CN107905099A - 适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构及其制备方法，结构包括从上至下依次由上面层、封层、中面层、粘层、下面层、防水粘结层、防腐层和经喷砂除锈的钢桥面构成。制备方法包括上面层由集料、填料、高粘度改性沥青组成；所述中面层和下面层高粘度由集料、填料、聚合物纤维、高粘度改性沥青组成。本发明采用高粘度SMA沥青玛蹄脂碎石混合料作为中下面铺装层，使混合料具有良好的层间结合力和变形追从性，抑制了裂缝的产生，使得整个钢桥面铺装结构具有良好的抗辙、抗渗水性能，采用OGFC‑13型开级配沥青混合料层作为上面层，充分发挥排水性沥青路面具有的安全舒适性能，从而解决排水性沥青路面在高架桥面铺装中的大面积推广应用问题。

Description

适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构及其制备方法

技术领域

本发明涉及是一种道路桥梁工程领域，具体涉及一种适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构及其制备方法。

背景技术

随着“海绵城市”理念在全国迅速推广，各地逐渐将排水性沥青路面作为高架沥青路面面层进行设计使用。钢桥面具有美观、自重轻、箱梁侧向抗风能能力强等优点。在现代桥梁，特别是在大跨径桥梁的建设中被广泛采用，而水泥混凝土桥因其经济，施工简便等优点仍是目前桥梁设计的主流形式，因此，这就势必造成高架桥结构存在水泥混凝土桥段和钢箱梁桥段等多种形式共存的现象发生，而为力求统一，设计单位往往将沥青路面面层，特别是沥青路面上面层设计成相同形式的结构。

然而，由于钢箱梁桥面板是焊接固定在正交异性结构梁和纵肋上，并且钢桥面体系柔性大、易挠曲，在车辆荷载、温度荷载作用下的变形和受力特点与普通水泥混凝土桥梁具有非常明显的区别，在同一桥梁的不同部位，变形和受力也具有非常显著的区别，因而要求铺装层应具有良好的路用性能，高、低温稳定性和水稳定性等；另外，由于钢板传热性较好，高温下施工时易出现变形，产生剪切力，这就要求铺装层具有良好的柔性和变形追从能力；同时由于钢板的反复变形，对铺装层与钢板的粘结力要求也更高。

因此，如何将排水性沥青路面成功应用于钢箱梁桥面铺装成为行业内迫切需要解决的难题。

发明内容

本发明将解决现有的技术问题，提供一种适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构及其制备方法。通过设置的中、下面铺装层，使混合料具有良好的层间结合力和变形追从性，抑制了裂缝的产生，使得整个钢桥面铺装结构具有良好的抗辙、抗渗水性能；通过设置的上面层，充分发挥排水性沥青路面具有的安全舒适性能，从而解决排水性沥青路面在高架桥面铺装中的大面积推广应用问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构，包括：

从上至下依次由上面层、封层、中面层、粘层、下面层、防水粘结层、防腐层和经喷砂除锈的钢桥面构成。

优选地，所述上面层为OGFC-13型开级配沥青混合料层，厚度为 40mm～50mm。

本技术方案中，采用OGFC-13型开级配沥青混合料层作为上面层，充分发挥排水性沥青路面具有的安全舒适性能，从而解决排水性沥青路面在高架桥面铺装中的大面积推广应用问题。

优选地，所述封层为改性乳化沥青层、热沥青层或稀浆封层中的一种。

优选地，所述中面层和所述下面层均为公称最大粒径为13.2mm或9.5mm 的高粘度SM沥青玛蹄脂碎石混合料层，且厚度为30mm～50mm。

本技术方案中，采用高粘度SMA沥青玛蹄脂碎石混合料作为中、下面铺装层，使混合料具有良好的层间结合力和变形追从性，抑制了裂缝的产生，使得整个钢桥面铺装结构具有良好的抗辙、抗渗水性能。

优选地，所述粘层为改性乳化沥青层；

所述防水粘结层为环氧沥青防水粘结层，并撒布3mm～5mm石屑；

所述防腐层为环氧富锌漆防腐层。

本发明还提供了一种根据上述的适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构的制备方法，所述上面层由集料、填料、高粘度改性沥青组成，空隙率为 18％～22％；

所述中面层和下面层高粘度由集料、填料、聚合物纤维、高粘度改性沥青组成，空隙率为2％～4％。

优选地，所述集料由粗集料和细集料组成，所述粗集料为辉绿岩、玄武岩或石灰岩，所述细集料为石灰岩；

所述填料为石灰岩矿粉。

优选地，所述聚合物纤维为聚酯纤维、聚丙烯腈纤维或聚酯纤维和聚丙烯腈纤的混合纤维中的一种；

更进一步优选地，所述高粘度改性沥青的使用量为所述上面层质量的 4.6％～5.2％；

所述高粘度改性沥青由70号沥青和改性剂组成，所述改性剂占所述高粘度改性沥青总体质量的10％～14％；

更进一步优选地，所述高粘度改性沥青的使用量分别为所述中面层和所述下面层质量的5.4％～6.5％；

所述高粘度改性沥青由70号沥青和改性剂组成，所述改性剂占所述高粘度改性沥青总体质量的6％～11％。

本发明提供的一种适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构及其制备方法，能够带来以下至少一种有益效果：

1、本发明中，利用OGFC-13型开级配沥青混合料层作为上面层，有效提高了路面的抗滑性能、大大提升了雨天的行车安全性，同时，18％～22％的空隙率可以明显减少行车过程中的噪音污染。

2、本发明中，解决普通改性沥青粘度较低，造成沥青混合料抗剪能力不足，容易出现推移等现象。同时解决普通改性SMA沥青玛蹄脂碎石混合料需要振动碾压，在桥面共振的情况下极易造成压实度不足的现象，从而引起早期病害的产生。本发明创造性的采用高粘度SMA沥青玛蹄脂碎石混合料作为中下面铺装层，沥青混合料中矿料级配组成为密级配，有效降低了沥青混合料的空隙率(仅为2％～4％)，增强了沥青混合料的耐久性、抗老化性和抗水害能力。此外，采用高粘度改性沥青取代普通改性沥青，高粘度改性沥青在60℃温度条件下，动力粘度大于20000Pa·s，135℃动力粘度不到2Pa·s，使得中面层和下面层高粘度SMA沥青玛蹄脂碎石混合料层微应变超过2500μm，解决了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，延长钢桥面的使用寿命，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。中下面层采用细粒式(13.2mm、9.5mm)沥青混合料，有利于降低空隙率，延长桥面使用寿命。

3、本发明采用改性乳化沥青层作为封层及粘层，可使得沥青混合料层之间具有更好的粘结性、抗变形和抗剪切能力，能大大减少路面病害，提高路面的使用寿命。

4、本发明采用环氧沥青防水粘结层作为粘结层，解决沥青铺装层与钢桥面的层间粘结问题、防水问题，确保铺装层与钢桥面结合牢固，不产生滑移；钢桥面不受水分腐蚀。

5、本发明采用环氧富锌漆防腐层作为防腐层，具有：附着力强、耐冲击性能好；广泛的耐油性和耐溶剂性；优良的耐盐雾性；涂层干燥迅速、漆膜层间结合力强的优点。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构示意图；

附图标号说明：

1、上面层；2、封层；3、中面层；4、粘层；5、下面层；6、防水粘结层； 7、防腐层；8、经喷砂除锈的钢桥面。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案；下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地；下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例；对于本领域普通技术人员来讲；在不付出创造性劳动的前提下；还可以根据这些附图获得其他的附图；并获得其他的实施方式。

为使图面简洁；各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分；但并不代表其作为产品的实际结构。

本发明的适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构，参看图1所示，具体包括从上至下依次由上面层、封层、中面层、粘层、下面层、防水粘结层、防腐层和经喷砂除锈的钢桥面构成。其中，上面层为OGFC-13型开级配沥青混合料层，其厚度为40mm～50mm；封层为改性乳化沥青层、热沥青层或稀浆封层中的一种，本实施例中，优选SBS改性乳化沥青层，且厚度为0.5mm～1.2mm；中面层和下面层均为公称最大粒径为13.2mm或9.5mm的高粘度SM沥青玛蹄脂碎石混合料层，且厚度为30mm～50mm。同样的粘层为改性乳化沥青层，本实施例中，优选，SBR改性乳化沥青层，且厚度为0.5mm～1.2mm。防水粘结层为环氧沥青防水粘结层，厚度为0.8mm～2mm，并撒布3mm～5mm石屑，石屑覆盖率在50～60％。防腐层为环氧富锌漆防腐层。

本发明还提供一种上述适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构的制备方法的实施例中。其中，上面层采用OGFC-13型开级配沥青混合料层，具体由集料、填料、高粘度改性沥青组成，级配范围见表1，空隙率为18％～22％；中面层和下面层采用公称最大粒径为13.2mm或9.5mm的高粘度SMA沥青玛蹄脂碎石混合料层，厚度为30mm～50mm，级配范围见表1，空隙率为2％～4％，由集料、填料、聚合物纤维、高粘度改性沥青组成。

表1各结构层混合料级配范围

在本发明适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构的制备方法的实施例中，当公称最大粒径为13.2mm的高粘度SMA沥青玛蹄脂碎石混合料中，集料与填料级配见下表：

集料与填料级配见下表：

当公称最大粒径为9.5mm的高粘度SMA沥青玛蹄脂碎石混合料中，集料与填料级配见下表：

在本发明的适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构的制备方法的实施例中，进一步优选地，集料由粗集料和细集料组成，所述粗集料为辉绿岩、玄武岩或石灰岩，细集料为石灰岩，填料为石灰岩矿粉。

进一步优选地，聚合物纤维为聚酯纤维、聚丙烯腈纤维或聚酯纤维和聚丙烯腈纤的混合纤维中的一种。

在本发明的制备方法的实施例中，其中，高粘度改性沥青的使用量为所述上面层质量的4.6％～5.2％；OGFC-13型开级配沥青混合料层中高粘度改性沥青由70号沥青和改性剂组成，所述改性剂占所述高粘度改性沥青总体质量的 10％～14％。

在本发明的制备方法的另一实施例中，进一步优选地高粘度改性沥青的使用量分别为中面层和下面层高粘度SMA沥青玛蹄脂碎石混合料质量的5.4％～ 6.5％，高粘度改性沥青由70号沥青和改性剂组成，改性剂占高粘度改性沥青结合料总体质量的6％～11％。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构，其特征在于，包括：

从上至下依次由上面层、封层、中面层、粘层、下面层、防水粘结层、防腐层和经喷砂除锈的钢桥面构成。

2.根据权利要求1所述的适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构，其特征在于：

所述上面层为OGFC-13型开级配沥青混合料层，厚度为40mm～50mm。

3.根据权利要求1所述的适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构，其特征在于：

所述封层为改性乳化沥青层、热沥青层或稀浆封层中的一种。

4.根据权利要求1所述的适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构，其特征在于：

所述中面层和所述下面层均为公称最大粒径为13.2mm或9.5mm的高粘度SM沥青玛蹄脂碎石混合料层，且厚度为30mm～50mm。

5.根据权利要求1所述的适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构，其特征在于：

所述粘层为改性乳化沥青层；

所述防水粘结层为环氧沥青防水粘结层，并撒布3mm～5mm石屑；

所述防腐层为环氧富锌漆防腐层。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构的制备方法，其特征在于：

所述上面层由集料、填料、高粘度改性沥青组成，空隙率为18％～22％；

所述中面层和下面层高粘度由集料、填料、聚合物纤维、高粘度改性沥青组成，空隙率为2％～4％。

7.根据权利要求6所述的适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构的制备方法，其特征在于：

所述集料由粗集料和细集料组成，所述粗集料为辉绿岩、玄武岩或石灰岩，所述细集料为石灰岩；

所述填料为石灰岩矿粉。

8.根据权利要求6所述的适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构的制备方法，其特征在于：

所述聚合物纤维为聚酯纤维、聚丙烯腈纤维或聚酯纤维和聚丙烯腈纤的混合纤维中的一种。

9.根据权利要求6-9任一项所述的适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构的制备方法，其特征在于：

所述高粘度改性沥青的使用量为所述上面层质量的4.6％～5.2％；

所述高粘度改性沥青由70号沥青和改性剂组成，所述改性剂占所述高粘度改性沥青总体质量的10％～14％。

10.根据权利要求6-9任一项所述的适用于钢桥面铺装的排水性沥青路面结构的制备方法，其特征在于：

所述高粘度改性沥青的使用量分别为所述中面层和所述下面层质量的5.4％～6.5％；

所述高粘度改性沥青由70号沥青和改性剂组成，所述改性剂占所述高粘度改性沥青总体质量的6％～11％。