下层嵌入水泥混凝土层中；中层填充导电骨料组成导电骨料层，上层设置在沥青铺装层中；水泥混凝土层与导电骨料层之间设有防水涂料层；钢筋网格的每条边长为10mm～20mm；按质量百分比计，所述导电骨料层采用含铁量为5％～10％的铁矿石组成；其中钢筋网格由表面未处理的钢筋网格和经表面涂塑处理的钢筋网格组成；其中表面未处理的钢筋网格铺设在桥面横截面两端，距离桥面外侧边缘的长度a＝20～100cm；经表面涂塑处理的钢筋网格铺设在桥面中部，桥面两端的表面未处理的钢筋网格分别接入电源的正负极。
为进一步实现本发明的目的，优选地，所述防水涂料层采用聚氨酯或环氧树脂；洒布量为0.1kg/m2～1.0kg/m2。
所述钢筋网格的钢筋直径为1mm～10mm。
所述铁矿石粒径为9.5mm～13.2mm。
所述沥青铺装层的厚度为25mm～40mm。
所述钢筋网格横向截面的两个边长都为10mm～100mm；第一层与第二层网格间距为10mm～30mm；第二层与第三层网格间距为10mm～30mm；第三层与第四层网格间距为10mm～40mm。
所述沥青铺装层的厚度为比第三层与第四层钢筋网格间距大10mm～30mm。
所述经表面涂塑处理的钢筋网格中的涂塑材料为厚度0.1mm～1.0mm的聚乙烯树脂(PE)、乙烯－丙烯酸共聚物(EAA)、环氧树脂(EP)、无毒聚丙烯(PP)或无毒聚氯乙烯(PVC)。
一种应用所述铺装融冰功能层的桥面结构的融冰方法：当桥面铺装表面温度低于0℃时，将所述铺装融冰功能层的桥面结构中桥面两端的表面未处理的钢筋网格分别接入电源的正负极，控制电源的电压为12‐48伏，通过导电骨料加热沥青铺装层，使得铺装层表面温度维持在0℃～3℃。
与现有技术相比，本发明具有下述优点及有益效果：
(1)本发明铺装融冰功能层的桥面结构通电后产生热量加热沥青铺装层，从而实现融冰功能，有利于冬季行车安全；避免因撒融雪剂导致的桥面钢筋锈蚀现象；
(2)钢筋网格的联结和补强作用，可以减薄沥青铺装层厚度，提高了加热的有效性，有利于融冰；
(3)本发明融冰功能层同时具有排水作用，渗入沥青铺装层与桥面之间的雨水可以经由导电骨料间隙中排出。
附图说明
图1为铺装融冰功能层的桥面结构的结构示意图。
图2为图1中的钢筋网格的示意图。
图3为图1中的钢筋网格横向截面示意图。
图中示出：钢筋网格1、水泥混凝土层2、防水涂料层3、导电骨料层4、沥青铺装层5、表面未处理的钢筋网格6和经表面涂塑处理的钢筋网格7。
具体实施方式
为更好理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。其它任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
如图1所示，在水泥混凝土层2施工过程中，在水泥混凝土初凝前安装钢筋网格1；待桥面水泥混凝土养生完毕，洒布防水涂料层3。待防水涂料固化后，采用碎石撒布车在钢筋网格1的中层填充导电骨料层4。最后，施工沥青铺装层5，使得钢筋网格1的上层嵌入沥青铺装层中。
其中，防水涂料采用聚氨酯、环氧树脂等热固性材料。洒布量为0.1kg/m2～1.0kg/m2。
导电骨料采用含铁量为5％～10％的铁矿石，粒径为9.5mm～13.2mm。
如图2所示，钢筋网格1为四层式框架结构。所有钢筋直径为均为1mm～10mm。自下而上，第一层网格嵌入水泥混凝土中；第二层网格与水泥混凝土层齐平；第二层与第三层网格之间填充导电骨料；第三层与第四层网格之间填充沥青混凝土铺装层。钢筋网格1横向截面中两个边长b和c都为10mm～100mm；第一层与第二层网格间距f为10mm～30mm；第二层与第三层网格间距e为10mm～30mm；第三层与第四层网格间距d为10mm～40mm。
沥青铺装层的厚度为比第三层与第四层钢筋网格间距d大10mm～30mm。
经表面涂塑处理的钢筋网格7中的涂塑材料为厚度为0.1mm～1.0mm的聚乙烯(PE)树脂、乙烯－丙烯酸共聚物(EAA)、环氧树脂(EP)、无毒聚丙烯(PP)或无毒聚氯乙烯(PVC)等有机物。
如图3所示，钢筋网格1分为两种类型，经表面涂塑处理的钢筋网格7和表面未处理的钢筋网格6。其中，表面未处理的钢筋网格6铺设在桥面横截面两端，距离桥面外侧边缘的长度a＝20～100cm范围内，起导电作用。经表面涂塑处理的钢筋网格7铺设在桥面中部，起固定导电骨料和联结水泥混凝土、导电骨料和沥青铺装层作用。
当桥面铺装表面温度低于0℃时，将桥面两端的钢筋网格6分别接入电源的正负极，控制电源的电压为12-48伏，通过导电骨料加热沥青铺装层，使得铺装层表面温度维持在0℃～3℃，从而起到持续融冰功能。
实施例1
在某高速公路水泥混凝土层上，实施了本发明融冰功能层。该桥面的面积为220m2。
(1)桥面铺装融冰功能层结构与材料
如图1所示，在水泥混凝土层2施工过程中，在水泥混凝土初凝前安装钢筋网格1；待桥面水泥混凝土养生完毕，洒布防水涂料组成防水涂料层3，其中，防水涂料采用聚氨酯材料，洒布量为0.1kg/m2。待防水涂料固化后，采用碎石撒布车在钢筋网格1的中层填充导电骨料组成导电骨料层4。最后，施工沥青铺装层5，使得钢筋网格1的上层嵌入沥青铺装层中。
导电骨料采用含铁量为5％的铁矿石，粒径为9.5mm～13.2mm。
如图2所示，钢筋网格1为四层式框架结构。所有钢筋直径为均为1mm～10mm。自下而上，第一层网格嵌入水泥混凝土中；第二层网格与水泥混凝土层齐平；第二层与第三层网格之间填充导电骨料；第三层与第四层网格之间填充沥青混凝土铺装层。钢筋网格1的横线截面两个边长b和c为10mm；第一层与第二层网格间距f为10mm；第二层与第三层网格间距e为10mm；第三层与第四层网格间距d为10mm。
沥青铺装层的厚度为比第三层与第四层钢筋网格间距d大10mm。
经表面涂塑处理的钢筋网格7中的涂塑材料为厚度为0.1mm的聚乙烯(PE)树脂材料。
钢筋网格1分为两种类型，即表面涂塑处理的钢筋网格7和表面未处理的钢筋网格6。其中，表面未处理的钢筋网格6铺设在桥面纵向两端各a＝20cm范围内，起导电作用。表面涂塑处理的钢筋网格7铺设在桥面纵向中部，起固定导电骨料和联结水泥混凝土、导电骨料和沥青铺装层作用。
(2)桥面铺装融冰功能层加热方法
将桥面两端的钢筋网格6分别接入电源的正负极，导电骨料通电后加热沥青铺装层，从而具有融冰功能。
现场测试表面，电源电压12伏，通电2小时后220m2桥面沥青铺装层表面由0℃，升温至0.5℃。该升温速度保证了有效融冰，利于冬季行车安全；由于避免了使用融雪剂，该方法不会对桥面钢筋锈蚀现象；本发明融冰功能层同时具有排水作用，渗入沥青铺装层与桥面之间的雨水可以经由导电骨料间隙中排出。由于钢筋网格的联结和补强作用，可以减薄沥青铺装层厚度。
实施例2
在某市政道路水泥混凝土层上，实施了本发明融冰功能层。该桥面的面积为138m2。
(1)桥面铺装融冰功能层结构与材料
如图1所示，在水泥混凝土层2施工过程中，在水泥混凝土初凝前安装钢筋网格1；待桥面水泥混凝土养生完毕，洒布防水涂料3。待防水涂料固化后，采用碎石撒布车在钢筋网格2的中层填充导电骨料4。最后，施工沥青铺装层5，使得钢筋网格1的上层嵌入沥青铺装层中。
其中，防水涂料采用环氧树脂材料。洒布量为1.0kg/m2。
导电骨料采用含铁量为10％的铁矿石，粒径为9.5mm～13.2mm。
如图2所示，钢筋网格1为四层式框架结构。所有钢筋直径为均为10mm。自下而上，第一层网格嵌入水泥混凝土中；第二层网格与水泥混凝土层齐平；第二层与第三层网格之间填充导电骨料；第三层与第四层网格之间填充沥青混凝土铺装层。钢筋网格1的横线截面两个边长b和c为100mm；第一层与第二层网格间距f为30mm；第二层与第三层网格间距e为30mm；第三层与第四层网格间距d为40mm。
沥青铺装层的厚度为比第三层与第四层钢筋网格间距d大30mm。
经表面涂塑处理的钢筋网格7中的涂塑材料为厚度为1.0mm的乙烯－丙烯酸共聚物(EAA)材料。
钢筋网格1分为两种类型，即表面涂塑处理的钢筋网格7和表面未处理的钢筋网格6。其中，表面未处理的钢筋网格6铺设在桥面纵向两端各a＝100cm范围内，起导电作用。表面涂塑处理的钢筋网格7铺设在桥面纵向中部，起固定导电骨料和联结水泥混凝土、导电骨料和沥青铺装层作用。
(2)桥面铺装融冰功能层加热方法
将桥面两端的表面未处理的钢筋网格6分别接入电路的正负极，导电骨料通电后加热沥青铺装层，从而具有融冰功能。
现场测试表面，电源电压48伏，通电2小时后138m2桥面沥青铺装层表面由0℃，升温至2℃，该升温速度保证了有效融冰，利于冬季行车安全；由于避免了使用融雪剂，该方法不会对桥面钢筋锈蚀现象；本发明融冰功能层同时具有排水作用，渗入沥青铺装层与桥面之间的雨水可以经由导电骨料间隙中排出。由于钢筋网格的联结和补强作用，可以减薄沥青铺装层厚度。

Claims (9)

1.一种铺装融冰功能层的桥面结构，其特征在于，包括钢筋网格、水泥混凝土层、防水涂料层、导电骨料层、沥青铺装层；所述钢筋网格为三层式长方体结构，下层嵌入水泥混凝土层中；中层填充导电骨料组成导电骨料层，上层设置在沥青铺装层中；水泥混凝土层与导电骨料层之间设有防水涂料层；钢筋网格的每条边长为10mm～20mm；按质量百分比计，所述导电骨料层采用含铁量为5％～10％的铁矿石组成；其中钢筋网格由表面未处理的钢筋网格和经表面涂塑处理的钢筋网格组成；其中表面未处理的钢筋网格铺设在桥面横截面两端，距离桥面外侧边缘的长度a＝20～100cm；经表面涂塑处理的钢筋网格铺设在桥面中部，桥面两端的表面未处理的钢筋网格分别接入电源的正负极。
2.根据权利要求1所述的铺装融冰功能层的桥面结构，其特征在于，所述防水涂料层采用聚氨酯或环氧树脂；洒布量为0.1kg/m2～1.0kg/m2。
3.根据权利要求1所述的铺装融冰功能层的桥面结构，其特征在于，所述钢筋网格的钢筋直径为1mm～10mm。
4.根据权利要求1所述的铺装融冰功能层的桥面结构，其特征在于，所述铁矿石粒径为9.5mm～13.2mm。
5.根据权利要求1所述的铺装融冰功能层的桥面结构，其特征在于，所述沥青铺装层的厚度为25mm～40mm。
6.根据权利要求1所述的铺装融冰功能层的桥面结构，其特征在于，所述钢筋网格横向截面的两个边长都为10mm～100mm；第一层与第二层网格间距为10mm～30mm；第二层与第三层网格间距为10mm～30mm；第三层与第四层网格间距为10mm～40mm。
7.根据权利要求1所述的铺装融冰功能层的桥面结构，其特征在于，所述沥青铺装层的厚度为比第三层与第四层钢筋网格间距大10mm～30mm。
8.根据权利要求1所述的铺装融冰功能层的桥面结构，其特征在于，所述经表面涂塑处理的钢筋网格中的涂塑材料为厚度0.1mm～1.0mm的聚乙烯树脂、乙烯－丙烯酸共聚物、环氧树脂、无毒聚丙烯或无毒聚氯乙烯。
9.一种应用权利要求1‐8任一项所述铺装融冰功能层的桥面结构的融冰方法，其特征在于，当桥面铺装表面温度低于0℃时，将所述铺装融冰功能层的桥面结构中桥面两端的表面未处理的钢筋网格分别接入电源的正负极，控制电源的电压为12‐48伏，通过导电骨料加热沥青铺装层，使得铺装层表面温度维持在0℃～3℃。
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