CN107059615A - 耐久型水泥混凝土桥面铺装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐久型水泥混凝土桥面铺装结构，自上而下依次包括柔性沥青混凝土层和半柔性沥青混凝土层，柔性沥青混凝土层安设在半柔性沥青混凝土层上，半柔性沥青混凝土层用于安设在水泥混凝土桥面板上，从而基于材料弹性模量的梯度设计，实现从刚性、半柔性到柔性的过渡。较佳地，柔性沥青混凝土层是改性沥青混合料铺装层；或者，半柔性沥青混凝土层是灌注式半柔性沥青混合料铺装层。还包括粘结层，柔性沥青混凝土层提供粘结层上粘结在半柔性沥青混凝土层上。本发明的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构结构稳定，性能优异，不易损坏，使用寿命长，施工质量好、易控制，设计巧妙，施工便捷，易于维修，成本低，适于大规模推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及道路铺装结构技术领域，更具体地，涉及水泥混凝土桥面铺装结构技术领域，特别是指一种耐久型水泥混凝土桥面铺装结构。
背景技术
目前，国内水泥混凝土桥面的沥青混合料铺装早期破坏严重，如拥包、推移、车辙、网裂、龟裂、剥落等，其中桥面铺装防水粘结层的破坏是导致桥面铺装病害的一个主要原因。
虽然国内现在大力推广同步碎石封层工艺，也取得了良好的效果。但是在实际施工过程中发现，同步碎石封层的剪切破坏面碎石上仍存在“白碎石”现象，碎石不能被沥青完全覆盖，影响防水粘结层的效果。另外，同步碎石封层的施工受到施工季节的限制。尽管同步碎石封层的施工工艺并不复杂，但优良的施工质量却不容易获得。
从而，采用同步碎石封层作为铺装层的防水粘结层时，存在同步碎石封层施工质量不易控制、层间粘结效果不佳、常规沥青混合料铺装下层高温稳定性不足和耐久性不佳等问题。
因此，需要提供一种水泥混凝土桥面铺装结构，其结构稳定，性能优异，不易损坏，使用寿命长，施工质量好、易控制。
发明内容
为了克服上述现有技术中的缺点，本发明的一个目的在于提供一种耐久型水泥混凝土桥面铺装结构，其结构稳定，性能优异，不易损坏，使用寿命长，施工质量好、易控制，适于大规模推广应用。
本发明的另一目的在于提供一种耐久型水泥混凝土桥面铺装结构，其设计巧妙，施工便捷，易于维修，成本低，适于大规模推广应用。
为达到以上目的，本发明提供了一种耐久型水泥混凝土桥面铺装结构，其特点是，自上而下依次包括柔性沥青混凝土层和半柔性沥青混凝土层，所述柔性沥青混凝土层安设在所述半柔性沥青混凝土层上，所述半柔性沥青混凝土层用于安设在水泥混凝土桥面板上。
所谓柔性，也可解释为挠性，是相对刚性而言的一种物体特性。挠性是指物体受力后变形，作用力失去之后物体自身不能恢复原来形状的一种物理性质。而刚性物体受力后，在宏观来看其形状可视为没有发生改变。所谓半柔性，例如半柔性路面，是一种新型刚柔相济的路面，其可以充分发挥柔性路面和刚性路面材料的特点，其获得方法有二，其一是灌注式，其二是拌合式。灌注式是在沥青混合料母体中掺加刚性材料水泥砂浆或灌注水泥砂浆，能够提高沥青混合料的抗车辙能力，同时改善沥青混合料的低温抗裂性和耐久性。拌合式是在水泥混凝土拌合物中掺加柔性材料，降低水泥混凝土的模量，提高水泥混凝土的抗裂性，也改善路面行车的舒适性和耐久性。
所述柔性沥青混凝土层可以是任何合适的柔性沥青混凝土层，较佳地，所述柔性沥青混凝土层是改性沥青混合料铺装层。
所述改性沥青混合料铺装层可以具有任何合适的构成，更佳地，所述改性沥青混合料铺装层的改性沥青混合料通过将改性沥青和集料拌制而成，所述集料和所述改性沥青的质量比为100：5.5～6.5。
所述改性沥青混合料可以采用任何合适的级配，更进一步地，所述改性沥青混合料采用SMA-13级配或SMA-16级配。
所述改性沥青可以是任何合适的改性沥青，更进一步地，所述改性沥青是SBS改性沥青。
所述集料可以是任何合适的集料，更进一步地，所述集料是玄武岩或辉绿岩。
所述柔性沥青混凝土层的厚度可以根据需要确定，较佳地，所述柔性沥青混凝土层的厚度为3.0cm～5.0cm。
所述柔性沥青混凝土层的空隙率可以根据需要确定，更进一步地，所述柔性沥青混凝土层的空隙率为3.5％～4.5％。
所述半柔性沥青混凝土层可以是任何合适的半柔性沥青混凝土层，较佳地，所述半柔性沥青混凝土层是灌注式半柔性沥青混合料铺装层。
所述灌注式半柔性沥青混合料铺装层可以具有任何合适的构成，更佳地，所述灌注式半柔性沥青混合料铺装层通过将水泥砂浆灌注在碾压成型的沥青混合料基体中制成，所述沥青混合料基体和所述水泥砂浆的体积比为70～80：20～30。
所述沥青混合料基体可以采用任何合适的级配，更进一步地，所述沥青混合料基体采用OGFC-13、OGFC-16、OGFC-20或ATPB-25级配。
所述沥青混合料基体的空隙率可以根据需要确定，更进一步地，所述沥青混合料基体的空隙率为20％体积～30％体积。若空隙率太小，不利于灌注饱满；若空隙率太大，沥青混合料基体完整性欠缺，容易脱落。
所述沥青混合料基体可以采用任何合适的沥青混合料基体，更进一步地，所述沥青混合料基体采用SBS改性沥青或高粘度改性沥青。
所述水泥砂浆可以具有任何合适的构成，更进一步地，所述水泥砂浆包括100重量份的水泥、6重量份～15重量份的膨胀剂、15重量份～30重量份的机制砂、5重量份～15重量份的乳化沥青、20重量份～40重量份的水、2重量份～8重量份的减水剂和3重量份～10重量份的增渗剂。
所述水泥可以是任何合适的水泥，尤其更佳地，所述水泥是普通硅酸盐水泥，例如P.O 42.5普通硅酸盐水泥。
所述膨胀剂可以是任何合适的膨胀剂，尤其更佳地，所述膨胀剂是UEA膨胀剂，例如UEA-H膨胀剂。
所述机制砂可以是任何合适的机制砂，尤其更佳地，所述机制砂是细度模数为1.6～2.2的细砂。
所述乳化沥青可以是任何合适的乳化沥青，尤其更佳地，所述乳化沥青是阴离子乳化沥青，例如慢裂慢凝型阴离子乳化沥青，可以改善水泥砂浆的收缩性能，在一定程度上增加灌注式半柔性沥青混合料的低温开裂性能。
所述减水剂可以是任何合适的减水剂，尤其更佳地，所述减水剂是聚羧酸减水剂，例如聚羧酸减水剂。
所述增渗剂可以是任何合适的增渗剂，尤其更佳地，所述增渗剂是复合增渗剂，可以降低沥青混合料基体与水泥砂浆的表面张力，从而有利于水泥砂浆灌入。
所述半柔性沥青混凝土层的厚度可以根据需要确定，较佳地，所述半柔性沥青混凝土层的厚度为5.0cm～7.0cm。
所述耐久型水泥混凝土桥面铺装结构的厚度可以根据需要确定，较佳地，所述耐久型水泥混凝土桥面铺装结构的厚度为8.0cm～12.0cm。
所述柔性沥青混凝土层安设在所述半柔性沥青混凝土层上可以采用任何合适的结构，较佳地，所述耐久型水泥混凝土桥面铺装结构还包括粘结层，所述柔性沥青混凝土层粘结在所述粘结层上，所述粘结层粘结在所述半柔性沥青混凝土层上。也就是说，所述柔性沥青混凝土层通过所述粘结层粘结在所述半柔性沥青混凝土层上。
所述粘结层可以是任何合适的粘结层，更佳地，所述粘结层是改性乳化沥青粘结层。
所述改性乳化沥青粘结层的改性乳化沥青的用量可以根据需要确定，更进一步地，所述改性乳化沥青粘结层的改性乳化沥青的用量为0.4kg/m2～0.6kg/m2。
本发明的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构直接铺设在水泥混凝土桥面板上，也就是说，所述半柔性沥青混凝土层直接铺设在水泥混凝土桥面板上。所述水泥混凝土桥面板在铺装前按照本领域常规进行喷砂抛丸处理，清除表面浮浆和附着物，形成不均匀的粗糙表面。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构自上而下依次包括柔性沥青混凝土层和半柔性沥青混凝土层，柔性沥青混凝土层安设在半柔性沥青混凝土层上，半柔性沥青混凝土层用于安设在水泥混凝土桥面板上，从而基于材料弹性模量的梯度设计，实现从刚性、半柔性到柔性的过渡，因此，其结构稳定，性能优异，不易损坏，使用寿命长，施工质量好、易控制，适于大规模推广应用。
(2)本发明的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构自上而下依次包括柔性沥青混凝土层和半柔性沥青混凝土层，柔性沥青混凝土层安设在半柔性沥青混凝土层上，半柔性沥青混凝土层用于安设在水泥混凝土桥面板上，从而基于材料弹性模量的梯度设计，实现从刚性、半柔性到柔性的过渡，因此，其设计巧妙，施工便捷，易于维修，成本低，适于大规模推广应用。
(3)本发明的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构将灌注式半柔性沥青混合料直接铺筑在原水泥混凝土桥面板上，在灌注水泥砂浆时，在原有水泥混凝土表面形成薄薄的水膜，造成黏结面的氢氧化钙晶体和钙矾石形成择优取向层，在原有混凝土表面的凹凸处，产生C-S-H凝胶、C-H晶体等，通过两种水泥基材料之间的机械咬合力、范德华力和界面化学作用力，增强了铺装结构的层间粘结性能。
本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明、附图和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。
附图说明
图1是本发明的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构的一具体实施例的主视示意图。
(符号说明)
1柔性沥青混凝土层；2粘结层；3半柔性沥青混凝土层；4水泥混凝土桥面板。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。所有的百分率均为重量百分率，除非另有指明。
下述实施例1～实施例4的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构均如图1所示，自上而下依次包括柔性沥青混凝土层1、粘结层2和半柔性沥青混凝土层3，所述柔性沥青混凝土层1通过所述粘结层2粘结在所述半柔性沥青混凝土层3上，所述半柔性沥青混凝土层3粘结在水泥混凝土桥面板4上，所述柔性沥青混凝土层1是改性沥青混合料铺装层，所述粘结层2是改性乳化沥青粘结层，所述半柔性沥青混凝土层3是灌注式半柔性沥青混合料铺装层。不同之处在于：
实施例1
本实施例的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构的总厚度为12.0cm。其中：
改性沥青混合料铺装层的改性沥青混合料通过将改性沥青和集料拌制而成，所述集料和改性沥青的质量比为100：6.0。改性沥青采用SBS改性沥青(I-D)(中国石化镇海炼油化工股份有限公司的SBS改性沥青(I-D))，集料是玄武岩(购自江苏金坛富麓轧石厂)。制成的改性沥青混合料为中粒式沥青混合料，采用SMA-16级配，空隙率为4.0％体积，铺装成改性沥青混合料铺装层，厚度为5.0cm。
改性乳化沥青粘结层的改性乳化沥青(中国石化镇海炼油化工股份有限公司)的用量为0.5kg/m2。
灌注式半柔性沥青混合料铺装层通过将水泥砂浆灌注在碾压成型的沥青混合料基体中制成，沥青混合料基体和水泥砂浆的体积比为75:25。沥青混合料基体采用ATPB-25级配，采用SBS改性沥青(中国石化镇海炼油化工股份有限公司的SBS改性沥青(I-C))，空隙率为25％体积，水泥砂浆包括100重量份的P.O 42.5普通硅酸盐水泥(购自安徽海螺股份有限公司)、6重量份的UEA-H膨胀剂(购自中国建筑材料科学研究总院)、30重量份的机制砂(购自江苏亚邦矿业有限公司，细度模数为1.6)、10重量份的慢裂慢凝型阴离子乳化沥青(购自中国石化炼油销售有限公司)、30重量份的水、4重量份的聚羧酸减水剂(购自江苏苏博特新材料有限公司)和10重量份的复合增渗剂(苏州建筑科学研究院有限公司，姑苏牌SJ-615)。将灌注式半柔性沥青混合料直接铺筑在水泥混凝土桥面板4上形成灌注式半柔性沥青混合料铺装层，灌注式半柔性沥青混合料铺装层的厚度为7.0cm。
实施例2
本实施例的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构的总厚度为10.0cm。其中：
改性沥青混合料铺装层的改性沥青混合料通过将改性沥青和集料拌制而成，所述集料和所述改性沥青的质量比为100：5.5。改性沥青采用SBS改性沥青(I-D)(购自中国石化股份有限公司齐鲁分公司)，集料是辉绿岩(购自湖州金衡石料加工厂)。制成的改性沥青混合料为中粒式沥青混合料，采用SMA-16级配，空隙率为4.5％体积，铺装成改性沥青混合料铺装层，厚度为5.0cm。
改性乳化沥青粘结层的改性乳化沥青(中国石化股份有限公司齐鲁分公司的快裂型阳离子改性乳化沥青)的用量为0.6kg/m2。
灌注式半柔性沥青混合料铺装层通过将水泥砂浆灌注在碾压成型的沥青混合料基体中制成，沥青混合料基体和水泥砂浆的体积比为77：23。沥青混合料基体采用OGFC-16级配，采用SBS改性沥青(中国石化股份有限公司齐鲁分公司,SBS改性沥青(I-D))，空隙率为23％体积，水泥砂浆包括100重量份的P.O 42.5普通硅酸盐水泥(购自唐山冀东水泥股份有限公司)、8重量份的TD-UEA膨胀剂(购自上海同泰混凝土外加剂有限公司)、30重量份的机制砂(购自江苏亚邦矿业有限公司，细度模数为1.8)、10重量份的慢裂慢凝型阴离子乳化沥青(购自中国石化炼油销售有限公司)、20重量份的水、8重量份的聚羧酸减水剂(购自江苏苏博特新材料有限公司)和6重量份的复合增渗剂(苏州建筑科学研究院有限公司，姑苏牌SJ-615)。将灌注式半柔性沥青混合料直接铺筑在水泥混凝土桥面板4上形成灌注式半柔性沥青混合料铺装层，灌注式半柔性沥青混合料铺装层的厚度为5.0cm。
实施例3
本实施例的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构的总厚度为10.0cm。其中：
改性沥青混合料铺装层的改性沥青混合料通过将改性沥青和集料拌制而成，所述集料和改性沥青的质量比为100：6.0：0.5。改性沥青采用SBS改性沥青(I-D)(中国石化股份有限公司齐鲁分公司，SBS改性沥青(I-D))，集料是玄武岩(购自江苏金坛富麓轧石厂)。制成的改性沥青混合料为细粒式沥青混合料，采用SMA-13级配，空隙率为3.5％体积，铺装成改性沥青混合料铺装层，厚度为3.0cm。
改性乳化沥青粘结层的改性乳化沥青(中国石化股份有限公司齐鲁分公司的快裂型阳离子改性乳化沥青)的用量为0.5kg/m2。
灌注式半柔性沥青混合料铺装层通过将水泥砂浆灌注在碾压成型的沥青混合料基体中制成，沥青混合料基体和水泥砂浆的体积比为70：30。沥青混合料基体采用OGFC-20级配，采用高粘度改性沥青(购自中国石化炼油销售有限公司)，空隙率为30％体积，水泥砂浆包括100重量份的P.O 42.5普通硅酸盐水泥(购自安徽海螺股份有限公司)、10重量份的UEA-H膨胀剂(购自中国建筑材料科学研究总院)、15重量份的机制砂(购自江苏亚邦矿业有限公司，细度模数为2.2)、5重量份的慢裂慢凝型阴离子乳化沥青(购自壳牌(中国)有限公司)、40重量份的水、4重量份的聚羧酸减水剂(购自江苏苏博特新材料有限公司)和3重量份的复合增渗剂(苏州建筑科学研究院有限公司，姑苏牌SJ-615)。将灌注式半柔性沥青混合料直接铺筑在水泥混凝土桥面板4上形成灌注式半柔性沥青混合料铺装层，灌注式半柔性沥青混合料铺装层的厚度为7.0cm。
实施例4
本实施例的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构的总厚度为8.0cm。其中：
改性沥青混合料铺装层的改性沥青混合料通过将改性沥青和集料拌制而成，所述集料和改性沥青的质量比为100：6.5。改性沥青采用SBS改性沥青(I-D)(购自壳牌(中国)有限公司)，集料是辉绿岩(购自湖州金衡石料加工厂)。制成的改性沥青混合料为细粒式沥青混合料，采用SMA-13级配，空隙率为4.0％体积，铺装成改性沥青混合料铺装层，厚度为3.0cm。
改性乳化沥青粘结层的改性乳化沥青(购自壳牌(中国)有限公司)的用量为0.4kg/m2。
灌注式半柔性沥青混合料铺装层通过将水泥砂浆灌注在碾压成型的沥青混合料基体中制成，沥青混合料基体和水泥砂浆的体积比为80：20。沥青混合料基体采用OGFC-13级配，采用高粘度改性沥青(购自壳牌(中国)有限公司)，空隙率为20％体积，水泥砂浆包括100重量份的P.O 42.5普通硅酸盐水泥(购自唐山冀东水泥股份有限公司)、15重量份的TD-UEA膨胀剂(购自上海同泰混凝土外加剂有限公司)、25重量份的机制砂(购自江苏亚邦矿业有限公司，细度模数为2.0)、15重量份的慢裂慢凝型阴离子乳化沥青(购自中国石化炼油销售有限公司)、20重量份的水、2重量份的聚羧酸减水剂(购自江苏苏博特新材料有限公司)和5重量份的复合增渗剂(苏州建筑科学研究院有限公司，姑苏牌SJ-615)。将灌注式半柔性沥青混合料直接铺筑在水泥混凝土桥面板4上形成灌注式半柔性沥青混合料铺装层，灌注式半柔性沥青混合料铺装层的厚度为5.0cm。
对比例1
本领域内常规水泥混凝土桥面铺装结构包括：
(1)在与图1所示的水泥混凝土桥面板4相同的水泥混凝土桥面板4上喷砂抛丸，去除表面浮浆；采用同步碎石封层车撒布橡胶沥青(购自浙江宝盈物资集团股份有限公司)与碎石(购自江苏亚邦矿业有限公司)，橡胶沥青用量为2.0kg/m2，碎石用量为12.0kg/m2，碎石粒径为9.5mm～13.2mm，用25吨胶轮压路机进行压实，碾压遍数2遍，橡胶沥青碎石封层的厚度为1.0cm；
(2)实施铺装下层，铺筑5.0cm的AC-20沥青混合料，该混合料为本领域常规，所用集料为石灰岩(购自江苏亚邦矿业有限公司)，所用沥青胶结料为SBS改性沥青(购自中国石化上海石油化工股份有限公司，SBS改性沥青(I-C))，混合料的空隙率为4.0％体积；AC-20沥青混合料由集料和沥青胶结料按质量比100：4.4拌和而成。
(3)按照0.5kg/m2的用量撒布改性乳化沥青(购自中国石化上海石油化工股份有限公司)，以形成一改性乳化沥青粘结层；
(4)实施铺装上层，铺筑4.0cm的改性AC-13C热拌沥青混合料，该混合料为本领域常规，所用集料为玄武岩(购自江苏金坛富麓轧石厂)，所用沥青胶结料为SBS改性沥青(购自中国石化上海石油化工股份有限公司，SBS改性沥青(I-D))，混合料的空隙率为4.0％体积。改性AC-13C热拌沥青混合料由集料和沥青胶结料按质量比100：5.2拌和而成。
本对比例中水泥混凝土桥面铺装结构的总厚度为10.0cm。
效果实施例1
对本发明的实施例1～实施例4的灌注式半柔性沥青混合料性能进行评价，并与对比例1中AC-20改性沥青混合料进行对比分析，结果如表1所示。其中，沥青混合料的高温稳定性和水稳定性的测试按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)进行。试验结果表明，本发明的灌注式半柔性混合料的高温稳定性和水稳定性均显著优于对比例1中AC-20改性沥青混合料，具有很好的路用性能。
表1实施例1～实施例4的灌注式半柔性沥青混合料与对比例1的AC-20沥青混合料的性能分析
效果实施例2
对本发明的实施例1～实施例4的水泥混凝土桥面板4与灌注式半柔性沥青混合料的铺装结构进行复合件层间抗剪强度试验，并与常规铺装结构对比例1进行对比分析，结果如表2所示。复合件层间抗剪强度的测试按照《水泥混凝土桥面水性环氧沥青防水粘结层施工技术规范》附录A进行。试验结果表明：本发明的铺装结构复合件的层间抗剪强度在25℃和50℃条件下分别为常规铺装结构的2倍和3倍，灌注式半柔性沥青混合料中的水泥砂浆灌注到大孔隙基体混合料时，在原有水泥混凝土表面形成薄薄的水膜，造成黏结面的氢氧化钙晶体和钙矾石形成择优取向层，从而提高了本发明的铺装结构的层间抗剪性能。
表2实施例1～实施例4和对比例1中复合件层间抗剪强度试验结果
效果实施例3
对本发明的实施例1～实施例4的整个铺装体系进行疲劳试验，并与常规铺装结构对比例1进行比对，结果见表3。其中，采用小梁弯曲疲劳试验，应变控制模式，对室内压实样品锯成的小梁试件进行重复弯曲(AASHTOT321-03标准)，直至小梁破坏，从而确定混合料的疲劳寿命。
由表3可知，本发明的实施例1～实施例4的铺装结构疲劳寿命为常规铺装结构的3倍左右，疲劳寿命显著提高，耐久性大大改善，可以达到设计寿命10年～15年。
表3实施例1～实施例4和对比例1的铺装体系疲劳寿命
因此，与现有技术相比，本发明的积极进步效果在于：
(1)本发明的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构将灌注式半柔性沥青混合料直接铺筑在原水泥混凝土桥面板上，在灌注水泥砂浆时，在原有水泥混凝土表面形成薄薄的水膜，造成黏结面的氢氧化钙晶体和钙矾石形成择优取向层，在原有混凝土表面的凹凸处，产生C-S-H凝胶、C-H晶体等，通过两种水泥基材料之间的机械咬合力、范德华力和界面化学作用力，增强了铺装结构的层间粘结性能。
(2)本发明的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构采用灌注式半柔性沥青混合料作为铺装下层(承重层)，将沥青的柔性与水泥的刚性很好的复合到一起，大幅度提高了抗车辙能力，60℃动稳定度超过14000次/mm，70℃动稳定度超过10000次/mm，而常规改性AC-20沥青混合料的动稳定度60℃动稳定度为5000次/mm左右，70℃动稳定度为1500次/mm左右，彻底解决了承重层车辙变形问题，提高了铺装结构的耐久性。灌注式半柔性沥青混合料实现了从全刚性水泥板到柔性沥青铺装上层的过渡，起到了很好的承上启下作用。同时，灌注式半柔性沥青混合料具有良好的封水效果，替代原先的防水粘结层，施工更加便捷。
(3)本发明的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构中采用改性沥青混合料作为铺装上层，级配采用了骨架结构，保证了铺装结构的抗滑性、耐久性。
(4)整个铺装结构可显著提高设计使用寿命，可达10年～15年，大大超过目前常规铺装的5年～8年的实际使用寿命。
从而，本发明提供了一种施工便捷的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构，为一种耐久、施工和易性好、施工便捷、且易于维修的水泥混凝土桥面铺装结构，克服了现有技术中采用同步碎石封层作为铺装层的防水粘结层时的层间粘结效果不佳、常规沥青混合料铺装下层高温稳定性不足和耐久性不佳等问题。
本发明的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构基于材料弹性模量的梯度设计，实现从刚性、半柔性到柔性的过渡。将灌注式半柔性沥青混合料直接铺筑在水泥混凝土桥面板上，以解决现有水泥混凝土桥面铺装结构中同步碎石封层施工质量不易控制的问题，通过水泥基材料之间的机械咬合力和范德华力，增强了铺装结构的层间粘结性能；将灌注式半柔性沥青混合料作为铺装下层显著增强了铺装抗车辙能力与水稳定性，大大提高了耐久性；将温拌改性沥青混合料作为铺装上层，降低了沥青面层的施工温度，减少排放，提高施工和易性。本铺装结构施工便捷，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。
综上所述，本发明的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构结构稳定，性能优异，不易损坏，使用寿命长，施工质量好、易控制，设计巧妙，施工便捷，易于维修，成本低，适于大规模推广应用。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (10)
1.一种耐久型水泥混凝土桥面铺装结构，其特征在于，自上而下依次包括柔性沥青混凝土层和半柔性沥青混凝土层，所述柔性沥青混凝土层安设在所述半柔性沥青混凝土层上，所述半柔性沥青混凝土层用于安设在水泥混凝土桥面板上。
2.根据权利要求1所述的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构，其特征在于，所述柔性沥青混凝土层是改性沥青混合料铺装层；或者，所述半柔性沥青混凝土层是灌注式半柔性沥青混合料铺装层。
3.根据权利要求2所述的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构，其特征在于，所述改性沥青混合料铺装层的改性沥青混合料通过将改性沥青和集料拌制而成，所述集料和所述改性沥青的质量比为100：5.5～6.5；或者，所述灌注式半柔性沥青混合料铺装层通过将水泥砂浆灌注在碾压成型的沥青混合料基体中制成，所述沥青混合料基体和所述水泥砂浆的体积比为70～80：20～30。
4.根据权利要求3所述的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构，其特征在于，所述改性沥青是SBS改性沥青；所述集料是玄武岩或辉绿岩。
5.根据权利要求3所述的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构，其特征在于，所述沥青混合料基体采用SBS改性沥青或高粘度改性沥青；或者，所述水泥砂浆包括100重量份的水泥、6重量份～15重量份的膨胀剂、15重量份～30重量份的机制砂、5重量份～15重量份的乳化沥青、20重量份～40重量份的水、2重量份～8重量份的减水剂和3重量份～10重量份的增渗剂。
6.根据权利要求1所述的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构，其特征在于，所述耐久型水泥混凝土桥面铺装结构的厚度为8cm～12cm；所述柔性沥青混凝土层的厚度为3.0cm～5.0cm；或者，所述半柔性沥青混凝土层的厚度为5.0cm～7.0cm。
7.根据权利要求1所述的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构，其特征在于，所述柔性沥青混凝土层的空隙率为3.5％～4.5％。
8.根据权利要求1所述的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构，其特征在于，所述耐久型水泥混凝土桥面铺装结构还包括粘结层，所述柔性沥青混凝土层粘结在所述粘结层上，所述粘结层粘结在所述半柔性沥青混凝土层上。
9.根据权利要求8所述的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构，其特征在于，所述粘结层是改性乳化沥青粘结层。
10.根据权利要求9所述的耐久型水泥混凝土桥面铺装结构，其特征在于，所述改性乳化沥青粘结层的改性乳化沥青的用量为0.4kg/m2～0.6kg/m2。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110714389A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-01-21 | 上海市市政规划设计研究院有限公司 | 超薄高性能的复合半柔性面层路面结构及其施工方法 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101768914A (zh) * | 2010-01-25 | 2010-07-07 | 重庆鹏方路面工程技术研究院有限公司 | 用于半刚性基层沥青路面结构转换与性能恢复的路面结构 |
| CN104863032A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-08-26 | 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 | 一种耐久型隧道路面铺装结构 |
| CN207003252U (zh) * | 2017-06-27 | 2018-02-13 | 上海市市政规划设计研究院 | 耐久型水泥混凝土桥面铺装结构 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101768914A (zh) * | 2010-01-25 | 2010-07-07 | 重庆鹏方路面工程技术研究院有限公司 | 用于半刚性基层沥青路面结构转换与性能恢复的路面结构 |
| CN104863032A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-08-26 | 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 | 一种耐久型隧道路面铺装结构 |
| CN207003252U (zh) * | 2017-06-27 | 2018-02-13 | 上海市市政规划设计研究院 | 耐久型水泥混凝土桥面铺装结构 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110804922A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-02-18 | 江苏增光复合材料科技有限公司 | 一种机场道面粘结层及其施工方法和一种机场道面 |
| CN110714389A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-01-21 | 上海市市政规划设计研究院有限公司 | 超薄高性能的复合半柔性面层路面结构及其施工方法 |
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