CN104652270A - 一种正交异性钢桥的桥面铺装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种正交异性钢桥的桥面铺装方法，其铺装方法包括步骤(1)在一钢桥面板上进行喷砂除锈处理，然后涂装一含云母环氧防腐层；(2)涂布一无溶剂环氧树脂防水层；(3)撒布热熔颗粒粘结层，使其部分陷入所述无溶剂环氧树脂防水层内，热熔颗粒为软化点大于150℃的高分子颗粒；(4)实施铺装细粒式沥青混合料，形成一高弹性改性沥青铺装下层；(5)撒布改性乳化沥青粘结层；(6)实施铺装细粒式或中粒式沥青混合料，形成一高弹性改性沥青铺装上层。本发明的铺装方法大大降低了施工难度，后期养护维修容易，通用性较强，且铺装下部结构耐久、寿命长，日常可仅对表面养护维修，避免了整体重复维修，全寿命周期内节省了投入。
Description
技术领域
本发明涉及交通运输工程领域，尤其是涉及一种正交异性钢桥的桥面铺装方法。
背景技术
钢桥面铺装是铺设在钢桥面板上，起保护钢板并保证汽车行驶要求的单层或双层构造物，厚度约40-80mm。其一般由防锈层、防水粘结层、铺装层等构成。在行车荷载、风载、温度变化及钢桥面局部变形等综合因素影响下，其受力和变形远较道路路面或机场道面复杂，因而对其强度、变形特性、温度稳定性、疲劳耐久性等均有更高要求。同时由于铺装所处的特殊位置，在使用性能上又提出重量轻、粘结性高、不透水等特殊要求。作为桥梁行车系的重要组成部分，桥面铺装的好坏直接影响到行车的安全性、舒适性、桥梁耐久性。
钢桥面铺装技术研究是一项世界性难题，桥面铺装使用条件异常严酷，其对高温稳定性，抗疲劳开裂性，对钢板变形的追从性，层间粘接及防排水性能等均有极高的要求。现有钢桥面铺装结构中，为了保证铺装层的性能，常采用防水粘结体系，常见的防水粘结材料有：溶剂型沥青橡胶粘结材料(GS)、环氧沥青粘结剂(DER)和环氧树脂粘结材料(EA)等。溶剂型沥青橡胶粘结材料(GS)存在着缺乏过渡层、较高温度下(50-60℃)与钢板粘结强度低等问题；环氧沥青粘结剂(DER)具有粘结力强和感温性低等优点，但在浇筑式沥青混凝土施工前并未固化，运输车和摊铺机难以行走，摊铺困难；常温固化的环氧树脂(EA)体系不耐高温，虽然能与钢板牢固粘结，但与铺装层界面不易粘结，同时还存在着材料韧性不足的问题。
目前的铺装层材料一般采用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)，为了更好地满足铺装层的路用性能，通常对沥青SMA进行改性。然而，普通改性沥青SMA混合料粘度较低，造成混凝土抗剪能力不够，容易出现推移等现象，难以满足钢桥面铺装对混合料高温性能和疲劳变形的要求；高粘度改性SMA混合料虽然克服了热稳性不足的弱点，但服役温度下的粘度与生产施工温度下的粘度的不匹配导致施工难度显著增加，而目前常用措施如提高混合料温度、振动碾压等改善压实度的诸多手段均存在影响结合料、混合料质量的缺陷，导致室内设计指标无法在铺装施工中得以完美体现。
从铺装工艺角度来说，目前钢桥面铺装主要集中在环氧沥青铺装或者浇筑式沥青铺装两种工艺。但是这两种工艺也并不十分完善，其中环氧沥青铺装施工难度大，温度控制苛刻，很难操作，同时材料刚度大，开裂问题较难解决，表面抗滑性较差，后期养护难度大；浇注式沥青铺装采用专用设备，较难推广应用，尤其是中小桥梁，而且材料抗车辙能力较差。且这两种铺装工艺的材料、成本造价高，实际施工上难度存在一些问题，难以在钢桥上推广应用。
因此，有必要开发一种材料、成本造价低，施工通用性强，且高温稳定性、抗疲劳开裂性和对钢桥板变形追从性好的铺装结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有的正交异性钢桥的桥面铺装施工难度大，初期投入高，后期养护维修成本高，和现有的防水粘结体系不耐高温、韧性不足、不能与钢板面和铺装层牢固粘结，以及铺装结构不能很好地满足使用过程中对高温稳定性、低温变形能力和抗疲劳开裂要求的缺陷，提供一种正交异性钢桥的桥面铺装结构和铺装方法。本发明的正交异性钢桥的桥面铺装大大降低了施工难度，初期投入降低20-30％，后期养护维修容易，铺装技术的通用性较强，且铺装下部结构耐久、寿命长，日常可仅对表面养护维修，避免了整体重复维修，全寿命周期内节省了投入。
本发明提供了一种正交异性钢桥的桥面铺装结构，所述的铺装结构自下而上包括一含云母环氧防腐层、一无溶剂环氧树脂防水层、一热熔颗粒粘结层、一高弹性改性沥青铺装下层、一改性乳化沥青粘结层和一高弹性改性沥青铺装上层，总的铺装厚度为6-8cm；
所述的热熔颗粒为软化点大于150℃的高分子颗粒；
所述的高弹性改性沥青为在25℃下弹性恢复大于95％的改性沥青；
所述的高弹性改性沥青铺装下层由下述方法制成：将所述高弹性改性沥青和矿质混合料拌合，制成细粒式沥青混合料，再铺装；
所述的高弹性改性沥青铺装上层由下述方法制成：将所述高弹性改性沥青和矿质混合料拌合，制成细粒式或中粒式沥青混合料，再铺装。
其中，所述的铺装结构较佳地铺设在钢桥面板上，所述的钢桥面板在铺装前按照本领域常规进行除锈处理，较佳地经过喷砂除锈处理，所述的喷砂除锈处理为本领域常规操作。
其中，所述的细粒式沥青混合料为本领域术语，其中的细粒式指的是最大粒径为13.2mm或16mm，公称最大粒径为9.5mm或13.2mm。所述的中粒式沥青混合料为本领域术语，其中的中粒式指的是最大粒径为19mm或26.5mm，公称最大粒径为16mm或19mm。
其中，所述的含云母环氧防腐层由本领域常规使用的含云母环氧树脂滚涂制成。所述的含云母环氧树脂较佳地由西卡(中国)有限公司提供，产品型号为SikaCor HM Primer，所述SikaCor HM Primer的主要成分为环氧树脂(644型)，次要成分为双酚A和环氧乙烷的聚合物。所述的含云母环氧防腐层较佳地满足下述指标：单位平方米含云母环氧树脂的质量为0.3-0.4kg。所述的含云母环氧防腐层的干膜厚度较佳地为60-80μm。
其中，所述的无溶剂环氧树脂防水层中的无溶剂环氧树脂为本领域常规使用的无溶剂环氧树脂，较佳地为西卡(中国)有限公司提供的无溶剂环氧树脂。所述的无溶剂环氧树脂防水层较佳地满足下述指标：单位平方米无溶剂环氧树脂的质量为2.0-3.0kg。所述的无溶剂环氧树脂防水层的干膜厚度较佳地为1.0-1.8mm。
其中，所述的热熔颗粒粘结层中的热熔颗粒能在沥青混合料的高温作用下融化，起到粘结防水层与沥青铺装层的功能。所述的热熔颗粒的粒径较佳地为1.5-4mm，平均粒径较佳地为2mm。所述的热熔颗粒可由高分子树脂和/或共聚物熔融混炼而成，较佳地由乙烯-醋酸乙烯共聚物和苯乙烯树脂熔融混炼而成，所述的熔融混炼为本领域常规操作。其中，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物和苯乙烯树脂熔融混炼中乙烯-醋酸乙烯共聚物和苯乙烯树脂的质量比较佳地为99:1-60:40，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物为本领域常规使用的乙烯-醋酸乙烯共聚物，分子式为(C2H4)x·(C4H6O2)y，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的分子量较佳地为1500-4000，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物更佳地为中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司生产的牌号9F1的乙烯-醋酸乙烯共聚物，所述的苯乙烯树脂为本领域常规使用的苯乙烯数脂，所述苯乙烯树脂的分子量较佳地为80-300，所述苯乙烯树脂更佳地为中国石化上海高桥石油化工公司生产的牌号275的苯乙烯树脂。所述的热熔颗粒粘结层较佳地满足下述指标：单位平方米热熔颗粒的质量为0.6-1.0kg，更佳地满足下述指标：单位平方米热熔颗粒的质量为0.8-1.0kg。
其中，所述的高弹性改性沥青铺装下层的厚度较佳地为2.5-4mm。所述的细粒式沥青混合料较佳地采用SMA-10或AC-10F级配，空隙率较佳地控制在2.5-3.5％。本领域技术人员按照铺装下层的厚度根据集料和级配可对单位平方米细粒式沥青混合料的用量进行选择。为避免或减少渗水，进一步增强铺装防水作用，在铺装所述的细粒式沥青混合料时材料施工温度较佳地大于170℃，以使所述的热熔颗粒融化，与所述细粒式沥青混合料形成整体。
其中，所述的改性乳化沥青粘结层中的改性乳化沥青为本领域常规使用的改性乳化沥青。所述的改性乳化沥青粘结层较佳地满足下述指标：单位平方米改性乳化沥青的质量为0.4-0.6kg。
其中，所述的高弹性改性沥青铺装上层的厚度较佳地为3.5-5cm。所述的细粒式或中粒式沥青混合料较佳地采用SMA-13、SMA-16、OGFC-13或OGFC-16级配；其中，对于SMA-13或SMA-16级配，空隙率较佳地控制在3-5％；对于OGFC-13或OGFC-16级配，空隙率较佳地控制在18-22％。本领域技术人员按照铺装下层的厚度根据集料和级配可对单位平方米细粒式或中粒式沥青混合料的用量进行选择。
所述的高弹性改性沥青是由高弹性改性剂和70号沥青在高速剪切机下高速剪切制得，所述的高弹性改性剂的原料按重量份计较佳地包括下述组分：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)100份、增粘剂20-40份、软化剂20-40份、温拌剂3-8份、增塑剂15-40份和稳定剂2-6份。
其中，SBS、增粘剂、软化剂、温拌剂、增塑剂和稳定剂均为本领域常规使用的组分，且均市售可得。所述的SBS的数均分子量较佳地为80000～100000，所述SBS中苯乙烯的含量较佳地为20～40％，丁二烯的含量较佳地为60～80％；所述SBS更佳地为中国石油化工股份有限公司巴陵分公司生产的型号为791H的SBS。所述的增粘剂较佳地为橡胶粉、石油树脂和古马隆树脂中的一种或多种，更佳地由橡胶粉和石油树脂复配而成，或者由橡胶粉和古马隆树脂复配而成，所述的复配的质量比较佳地为(40～60)：(40～60)；所述橡胶粉可由废旧橡胶制品常温粉碎制得，所述橡胶粉的目数较佳地为40～80目；所述石油树脂一般为热塑性树脂，为粒状或块状固体，软化点为90～140℃，较佳地由中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司生产；所述古马隆树脂为固体，软化点为90～135℃，较佳地由山东齐邦树脂有限公司生产；所述的软化剂较佳地为糠醛抽出油和/或环烷基橡胶油，所述糠醛抽出油和所述环烷基橡胶油的芳烃含量较佳地>80％；所述的温拌剂较佳地为聚乙烯蜡，所述聚乙烯蜡为一种合成直链脂肪族碳氢化合物的混合物，含有40～120个碳原子的长链脂肪烃，其熔点在100℃左右，可以降低沥青的高温粘度，提高沥青的低温粘度，较佳地由青岛赛诺新材料有限公司生产；所述的增塑剂较佳地为邻苯二甲酸二辛酯和/或邻苯二甲酸二乙酯；所述的稳定剂较佳地为硫磺，所述硫磺为淡黄色粉末，所述硫磺的细度较佳地为200～500目，纯度较佳地>99％。
其中，所述的高弹性改性剂的制备工艺较佳地按下述方式进行：按配方将所述增粘剂、SBS和温拌剂在高速搅拌设备中混合均匀；再与所述软化剂、稳定剂和增塑剂进行搅拌混合，通过双螺杆挤出机挤出、切粒，挤出温度控制在140-200℃，冷却后即得。
本发明还提出了一种正交异性钢桥的桥面铺装结构的铺装方法，其包括如下步骤：
(1)在一钢桥面板上进行喷砂除锈处理，然后在其表面涂装一含云母环氧防腐层；
(2)对所述含云母环氧防腐层自然养护后，涂布一无溶剂环氧树脂防水层；
(3)撒布热熔颗粒，使其部分陷入所述无溶剂环氧树脂防水层内，以形成一热熔颗粒粘结层；
(4)实施铺装细粒式沥青混合料，以形成一高弹性改性沥青铺装下层；
(5)撒布改性乳化沥青，以形成一改性乳化沥青粘结层；
(6)实施铺装细粒式或中粒式沥青混合料，以形成一高弹性改性沥青铺装上层。
步骤(1)中，所述的喷砂除锈处理为本领域常规操作，一般采用抛丸设备进行。所述的喷砂除锈处理较佳地使钢桥面板清洁度达到Sa2.5级，粗糙度达到60-100μm。
步骤(1)中，所述的含云母环氧防腐层较佳地在完成所述喷砂除锈的4h内进行涂装，一般采用人工滚涂。所述的含云母环氧防腐层较佳地由西卡(中国)有限公司提供的型号为SikaCor HM Primer的含云母环氧树脂涂装制成。所述的含云母环氧防腐层较佳地按照0.3-0.4kg/m2的含云母环氧树脂用量进行滚涂。所述的含云母环氧防腐层的干膜厚度较佳地达到60-80μm。
步骤(2)中，所述的自然养护为本领域常规操作，所述的自然养护的时间较佳地达到24h以上。所述的涂布一无溶剂环氧树脂防水层较佳地采用下述方式进行：在含云母环氧防腐层上用带齿刮板将无溶剂环氧树脂均匀的刮开，然后再用消泡滚筒将搅拌时带入的空气排出。所述的无溶剂环氧树脂防水层较佳地按照2.0-3.0kg/m2的无溶剂环氧树脂用量进行涂布。所述的无溶剂环氧树脂防水层的干膜厚度较佳地为1.0-1.8mm。
步骤(3)中，所述的撒布热熔颗粒较佳地在涂布完成无溶剂环氧树脂防水层的30min内进行，一般采用人工或撒播机械撒布。所述的撒布热熔颗粒粘结层较佳地按照0.6-1.0kg/m2的热熔颗粒用量进行撒布，更佳地按照0.8-1.0kg/m2的热熔颗粒用量进行撒布。所述的撒布的终状态指标较佳地使热熔颗粒的40-60％嵌入未固化的所述无溶剂环氧树脂防水层内，更佳地使热熔颗粒的50％嵌入未固化的所述无溶剂环氧树脂防水层内，剩余部分的热熔颗粒则位于所述无溶剂环氧树脂防水层之上，待沥青混合料摊铺时在高温作用下融化，起到粘结防水层与沥青铺装层的功能。
步骤(3)中，所述的热熔颗粒的粒径较佳地为1.5-4mm，平均粒径较佳地为2mm。所述的热熔颗粒可由高分子树脂和/或共聚物熔融混炼而成，较佳地由乙烯-醋酸乙烯共聚物和苯乙烯树脂熔融混炼而成，所述的熔融混炼为本领域常规操作。其中，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物和苯乙烯树脂熔融混炼中乙烯-醋酸乙烯共聚物和苯乙烯树脂的质量比较佳地为99:1-60:40，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物为本领域常规使用的乙烯-醋酸乙烯共聚物，分子式为(C2H4)x.(C4H6O2)y，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的分子量较佳地为1500-4000，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物更佳地为中国石化燕山石化生产的牌号9F1的乙烯-醋酸乙烯共聚物，所述的苯乙烯树脂为本领域常规使用的苯乙烯数脂，所述苯乙烯树脂的分子量较佳地为80-300，所述苯乙烯树脂更佳地为中国石化上海高桥石化生产的牌号275的苯乙烯树脂。
步骤(4)中，所述实施铺装细粒式沥青混合料较佳地在无溶剂环氧树脂防水层固化48h后进行。所述的细粒式沥青混合料较佳地采用SMA-10或AC-10F级配，空隙率较佳地控制在2.5-3.5％。所述高弹性改性沥青铺装下层的厚度较佳地为2.5-4cm。所述高弹性改性沥青铺装下层的现场摊铺温度较佳地大于170℃，以使所述的热熔颗粒融化，与所述细粒式沥青混合料形成整体。
步骤(5)中，所述的撒布改性乳化沥青较佳地按照0.4-0.6kg/m2的改性乳化沥青用量进行撒布，所述的改性乳化沥青起到粘结铺装上层与下层的功能。
步骤(6)中，所述高弹性改性沥青铺装上层的厚度较佳地为3.5-5cm。所述的细粒式或中粒式沥青混合料较佳地采用SMA-13、SMA-16、OGFC-13或OGFC-16级配；其中，对于SMA-13或SMA-16级配，空隙率较佳地控制在3-5％；对于OGFC-13或OGFC-16级配，空隙率较佳地控制在18-22％。
本发明中，所述的分子量均为数均分子量。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
1、本发明的正交异性钢桥的桥面铺装结构中采用含云母环氧防腐层，其变形能力、耐久性要显著优于目前桥面铺装防腐防水体系中常用的环氧富锌漆。25℃条件下，含云母环氧防腐层与钢桥面板的拉拔强度大于8MPa，远高于规范要求。
2、本发明的正交异性钢桥的桥面铺装结构中采用无溶剂环氧树脂作为防水层，针对性地解决了钢桥的防水问题，可避免发生渗水与剪切破坏，保证下部结构的防水、粘结性能。25℃条件下，无溶剂环氧树脂防水层与含云母环氧防腐层的拉拔强度大于6MPa。
3、本发明的正交异性钢桥的桥面铺装结构粘结层采用热熔型颗粒，颗粒既可以与防水层较好粘结，同时在热拌沥青混合料的高温作用下融化，与沥青混合料融为一体，将防水层与沥青铺装层结合为一个整体，防止层间的滑动与开裂，保证防水层的耐久性。热熔颗粒粘结层60℃下层间剪切强度大于0.8MPa，远大于其他防水粘结层材料。
4、本发明的正交异性钢桥的桥面铺装层采用高弹性改性沥青，较常规沥青提高了60℃下的动力粘度，降低了135℃下的动力粘度，既满足了抗车辙、抗疲劳、耐久的高粘高弹性能，又提高了施工和易性，可有效解决沥青铺装层在钢桥面变形下的追从能力问题，铺装层跟随钢桥面变形而不开裂，抑制了裂缝、推移等病害的产生，延长了钢桥面的使用寿命，同时可以在钢桥面上实现不振动压实，防止因桥面共振造成的压实不均引起渗水侵蚀桥面钢板。其中，铺装下层采用高弹性的细粒式沥青混合料，具有较好的密水性，高温稳定性，抗疲劳开裂性和对钢板变形的追从性；铺装上层采用高弹性的细粒式或中粒式沥青混合料，具有较好的热稳定性、变形随从性与表面抗滑性，保证了行驶安全性与舒适性；铺装上层与下层之间采用改性乳化沥青粘结层保证层间结合。
5、本发明的正交异性钢桥的桥面铺装结构经济性强，较环氧沥青与浇筑式沥青铺装初期建设投入降低了20-30％，后期维修成本较低，全寿命周期内经济性强。
6、本发明的正交异性钢桥的桥面铺装方法通用性强，铺装采用相对常规材料，不需采用专用设备，防水层采用常规设备施工，整体施工工艺简单，可操作性强，具有良好的施工和易性，适用于各类正交异性钢桥桥面铺装。
附图说明
图1为本发明实施例1-4的正交异性钢桥的桥面铺装结构的示意图。图中，1为高弹性改性沥青铺装上层，2为改性乳化沥青粘结层，3为高弹性改性沥青铺装下层，4为热熔颗粒粘结层，5为无溶剂环氧树脂防水层，6为含云母环氧防腐层，7为桥面钢板。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中，所用的含云母环氧防腐层中的含云母环氧树脂为西卡(中国)有限公司提供，型号为SikaCor HM Primer；所用的无溶剂环氧树脂为西卡(中国)有限公司提供，型号为SikaCor HM Mastic；所用的改性乳化沥青为中国石化镇海炼油化工股份有限公司提供，型号为PC-3。
所用的热熔颗粒由乙烯-醋酸乙烯共聚物和苯乙烯树脂熔融混炼而成，乙烯-醋酸乙烯共聚物为中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司生产的牌号9F1的乙烯-醋酸乙烯共聚物，苯乙烯树脂为中国石化上海高桥石油化工公司生产的牌号275的苯乙烯树脂。
所用的高弹性沥青混合料由高弹性改性沥青和矿质混合料拌合而成，其中，高弹性改性沥青由高弹性改性剂和70号沥青在高速剪切机下高速剪切制得，所用高弹性改性剂由下述方式制备：按重量份将20-40份增粘剂(由粒度为60目的橡胶粉和石油树脂按质量比60:40混合而成)、100份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和3-8份温拌剂(聚乙烯蜡)在高速搅拌设备中混合均匀；再与20-40份软化剂(糠醛抽出油)、2-6份稳定剂(硫磺)和15-40份增塑剂(邻苯二甲酸二辛酯)进行搅拌混合，通过双螺杆挤出机挤出、切粒，挤出温度控制在140-200℃，冷却后即得。
实施例1
一种正交异性钢桥的桥面铺装结构的铺装方法，包括如下步骤：
(1)在钢桥面板上喷砂除锈，使其清洁度达到Sa2.5级，粗糙度为70μm；按照0.3kg/m2的含云母环氧树脂用量，采用人工涂刷滚涂一含云母环氧防腐层；
(2)经过24h含云母环氧防腐层固化后，按照2.5kg/m2的无溶剂环氧树脂用量实施刮涂一无溶剂环氧树脂防水层；
(3)完成无溶剂环氧树脂防水层30min内，按照0.8kg/m2的用量撒布热熔颗粒，使其一半陷入无溶剂环氧树脂防水层内，以形成一热熔颗粒粘结层；
(4)经过48h无溶剂环氧树脂防水层固化后，实施铺装下层SMA-10级配的高弹性沥青混合料，混合料空隙率为3.0％，材料温度为175℃，以形成一厚度为3.0cm的高弹性改性沥青铺装下层；
(5)按照0.5kg/m2的用量撒布改性乳化沥青，以形成一改性乳化沥青粘结层；
(6)实施铺装上层SMA-13级配的高弹性沥青混合料，混合料空隙率为4.0％，以形成一厚度为4.0cm的高弹性改性沥青铺装上层。
由上述铺装方法得到的正交异性钢桥的桥面铺装结构如图1所示，自下而上包括钢桥面板7，含云母环氧防腐层6，无溶剂环氧树脂防水层5，热熔颗粒粘结层4，高弹性改性沥青铺装下层3，改性乳化沥青粘结层2和高弹性改性沥青铺装上层1。
实施例2
一种正交异性钢桥的桥面铺装结构的铺装方法，包括如下步骤：
(1)在钢桥面板上喷砂除锈，使其清洁度达到Sa2.5级，粗糙度为80μm；按照0.3kg/m2的含云母环氧树脂用量，采用人工涂刷滚涂一含云母环氧防腐层；
(2)经过24h含云母环氧防腐层固化后，按照3.0kg/m2的无溶剂环氧树脂用量实施刮涂一无溶剂环氧树脂防水层；
(3)完成无溶剂环氧树脂防水层30min内，按照0.8kg/m2的用量撒布热熔颗粒，使其一半陷入无溶剂环氧树脂防水层内，以形成一热熔颗粒粘结层；
(4)经过48h无溶剂环氧树脂防水层固化后，实施铺装下层AC-10F级配的高弹性沥青混合料，混合料空隙率为3.0％，材料温度为170℃，以形成一厚度为2.5cm的高弹性改性沥青铺装下层；
(5)按照0.5kg/m2的用量撒布改性乳化沥青，以形成一改性乳化沥青粘结层；
(6)实施铺装上层SMA-13级配的高弹性沥青混合料，混合料空隙率为4.0％，以形成一厚度为4.0cm的高弹性改性沥青铺装上层。
由上述铺装方法得到的正交异性钢桥的桥面铺装结构如图1所示，自下而上包括钢桥面板7，含云母环氧防腐层6，无溶剂环氧树脂防水层5，热熔颗粒粘结层4，高弹性改性沥青铺装下层3，改性乳化沥青粘结层2和高弹性改性沥青铺装上层1。
实施例3
一种正交异性钢桥的桥面铺装结构的铺装方法，包括如下步骤：
(1)在钢桥面板上喷砂除锈，使其清洁度达到Sa2.5级，粗糙度为80μm；按照0.4kg/m2的含云母环氧树脂用量，采用人工涂刷滚涂一含云母环氧防腐层；
(2)经过24h含云母环氧防腐层固化后，按照3.0kg/m2的无溶剂环氧树脂用量实施刮涂一无溶剂环氧树脂防水层；
(3)完成无溶剂环氧树脂防水层30min内，按照1.0kg/m2的用量撒布热熔颗粒，使其一半陷入无溶剂环氧树脂防水层内，以形成一热熔颗粒粘结层；
(4)经过48h无溶剂环氧树脂防水层固化后，实施铺装下层AC-10F级配的高弹性沥青混合料，混合料空隙率为3.5％，材料温度为170℃，以形成一厚度为3.0cm的高弹性改性沥青铺装下层；
(5)按照0.5kg/m2的用量撒布改性乳化沥青，以形成一改性乳化沥青粘结层；
(6)实施铺装上层OGFC-13级配的高弹性沥青混合料，混合料空隙率为20％，以形成一厚度为4.0cm的高弹性改性沥青铺装上层。
由上述铺装方法得到的正交异性钢桥的桥面铺装结构如图1所示，自下而上包括钢桥面板7，含云母环氧防腐层6，无溶剂环氧树脂防水层5，热熔颗粒粘结层4，高弹性改性沥青铺装下层3，改性乳化沥青粘结层2和高弹性改性沥青铺装上层1。
实施例4
一种正交异性钢桥的桥面铺装结构的铺装方法，包括如下步骤：
(1)在钢桥面板上喷砂除锈，使其清洁度达到Sa2.5级，粗糙度为80μm；按照0.4kg/m2的含云母环氧树脂用量，采用人工涂刷滚涂一含云母环氧防腐层；
(2)经过24h含云母环氧含云母环氧防腐层固化后，按照2.5kg/m2的无溶剂环氧树脂用量实施刮涂一无溶剂环氧树脂防水层；
(3)完成无溶剂环氧树脂防水层30min内，按照1.0kg/m2的用量撒布热熔颗粒，使其一半陷入无溶剂环氧树脂防水层内，以形成一热熔颗粒粘结层；
(4)经过48h无溶剂环氧树脂防水层固化后，实施铺装下层SMA-10级配的高弹性沥青混合料，混合料空隙率为3.0％，材料温度为175℃，以形成一厚度为3.5cm的高弹性改性沥青铺装下层；
(5)按照0.5kg/m2的用量撒布改性乳化沥青，以形成一改性乳化沥青粘结层；
(6)实施铺装上层OGFC-16级配的高弹性沥青混合料，混合料空隙率为22.0％，以形成一厚度为4.0cm的高弹性改性沥青铺装上层。
由上述铺装方法得到的正交异性钢桥的桥面铺装结构如图1所示，自下而上包括钢桥面板7，含云母环氧防腐层6，无溶剂环氧树脂防水层5，热熔颗粒粘结层4，高弹性改性沥青铺装下层3，改性乳化沥青粘结层2和高弹性改性沥青铺装上层1。
效果实施例1
对实施例1铺装结构的防腐层进行拉拔试验，拉拔试验参照“GB 5210-85涂层附着力测定法拉开法”、“GB/T 11211-1989硫化橡胶与金属粘合强度测定方法拉伸法”。拉拔试验选取5个平行试件在25℃下进行测试。
表1防腐层的拉拔试验结果
25℃条件下，含云母环氧防腐层与钢桥面板的拉拔强度大于8MPa，远高于规范要求，也远高于环氧富锌漆的测试值。实施例2-4的效果同实施例1。
效果实施例2
对实施例1铺装结构的防水层进行抗剪强度试验，并选取目前常用的环氧沥青防水体系和甲基丙烯酸甲酯树脂防水体系作为对照组，试验方法参照《道桥用防水涂料》(JC/T 975-2005)。
表2不同防水层体系抗剪强度比较
本防腐防水粘结体系提高了在不同温度下的抗剪强度，尤其是高温下(60℃和70℃)的抗剪强度。根据钢桥面铺装的时机使用条件，车辆在桥面行驶时对粘结层所施加的水平剪切力，最不利的情况是在高温环境条件下，因此60℃和70℃的粘结层剪切强度十分重要。试验结果表明，相比目前常用的环氧沥青体系和甲基丙烯酸甲酯树脂体系，本发明的防水粘结层体系高温剪切强度有大幅度的增长。分析其中原因，热熔颗粒有效地改变了传统的防水层和沥青铺装层之间单一的物理剪切键作用，通过化学粘结键的作用增强了钢桥面铺装体系的抗剪强度。实施例2-4的效果同实施例1。
效果实施例3
对实施例1铺装结构采用的高弹性改性SMA-10混合料进行路用性能测试，并选取普通改性SMA-10混合料作为对照组，所用普通改性SMA-10混合料由中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司市售的普通改性沥青和矿石混合料拌合而成。测试方法参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)。
表3高弹性改性SMA-10混合料的路用性能
相比普通改性SMA-10混合料，高弹性改性SMA-10混合料的高温性能有了一定程度的提高；高弹改性沥青SMA-10的-10℃低温弯拉应变比普通改性沥青SMA-10的有明显提高，低温变形能力大大增强，这意味着高弹改性沥青SMA-10可以承受更高的极限应变，从而解决目前在钢桥面铺装中所面临的上面层SMA-10沥青混合料开裂问题。高弹沥青混合料的疲劳寿命比普通沥青混合料的高出25倍左右，疲劳寿命显著提高，同时在相同应变情况下，高弹改性沥青混合料的累积耗散能要远远高于普通改性沥青混合料的累积耗散能。
Claims (10)
1.一种正交异性钢桥的桥面铺装方法，其特征在于，所述铺装方法包括如下步骤：
(1)在一钢桥面板上进行喷砂除锈处理，然后在其表面涂装一含云母环氧防腐层；
(2)对所述含云母环氧防腐层自然养护后，涂布一无溶剂环氧树脂防水层；
(3)撒布热熔颗粒，使其部分陷入所述无溶剂环氧树脂防水层内，以形成一热熔颗粒粘结层；所述的热熔颗粒为软化点大于150℃的高分子颗粒；
(4)实施铺装细粒式沥青混合料，以形成一高弹性改性沥青铺装下层；所述细粒式沥青混合料由高弹性改性沥青和矿质混合料拌合而成，所述高弹性改性沥青为在25℃下弹性恢复大于95％的改性沥青；
(5)撒布改性乳化沥青，以形成一改性乳化沥青粘结层；
(6)实施铺装细粒式或中粒式沥青混合料，以形成一高弹性改性沥青铺装上层；所述细粒式或中粒式沥青混合料由高弹性改性沥青和矿质混合料拌合而成，所述高弹性改性沥青为在25℃下弹性恢复大于95％的改性沥青。
2.如权利要求1所述的铺装方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的喷砂除锈处理使钢桥面板清洁度达到Sa2.5级，粗糙度达到60-100μm；
和/或，步骤(1)中，所述的含云母环氧防腐层在完成所述喷砂除锈的4h内进行涂装，由型号为SikaCor HM Primer的含云母环氧树脂滚涂制成；
和/或，步骤(1)中，所述的含云母环氧防腐层按照0.3-0.4kg/m2的含云母环氧树脂用量进行滚涂；
和/或，步骤(1)中，所述的含云母环氧防腐层的干膜厚度达到60-80μm。
3.如权利要求1所述的铺装方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的自然养护的时间达到24h以上，所述的涂布一无溶剂环氧树脂防水层采用下述方式进行：在含云母环氧防腐层上用带齿刮板将无溶剂环氧树脂均匀的刮开，然后再用消泡滚筒将搅拌时带入的空气排出；
和/或，步骤(2)中，所述的无溶剂环氧树脂防水层按照2.0-3.0kg/m2的无溶剂环氧树脂用量进行涂布；
和/或，步骤(2)中，所述的无溶剂环氧树脂防水层的干膜厚度为1.0-1.8mm。
4.如权利要求1所述的铺装方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的热熔颗粒的粒径为1.5-4mm，平均粒径为2mm；
和/或，步骤(3)中，所述的热熔颗粒由乙烯-醋酸乙烯共聚物和苯乙烯树脂熔融混炼而成，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的分子量为1500-4000，所述苯乙烯树脂的分子量为80-300；
和/或，步骤(3)中，所述的撒布热熔颗粒在涂布完成无溶剂环氧树脂防水层的30min内进行，所述的撒布的终状态指标使热熔颗粒的40-60％嵌入未固化的所述无溶剂环氧树脂防水层内，剩余部分的热熔颗粒位于所述无溶剂环氧树脂防水层之上；
和/或，步骤(3)中，所述的撒布热熔颗粒按照0.6-1.0kg/m2的热熔颗粒用量进行撒布。
5.如权利要求4所述的铺装方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的热熔颗粒由乙烯-醋酸乙烯共聚物和苯乙烯树脂按质量比99:1-60:40熔融混炼而成，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物为牌号9F1的乙烯-醋酸乙烯共聚物，所述苯乙烯树脂为牌号275的苯乙烯树脂；
和/或，步骤(3)中，所述的撒布的终状态指标使热熔颗粒的50％嵌入未固化的所述无溶剂环氧树脂防水层内，剩余部分的热熔颗粒位于所述无溶剂环氧树脂防水层之上；
和/或，步骤(3)中，所述的撒布热熔颗粒按照0.8-1.0kg/m2的热熔颗粒用量进行撒布。
6.如权利要求1所述的铺装方法，其特征在于，步骤(4)中，所述实施铺装细粒式沥青混合料在无溶剂环氧树脂防水层固化48h后进行；所述的细粒式沥青混合料采用SMA-10或AC-10F级配，空隙率控制在2.5-3.5％；
和/或，步骤(4)中，所述高弹性改性沥青铺装下层的厚度为2.5-4cm；
和/或，步骤(4)中，所述高弹性改性沥青铺装下层的现场摊铺温度大于170℃，以使所述的热熔颗粒融化，与所述细粒式沥青混合料形成整体。
7.如权利要求1所述的铺装方法，其特征在于，步骤(5)中，所述的撒布改性乳化沥青按照0.4-0.6kg/m2的改性乳化沥青用量进行撒布；
和/或，步骤(6)中，所述的细粒式或中粒式沥青混合料采用SMA-13、SMA-16、OGFC-13或OGFC-16级配；其中，对于SMA-13或SMA-16级配，空隙率控制在3-5％；对于OGFC-13或OGFC-16级配，空隙率控制在18-22％；
和/或，步骤(6)中，所述高弹性改性沥青铺装上层的厚度为3.5-5cm。
8.如权利要求1、6和7中任一项所述的铺装方法，其特征在于，步骤(4)和步骤(6)中，所述高弹性改性沥青由高弹性改性剂和70号沥青在高速剪切机下高速剪切制得。
9.如权利要求8所述的铺装方法，其特征在于，所述的高弹性改性剂的原料按重量份包括下述组分：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、增粘剂20-40份、软化剂20-40份、温拌剂3-8份、增塑剂15-40份和稳定剂2-6份。
10.如权利要求9所述的铺装方法，其特征在于，所述的高弹性改性剂按下述方法制备：按配方将所述增粘剂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和温拌剂在高速搅拌设备中混合均匀；再与所述软化剂、稳定剂和增塑剂进行搅拌混合，通过双螺杆挤出机挤出、切粒，挤出温度控制在140-200℃，冷却后即得。
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