CN105088965B

CN105088965B - 一种钢桥桥面铺装结构及铺装方法

Info

Publication number: CN105088965B
Application number: CN201510590393.0A
Authority: CN
Inventors: 徐斌; 李学锋; 胡铁权; 韩维国; 刘雪; 王芳; 欧阳桂华
Original assignee: NINGBO ROABY TECHNOLOGY INDUSTRIAL GROUP Co Ltd
Current assignee: Ningbo Roaby Technology Industrial Group Co ltd
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2017-07-21
Anticipated expiration: 2035-09-16
Also published as: CN105088965A

Abstract

本发明公开了一种钢桥桥面铺装结构及铺装方法，该钢桥桥面铺装结构包括粘结层和铺装层，粘结层为以酯类粘结剂为底胶涂覆在桥面钢板上的酯类粘结层，铺装层为由固化剂、聚氨酯和骨料拌合成的胶质混凝土铺装层，且该胶质混凝土铺装层铺设在所述的酯类粘结层上。本发明的优点在于：该钢桥桥面铺装结构材料单一、厚度薄、自重小、粘结强度好、费用低廉，具有很好的延展性、弹性模量小，良好的整体性和防水性，良好的耐高温性能，良好的抗压、抗折强度。本发明的铺装方法对施工环境条件的要求不高，不需要特殊的施工机具、苛刻的工艺要求，工程造价相对低廉且施工非常方便。

Description

一种钢桥桥面铺装结构及铺装方法

技术领域

本发明涉及一种路面的铺装结构，尤其是涉及一种钢桥桥面铺装结构及铺装方法。

背景技术

在现有的材料与技术条件下，“钢桥”是桥梁工程建设实现快速、轻便、防震、工厂化、长大化的最佳结构。然而，钢桥面铺装技术却严重制约了钢桥乃至整个桥梁事业的发展。我国和世界各国一样均花费大量的人力物力对此进行研究。钢桥面铺装技术的核心在于铺装面混凝土材料与界面粘结性能两个方面。当前，国内常用技术方案主要可归结于以下几类：最早使用的双层SMA铺装技术，一是美国引进技术形成的双层环氧沥青混凝土(EA)铺装技术，二是引进英国的浇筑式沥青玛蹄脂(MA)铺装技术，三是引进日本的浇筑式沥青混凝土(GA)+SMA铺装技术，以及近几年国内有所应用的树脂沥青组合体铺装技术。这些技术在国内外均有一定的成功经验，但在我国特有的重超载的条件下，均出现了不同程度的早衰损坏情况。

钢桥面铺装之所以成为工程难题其主要原因是：一、钢板表面非常光滑，夏天高温季节局部地区钢桥表面温度可达70℃以上，在此温度条件下，铺装层在光滑的钢板上的粘结、防滑移以及防水防腐等问题变得异常严峻；二、因结构自重和经济原因，钢桥铺装一般都不能做的很厚，常规设计要求，总厚度为20～80mm的铺装层不仅要在钢桥面板和U型加劲肋的支撑条件下能承扭沉重的车轮荷载下自身不变形，保持路面的平整和行车舒适，同时又要求铺装层作为桥梁结构的一部分具有追随钢桥一起变形的能力，防止因变形能力不足发生开裂；这种自相矛盾的要求使铺装层设计和材料选择变得异常困难。此外，再加上工程造价和施工方便可靠等因素，钢桥面铺装过程面临的困难比一般道路的路面铺装多。

我国现有的钢桥面铺装都为国外引进或消化吸收的技术。尽管，包括材料与工程技术在内的广大研究人员对钢桥面铺装成败的原因已有了较深刻的认识，但开发一种或更多质量可靠、费用合理、维修方便并拥有自主知识产权的钢桥面铺装技术意义重大。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种延展性和防水性好并具有良好的耐高温和耐磨性，且抗压、抗折强度高的钢桥桥面铺装结构。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种对施工环境条件要求不高、工程造价相对低廉且施工方便的钢桥桥面铺装结构的铺装方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该钢桥桥面铺装结构，包括粘结层和铺装层，所述粘结层为以酯类粘结剂为底胶涂覆在桥面钢板上的酯类粘结层，所述铺装层为由固化剂、聚氨酯和骨料拌合成的胶质混凝土铺装层，且该胶质混凝土铺装层铺设在所述的酯类粘结层上。

优选地，所述酯类粘结剂的组分包括有热固性胶连聚酯、催化剂和氧化剂，所述的催化剂采用有机钴盐，所述的氧化剂采用过氧化甲乙酮溶液，且所述的热固性胶连聚酯、催化剂、氧化剂的质量配比为(80～120)：(2～6)：1。

进一步优选，所述的热固性胶连聚酯、催化剂、氧化剂的质量配比为100：4：1。

进一步优选，所述过氧化甲乙酮溶液的有效氧化浓度为35％。

进一步优选，所述酯类粘结剂的涂覆量为0.3～0.6kg/m²。酯类粘结层构成整个铺装结构的防水、防腐层。

胶质混凝土铺装层可以有多种材料搅拌混合而成，优选地，所述的固化剂采用TDI三聚体，所述的骨料采用粒径大小为0.075～9.5mm的圆砾，合成所述聚氨酯的原料为二苯基甲烷-4，4’-异氰酸酯和四苯基甲烷四异氰酸酯，并且，所述固化剂、聚氨酯和骨料的质量配比为1：(15～25):(600～1500)。

进一步优选，所述固化剂、聚氨酯和骨料的质量配比为1：20:1000。

进一步优选，所述胶质混凝土铺装层的厚度为10～80mm。胶质混凝土铺装层构成整个铺装结构的表面功能层。

为了提高桥面铺装构造深度，在所述的胶质混凝土铺装层上均匀布撒粒径为0.85～2.0mm的单粒径石英砂以构成抗滑层，且单粒径石英砂的撒布量为0.3～0.5kg/m²。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：该钢桥桥面铺装结构的铺装方法，其特征在于包括如下步骤：

①、将所述桥面钢板喷砂除锈使其达到Sa2.5～3级，粗糙度达到60～100μm；

②、在经过喷砂除锈、清洁、干燥后的桥面钢板上刮涂酯类粘结剂以构成所述的酯类粘结层，且酯类粘结剂的涂覆量为0.3～0.6kg/m²；

③、用混凝土拌和机连续搅拌由所述固化剂、聚氨酯和骨料拌合成的胶质混凝土；

④、在所述的酯类粘结层固化前浇筑厚度为10～80mm的胶质混凝土铺装层；

⑤、在所述胶质混凝土铺装层凝固前作表面拉毛，并均匀布撒粒径为0.85～2.0mm的单粒径石英砂以构成抗滑层，且单粒径石英砂的撒布量为0.3～0.5kg/m²。

为了使构成胶质混凝土的各组分的计量更为准确，所述步骤③中配备自动计量系统的混凝土拌和机。

与现有技术相比，该钢桥桥面铺装结构的优点在于：①很好的延展性，其弹性模量小，能很好的跟随梁体变化形；②良好的整体性和防水性，粘结强度高，能确保整个桥面不透水、渗水，起到防水、防腐作用；③良好的耐高温性能；④高耐磨性，其耐磨性能是普通水泥混凝土的十倍；⑤良好的抗压、抗折强度，能抵抗大流量车辆荷载的重复作用，确保桥面不出现车辙、裂缝等破坏。本发明的方法对施工环境条件的要求不高，不需要特殊的施工机具、苛刻的工艺要求，工程造价相对低廉且施工非常方便。

附图说明

图1为本发明实施例的铺装结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中的钢桥桥面铺装结构包括酯类粘结层2、胶质混凝土铺装层3和抗滑层4，其中，酯类粘结层2是以酯类粘结剂为底胶涂覆在桥面钢板1上，胶质混凝土铺装层3由固化剂、聚氨酯和骨料拌合而成，且胶质混凝土铺装层3铺设在酯类粘结层2上，抗滑层4设置在胶质混凝土铺装层3上。

本实施例中，所述酯类粘结剂的组分包括有热固性胶连聚酯、催化剂和氧化剂，催化剂采用有机钴盐，氧化剂采用有效氧化浓度为35％的过氧化甲乙酮溶液，且热固性胶连聚酯、催化剂、氧化剂的最佳质量配比为(80～120)：(2～6)：1，其中，最佳配比为100：4：1。涂覆时，酯类粘结剂的涂覆量为0.3～0.6kg/m²。酯类粘结层2构成整个铺装结构的防水、防腐层。

胶质混凝土铺装层3的厚度为10～80mm，胶质混凝土铺装层3中的固化剂采用TDI三聚体，骨料采用粒径大小为0.075～9.5mm的圆砾，圆砾富含二氧化硅，合成聚氨酯的原料为二苯基甲烷-4，4’-异氰酸酯和四苯基甲烷四异氰酸酯，并且，固化剂、聚氨酯和骨料的质量配比为1：(15～25):(600～1500)，其中，最佳配比为1：20:1000。胶质混凝土铺装层3铺装完毕后构成整个铺装结构的表面功能层。

抗滑层4由粒径为0.85～2.0mm的单粒径石英砂构成，单粒径石英砂均匀布撒在胶质混凝土铺装层3上，撒布量为0.3～0.5kg/m²。抗滑层4可以提高桥面铺装构造的深度。

本实施例中钢桥桥面铺装结构的铺装方法，包括如下步骤：

①、将桥面钢板1喷砂除锈使其达到Sa2.5～3级，粗糙度达到60～100μm；

②、在经过喷砂除锈、清洁、干燥后的桥面钢板1上立即刮涂酯类粘结剂以构成酯类粘结层2，且酯类粘结剂的涂覆量为0.3～0.6kg/m²；

③、用混凝土拌和机连续搅拌由固化剂、聚氨酯和骨料拌合成的胶质混凝土；

④、在酯类粘结层2固化前立即浇筑厚度为10～80mm的胶质混凝土铺装层3；

⑤、在胶质混凝土铺装层3凝固前作表面拉毛，并均匀布撒粒径为0.85～2.0mm的单粒径石英砂以构成抗滑层4，且撒布量为0.3～0.5kg/m2。

此外，为了使构成胶质混凝土的各组分的计量更为准确，上述步骤③中使用的是配备有自动计量系统的混凝土拌和机。

待抗滑层4铺设完毕后，养护2小时后即可通车。

本实施例中所使用的胶质混凝土中的胶料的性能如表1：

表1 胶质混凝土中胶料性能

*测试必须在添加引发剂之前进行。

胶质混凝土与现有沥青混凝土的性能对比见表2。

表2 胶质混凝土与性能对比

性能	胶质混凝土	沥青混凝土
			层间粘结性	优	良
防水性	优	良
			耐磨性	优	优
耐高温性	优	中
			抗车辙性能	优	中
延展性	优	良
			抗氯离子侵入、防腐蚀性	优	中

Claims

1.一种钢桥桥面铺装结构，其特征在于：包括粘结层和铺装层，所述粘结层为以酯类粘结剂为底胶涂覆在桥面钢板(1)上的酯类粘结层(2)，所述铺装层为由固化剂、聚氨酯和骨料拌合成的胶质混凝土铺装层(3)，且该胶质混凝土铺装层(3)铺设在所述的酯类粘结层(2)上，所述酯类粘结剂的组分包括有热固性胶连聚酯、催化剂和氧化剂，所述的催化剂采用有机钴盐，所述的氧化剂采用过氧化甲乙酮溶液，且所述的热固性胶连聚酯、催化剂、氧化剂的质量配比为(80～120)：(2～6)：1，所述酯类粘结剂的涂覆量为0.3～0.6kg/㎡，所述的固化剂采用TDI三聚体，所述的骨料采用粒径大小为0.075～9.5mm的圆砾，合成所述聚氨酯的原料为二苯基甲烷-4，4’-异氰酸酯和四苯基甲烷四异氰酸酯，并且，所述固化剂、聚氨酯和骨料的质量配比为1：(15～25):(600～1500)，所述胶质混凝土铺装层(3)的厚度为10～80mm。

2.根据权利要求1所述的钢桥桥面铺装结构，其特征在于：所述的热固性胶连聚酯、催化剂、氧化剂的质量配比为100：4：1。

3.根据权利要求1所述的钢桥桥面铺装结构，其特征在于：所述过氧化甲乙酮溶液的有效氧化浓度为35％。

4.根据权利要求1所述的钢桥桥面铺装结构，其特征在于：所述固化剂、聚氨酯和骨料的质量配比为1：20:1000。

5.根据权利要求1所述的钢桥桥面铺装结构，其特征在于：在所述的胶质混凝土铺装层(3)上均匀布撒粒径为0.85～2.0mm的单粒径石英砂以构成抗滑层(4)，且单粒径石英砂的撒布量为0.3～0.5kg/㎡。

6.一种如权利要求1至5中任一权利要求中所述的钢桥桥面铺装结构的铺装方法，其特征在于包括如下步骤：

①、将所述桥面钢板(1)喷砂除锈使其达到Sa2.5～3级，粗糙度达到60～100μm；

②、在经过喷砂除锈、清洁、干燥后的桥面钢板(1)上刮涂酯类粘结剂以构成所述的酯类粘结层(2)，且酯类粘结剂的涂覆量为0.3～0.6kg/㎡；

④、在所述的酯类粘结层(2)固化前浇筑厚度为10～80mm的胶质混凝土铺装层(3)；

⑤、在所述胶质混凝土铺装层(3)凝固前作表面拉毛，并均匀布撒粒径为0.85～2.0mm的单粒径石英砂以构成抗滑层(4)，且单粒径石英砂的撒布量为0.3～0.5kg/㎡。