CN106638294A - 一种钢桥面铺装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钢桥面铺装结构。包括：钢桥面板，所述钢桥面板上设有环氧富锌漆防腐层，环氧富锌漆防腐层上侧设有环氧沥青粘结防水层，环氧沥青粘结防水层上侧铺设环氧沥青混凝土铺装层，环氧沥青混凝土铺装层上侧铺装环氧沥青粘结层，环氧沥青粘结层上侧铺设高弹改性沥青玛蹄脂碎石层，本发明具有高粘结强度，不易产生脱层、滑移等病害；防水性能好，不易透水侵蚀钢板；防腐性强，延长桥梁受用寿命。因此环氧沥青是一种优良的粘结剂，尤其适用于正交异性钢桥面板体系。
Description
技术领域
本发明涉及路桥结构技术领域，具体为一种钢桥面铺装结构。
背景技术
钢桥面板受力和变形比公路路面复杂得多，因其会发生一定程度的变形，对粘接层和铺装层的强度、变形能力、温度特性和疲劳耐久性等都有更高的要求，钢桥面铺装技术是影响钢桥耐久性的世界性技术难题。现有技术中，钢桥面铺装基本上均采用沥青混凝土体系，从选用的材料和施工方法角度出发，基本形成“三种材料、四种结构”的方案设计：(1)德国、日本为代表的浇注式沥青混凝土(Gussasphalt)方案；浇注式沥青混凝土铺装层和沥青玛蹄脂混凝土铺装层的主要优点是：空隙率接近零，具有良好的防水、抗老化性能，抗裂性能强，对钢板的追从性、与钢板间的粘结性能好于一般沥青混凝土。其主要缺点是：高温稳定性差，易形成车辙。(2)以英国为代表的沥青玛蹄脂混凝土(Mastic asphalt)方案(实际上也是浇注式沥青混凝土，只是铺装厚度和工艺与日本等有所不同)；(3)德国和日本等国近期采用的改性沥青SMA方案(Stone Mastic Asphalt)；改性沥青SMA混凝土铺装层的主要优点是：柔韧性、抗松散、抗裂能力强，具有良好的耐久性和防水性能；抗塑流和抗永久变形的能力强，不易产生车辙，具有粗糙的表面构造，防滑性能好，施工难度相对较小，施工期短，费用较低，但需要更进一步解决铺装层与钢板的粘接和防水问题。(4)以美国为代表的环氧树脂沥青(Epoxy asphalt)混凝土方案。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种钢桥面铺装结构，以解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种钢桥面铺装结构，包括：钢桥面板，所述钢桥面板上设有环氧富锌漆防腐层，环氧富锌漆防腐层上侧设有环氧沥青粘结防水层，环氧沥青粘结防水层上侧铺设环氧沥青混凝土铺装层，环氧沥青混凝土铺装层上侧铺装环氧沥青粘结层，环氧沥青粘结层上侧铺设高弹改性沥青玛蹄脂碎石层，所述环氧沥青混凝土铺装层、高弹改性沥青玛蹄脂碎石层包括环氧树脂、填充料和沥青结合料、沥青粘结料，环氧树脂粘度为23℃下500±100mPa·s；含水量为0.01-0.05％；所述沥青结合料120℃下粘度350-600mPa·s、含水量为0.01-0.05％，所述沥青粘结料120℃下粘度150-400mPa·s、含水量为0.01-0.05％。
进一步地，所述环氧沥青粘结层用量为0.40-0.54L/m2、环氧沥青粘结防水层用量为0.61-0.82L/m2。
进一步地，所述环氧沥青混凝土铺装层厚度为2-4cm、高弹改性沥青玛蹄脂碎石层厚度为2-4cm。
进一步地，所述钢桥面板经过喷砂除锈，清洁度：Sa2.5级、粗糙度：50-100μm。
进一步地，所述填充料为玄武岩碎石或石灰岩，玄武岩碎石或石灰岩粒度为0.075mm-0.3mm，含水量为0.01-1.00％。
与已公开技术相比，本发明存在以下优点：本发明具有高粘结强度，不易产生脱层、滑移等病害；防水性能好，不易透水侵蚀钢板；防腐性强，延长桥梁受用寿命。因此环氧沥青是一种优良的粘结剂，尤其适用于正交异性钢桥面板体系。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种钢桥面铺装结构。包括：钢桥面板，钢桥面板经过喷砂除锈，清洁度：Sa2.5级、粗糙度：50μm，所述钢桥面板上设有环氧富锌漆防腐层，环氧富锌漆防腐层上侧设有环氧沥青粘结防水层，环氧沥青粘结防水层用量为0.61L/m2，环氧沥青粘结防水层上侧铺设环氧沥青混凝土铺装层，环氧沥青混凝土铺装层厚度为2cm，环氧沥青混凝土铺装层上侧铺装环氧沥青粘结层，环氧沥青粘结层用量为0.40L/m2，环氧沥青粘结层上侧铺设高弹改性沥青玛蹄脂碎石层，高弹改性沥青玛蹄脂碎石层厚度为2cm，所述环氧沥青混凝土铺装层、高弹改性沥青玛蹄脂碎石层包括环氧树脂、填充料和沥青结合料、沥青粘结料，环氧树脂粘度为23℃下500±100mPa·s；含水量为0.01-0.05％；所述沥青结合料120℃下粘度350-600mPa·s、含水量为0.01-0.05％，所述沥青粘结料120℃下粘度150-400mPa·s、含水量为0.01-0.05％。
本实施例中所述填充料为玄武岩碎石，玄武岩碎石粒度为0.075mm-0.3mm，含水量为0.01-1.00％。
实施例2
一种钢桥面铺装结构。包括：钢桥面板，钢桥面板经过喷砂除锈，清洁度：Sa2.5级、粗糙度：80μm，所述钢桥面板上设有环氧富锌漆防腐层，环氧富锌漆防腐层上侧设有环氧沥青粘结防水层，环氧沥青粘结防水层用量为0.7L/m2，环氧沥青粘结防水层上侧铺设环氧沥青混凝土铺装层，环氧沥青混凝土铺装层厚度为2-4cm，环氧沥青混凝土铺装层上侧铺装环氧沥青粘结层，环氧沥青粘结层用量为0.5L/m2，环氧沥青粘结层上侧铺设高弹改性沥青玛蹄脂碎石层，高弹改性沥青玛蹄脂碎石层厚度为3cm，所述环氧沥青混凝土铺装层、高弹改性沥青玛蹄脂碎石层包括环氧树脂、填充料和沥青结合料、沥青粘结料，环氧树脂粘度为23℃下500±100mPa·s；含水量为0.01-0.05％；所述沥青结合料120℃下粘度350-600mPa·s、含水量为0.01-0.05％，所述沥青粘结料120℃下粘度150-400mPa·s、含水量为0.01-0.05％。
本实施例中所述填充料为石灰岩，石灰岩粒度为0.075mm-0.3mm，含水量为0.01-1.00％。
实施例3
一种钢桥面铺装结构。包括：钢桥面板，钢桥面板经过喷砂除锈，清洁度：Sa2.5级、粗糙度：100μm，所述钢桥面板上设有环氧富锌漆防腐层，环氧富锌漆防腐层上侧设有环氧沥青粘结防水层，环氧沥青粘结防水层用量为0.82L/m2，环氧沥青粘结防水层上侧铺设环氧沥青混凝土铺装层，环氧沥青混凝土铺装层厚度为4cm，环氧沥青混凝土铺装层上侧铺装环氧沥青粘结层，环氧沥青粘结层用量为0.54L/m2，环氧沥青粘结层上侧铺设高弹改性沥青玛蹄脂碎石层，高弹改性沥青玛蹄脂碎石层厚度为2-4cm，所述环氧沥青混凝土铺装层、高弹改性沥青玛蹄脂碎石层包括环氧树脂、填充料和沥青结合料、沥青粘结料，环氧树脂粘度为23℃下500±100mPa·s；含水量为0.01-0.05％；所述沥青结合料120℃下粘度350-600mPa·s、含水量为0.01-0.05％，所述沥青粘结料120℃下粘度150-400mPa·s、含水量为0.01-0.05％。
本实施例中所述填充料为玄武岩碎石，玄武岩碎石粒度为0.075mm-0.3mm，含水量为0.01-1.00％。
本发明(1)环氧沥青混凝土所用沥青结合料是一种热固性材料，从根本上改变了沥青的热塑性，赋予了混合料优良的物理化学性能。环氧沥青是通过化学反应形成不可逆、不熔的三维网状结构，具有良好的高温稳定性、抗车辙、抗疲劳、粘结力、防水等，其力学强度是普通沥青混凝土的3～5倍。这完全适应我国国情(重载交通大、高温天气多)，近年来以东南大学研发为主的环氧沥青混合料在大跨径桥梁的桥面铺装中应用广泛，取得良好的效果。美国在1967年首次将环氧沥青用作San Mateo-Hayward大桥正交异性钢板桥面的铺装层，效果良好，而后日本、加拿大、荷兰和澳大利亚相继将环氧沥青混合料用作钢桥面铺装材料。国内，舟山桃天门大桥、上海青浦大桥，天津沽口大桥、江苏润扬大桥、南京长江二桥、江阴长江大桥等均采用环氧沥青铺装，运营良好，未出现严重破坏。
(2)防水粘结层采用环氧富锌漆+环氧沥青粘结剂，大量试验表明，环氧富锌漆具有较好的防腐效果，这是早期国内钢桥面板防腐用的比较多的材料之一。环氧沥青粘结剂属于反应性材料，具有高粘结强度，不易产生脱层、滑移等病害；防水性能好，不易透水侵蚀钢板；防腐性强，延长桥梁受用寿命。因此环氧沥青是一种优良的粘结剂，尤其适用于正交异性钢桥面板体系。
(3)该铺装方案以其优异的高温抗车辙性能，在国内得到了广泛应用，南京长江二桥使用寿命已经接近10年，未出现高温车辙和推移等病害。之后润阳大桥、苏通大桥主桥钢桥面都采用了环氧沥青混凝土铺装方案。桥面铺装由于位于悬空的桥梁结构之上，在夏季高温天气，可以达到70℃，比路面高10℃，因此，要求铺面材料有良好的高温稳定性。依次在60℃和70℃条件下下分别对环氧沥青混凝土、AC改性沥青混凝土以及SMA混合料进行轮辙试验，结果发现在60℃下AC改性沥青混凝土和SMA的动稳定度(次·mm-1)大约在2000以上，而环氧沥青混凝土几乎没有变形。
(4)环氧沥青由于具有较高的强度及较大的劲度模量，所以在同等的疲劳应力作用下，与普通的沥青相比，具有非常优良的耐疲劳性能，其疲劳寿命通常为普通沥青的10～30倍左右。根据澳大利亚西门大桥管理局对各种沥青混凝土的疲劳性能对比试验结果，可得出环氧沥青混凝土的疲劳寿命为5×106次，而同等实验条件下沥青混凝土的疲劳寿命仅能达到0.29×106次，两者相差了13倍之多。对于大跨径桥梁来说，当荷载作用其上时，其变形较路面大，再加上风载，以及苛刻的使用环境，对耐疲劳性要求甚高，而环氧沥青混合料的这种优良的耐疲劳性能对桥梁桥面铺装的使用性能将会有较大的改善。
(5)环氧沥青混凝土的脆化点温度体现不出自身的优越性，但是这并不能说明环氧沥青混合料的低温抗裂性能不好。实验表明-15℃下环氧沥青混合料与浇注混合料相比，弯曲应变结果说明环氧沥青混合料相比较而言仍然具有一定的低温优势。
(6)环氧沥青混凝土用普通沥青的拌和机拌和、其摊铺、压实机械同普通沥青混凝土并没有什么差别，仅对混合料对温度和时间的要求较为苛刻。需要在“初凝时间”内完成所有的工作，则质量不能达到最佳，或者成为废料。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种钢桥面铺装结构，包括：钢桥面板，其特征在于：所述钢桥面板上设有环氧富锌漆防腐层，环氧富锌漆防腐层上侧设有环氧沥青粘结防水层，环氧沥青粘结防水层上侧铺设环氧沥青混凝土铺装层，环氧沥青混凝土铺装层上侧铺装环氧沥青粘结层，环氧沥青粘结层上侧铺设高弹改性沥青玛蹄脂碎石层，所述环氧沥青混凝土铺装层、高弹改性沥青玛蹄脂碎石层包括环氧树脂、填充料和沥青结合料、沥青粘结料，环氧树脂粘度为23℃下500±100mPa·s；含水量为0.01-0.05％；所述沥青结合料120℃下粘度350-600mPa·s、含水量为0.01-0.05％，所述沥青粘结料120℃下粘度150-400mPa·s、含水量为0.01-0.05％。
2.根据权利要求1所述的一种钢桥面铺装结构，其特征在于：所述环氧沥青粘结层用量为0.40-0.54L/㎡、环氧沥青粘结防水层用量为0.61-0.82L/㎡。
3.根据权利要求1所述的一种钢桥面铺装结构，其特征在于：所述环氧沥青混凝土铺装层厚度为2-4cm、高弹改性沥青玛蹄脂碎石层厚度为2-4cm。
4.根据权利要求1所述的一种钢桥面铺装结构，其特征在于：所述钢桥面板经过喷砂除锈，清洁度：Sa2.5级、粗糙度：50-100μm。
5.根据权利要求1所述的一种钢桥面铺装结构，其特征在于：所述填充料为玄武岩碎石或石灰岩，玄武岩碎石或石灰岩粒度为0.075mm-0.3mm，含水量为0.01-1.00％。
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