CN107386109A - 一种桥面铺装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥面铺装结构，所述桥面铺装结构自下而上依次铺设有粘结层(1)、现浇层(2)、防水层(3)、桥面铺装层(4)，粘结层(1)内埋置有碳纤维发热体(5)，所述粘结层由热塑性聚合物材料、固化剂与骨料制备而成。使用本发明制备的桥面铺装结构可省去了大量凿除混凝土现浇层的工作，解决了凿除过程中对主梁结构造成损伤的问题，并且避免了凿除施工中的噪音污染和水污染，具有很好的推广应用价值。

Description

一种桥面铺装结构

技术领域

本发明涉及一种桥面铺装结构，属于建筑设计领域。

背景技术

桥面铺装是指铺筑在桥面板上的防护层，是桥梁结构的重要组成部分，其作用在于防止车轮直接磨耗行车道板，保护主梁免受雨水及其它有害物质的侵蚀，并起到扩散荷载的作用。桥面铺装层质量的好坏和使用耐久性将直接影响到汽车的行驶质量和使用耐久性。

近年来，随着过桥车辆的日趋大型化、重型化以及交通量的迅速增长，车辆对桥梁构件的冲击及应力超过的频率也随之增加，对构件疲劳的影响越来越大。这就使得桥面铺装层处于极其严酷的使用状态，桥面铺装层出现了裂缝、拥包、车辙、碎裂、脱落等破坏现象，这不仅妨碍了交通安全，影响了桥面的美观性，也带来了经济上的损失。为此，破损严重的桥面铺装层维修加固工作势在必行。桥面铺装层修复施工的工作重心则在于桥面混凝土铺装层的破除施工。目前，混凝土结构传统的破除方法主要有人工风镐和机械破碎锤破碎两类，新型的方法有高压水射流技术。人工风镐破除方法的特点为：工作效率低、噪音大、易造成主梁结构损伤；机械破碎锤施工的特点为：工作效率高、噪音大、施工过程中极易造成主梁结构受损。高压水射流破除和混凝土技术是将高压水射流的高压水，传送到破碎机头，破碎机头的喷嘴喷射出高压水作用于混凝土表面，当高压水的内压力(或外扩力)大于混凝土材料内部的内聚力(或抗拉强度)时，混凝土破碎。但对于钢筋等表面密实、没有微孔的材料，高压水无法钻入，所以无法对其造成切割破碎。该方法优点为工作效率高、不破坏铺装层钢筋，不破坏梁板，人为因素影响较小。但施工费用高，会造成一定的水污染。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种桥面铺装结构，其具有强耐久性、环保性等特点。

本发明的再一目的在于提供一种桥面铺装结构，其解决了后期桥面铺装层维修加固施工过程中混凝土现浇破除过程中对主梁损伤、噪音污染和水污染等一系列关键技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种桥面铺装结构，所述桥面铺装结构自下而上依次铺设有粘结层、现浇层、防水层、桥面铺装层，粘结层内埋置有碳纤维发热体，所述粘结层由热塑性聚合物材料、固化剂与骨料制备而成。

在根据本发明所述的桥面铺装结构中，所述碳纤维发热体由若干条碳纤维平行排列且相互连接。

在根据本发明所述的桥面铺装结构中，所述热塑性聚合物材料为热塑性聚氨酯树脂，所述固化剂为乙二胺，所述骨料为水泥和砂。

在根据本发明所述的桥面铺装结构中，所述热塑性聚氨酯树脂、乙二胺、水泥与砂的配合比为(1～1.5):(1.6～2.0):(3.2～3.6):(0.1～0.5)，优选为1.3:1.8:3.4:0.3。

在根据本发明所述的桥面铺装结构中，所述现浇层为C50混凝土，混凝土坍落度为9～11cm，优选为10cm。

在根据本发明所述的桥面铺装结构中，所述防水层由SBS改性沥青与碎石组成，所述碎石为粒径是10mm的玄武岩，所述SBS改性沥青用量为0.4％～0.5％，撒布量为10kg/m²。

在根据本发明所述的桥面铺装结构中，所述桥面铺装层为AC-20I沥青混凝土。

在根据本发明所述的桥面铺装结构中，所述粘结层的厚度为5～8cm，优选为6cm；所述现浇层的厚度为10cm～15cm，优选为12cm；所述防水层的厚度为1～2mm，优选为1.5mm；所述桥面铺装层的厚度为10～12cm，优选为11cm。

本发明的有益效果：

(一)充分重视环保的理念，考虑桥面综合使用性能，合理设计桥面多功能层结构，体现桥面防水、耐疲劳以及行车舒适度等综合路用性能；

(二)利用热塑性聚氨酯树脂材料的熔融性实现了桥面铺装结构与主梁结构的自动脱离，为今后桥面铺装的维修加固工作节省了大量的时间和资源，有效地避免了常规施工方法带来的噪音污染和水污染。

附图说明

图1是本发明具有自动脱离功能的桥面铺装结构的示意图。

图2是图1的A-A剖面图。

具体实施方式

为使本的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图进行详细说明。

本发明以粘结层1、现浇层2、防水层3、桥面铺装层4及碳纤维发热体5构成完整的桥面铺装结构。其中，粘结层1采用热塑性聚合物材料、固化剂、骨料按照一定比例、次序掺混而成。

热塑性聚合物是一种高分子聚合物，具有加热后软化、冷却时固化、可再度软化等特性。热塑性聚合物受热软化时具可塑性，冷却时则回到固态，因该现象可交替反复进行，所以可回收再利用。热塑性聚合物例如可为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯，聚氨酯等。例如本发明可采用热塑性聚氨酯树脂。

在本发明中，热塑性聚合物材料固化物性能符合《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》(JCT 1041-2007)中的规定，如下表1所示。由此本发明的粘结层能够实现优异的粘结功能。

表1热塑性聚氨酯树脂固化物性能

本领域技术人员知晓，固化剂是一类增进或控制固化反应的物质或混合物，能够改善固化物的力学性能、耐热性、耐水性、耐腐蚀性等。例如固化剂可以为乙二胺。

骨料具有足够的强度和坚固性，在建筑物中起骨架和支撑作用，可提供比混凝土更好的稳定性和比水泥石更好的耐久性。骨料不因干湿循环或冻融循环而产生体积变化导致桥面的裂化。例如骨料可以为水泥和砂的混合物，其中水泥和砂的混合比可以为(3.2～3.6):(0.1～0.5)。

在浇筑粘结层之前，先预埋碳纤维发热体5，然后可使用手提式搅拌器充分混合热塑性聚氨酯树脂材料和固化剂，再在低速大功率搅拌机条件下加入骨料，充分搅拌至骨料全部浸润即可完成粘结层的铺设。

碳纤维发热体是以碳元素构成的无机纤维为基本发热材料的发热体。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维；其强度是普通钢的4倍，而比重约等于钢的1/4。碳纤维发热体是以热辐射的方式向外辐射能量的。

在一个具体实施例中，所述热塑性聚氨酯树脂材料可为热塑性聚氨酯树脂，所述固化剂可为乙二胺，所述骨料可为水泥和砂，其中，所述热塑性聚氨酯树脂、乙二胺、水泥与砂的配合比可以为(1～1.5):(1.6～2.0):(3.2～3.6):(0.1～0.5)，优选为1.3:1.8:3.4:0.3。所述粘结层1的厚度可以为4-9cm，例如可以为6cm。

本发明粘结层在桥梁正常运营过程中既有足够的强度，又有良好的粘结性能，保证了桥面铺装层与上部主梁结构的协同工作。但是碳纤维发热体通电后发热，当温度达到一定程度时，利用热塑性聚氨酯树脂的高温熔融性的特点，热塑性聚氨酯树脂材料发生熔融，其粘结性能丧失。这样，在桥面铺装层年久失修后需要重新摊铺时，碳纤维发热体通电后粘结层粘结性能丧失，桥面铺装层自动与主梁结构分离，此时可使用吊装设备将桥面铺装层整体调离。

所述现浇层2既是桥面的调平层，又是桥面荷载的分散传递层；例如可以采用C10、C15、C20、C25、C50混凝土等，本发明可采用C50混凝土；混凝土坍落度为9～11cm，优选为10cm；所述现浇层的厚度为10cm～15cm，优选为12cm。

所述防水层3可防止雨水进入桥面，雨水、雪水渗入桥体、桥梁；防水层材料例如可为丙烯酸防水涂料，聚氨酯防水涂料、SBS改性沥青防水涂料等，本发明可由SBS改性沥青与碎石组成，SBS改性沥青其性质和组成为本领域技术人员所熟知。例如可以根据需要来选择具有适当粒径的碎石；例如所述碎石可以为单一粒径10mm的玄武岩。将SBS改性沥青均匀加热，待升温至185℃以上，使用沥青洒布车以10kg/m²的数量喷洒SBS热态改性沥青，洒布完毕后撒布碎石，SBS改性沥青用量为0.4％～0.5％，以能裹覆碎石、撒布后不粘轮为准。所述防水层的厚度为1～2mm，优选为1.5mm。

所述桥面铺装层4用于保护桥面板和分布车轮的集中荷载，例如可用沥青混凝土、水泥混凝土、高分子聚合物等材料铺筑，本发明采用沥青混凝土，具体可采用AC-20I沥青混凝土，所述桥面铺装层的厚度为10～12cm，优选为11cm。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种桥面铺装结构，所述桥面铺装结构自下而上依次铺设有粘结层(1)、现浇层(2)、防水层(3)、桥面铺装层(4)，其特征在于，粘结层(1)内埋置有碳纤维发热体(5)，所述粘结层由热塑性聚合物材料、固化剂与骨料制备而成。

2.根据权利要求1所述的桥面铺装结构，其特征在于：所述碳纤维发热体由若干条碳纤维平行排列且相互连接。

3.根据权利要求1所述的桥面铺装结构，其特征在于：所述热塑性聚合物材料为热塑性聚氨酯树脂，所述固化剂为乙二胺，所述骨料为水泥和砂。

4.根据权利要求3所述的桥面铺装结构，其特征在于：所述热塑性聚氨酯树脂、乙二胺、水泥与砂的配合比为(1～1.5):(1.6～2.0):(3.2～3.6):(0.1～0.5)，优选为1.3:1.8:3.4:0.3。

5.根据权利要求1所述的桥面铺装结构，其特征在于：所述现浇层为C50混凝土，混凝土坍落度为9～11cm，优选为10cm。

6.根据权利要求1所述的桥面铺装结构，其特征在于：所述防水层由SBS改性沥青与碎石组成，所述碎石为粒径是10mm的玄武岩，所述SBS改性沥青用量为0.4％～0.5％，撒布量为10kg/m²。

7.根据权利要求1所述的桥面铺装结构，其特征在于：所述桥面铺装层为AC-20I沥青混凝土。

8.根据权利要求1所述的一种桥面铺装结构，其特征在于：所述粘结层的厚度为5～8cm，优选为6cm；所述现浇层的厚度为10cm～15cm，优选为12cm；所述防水层的厚度为1～2mm，优选为1.5mm；所述桥面铺装层的厚度为10～12cm，优选为11cm。