CN109594471B - 钢桥面的铺装结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢桥面的铺装结构及其施工方法。该钢桥面的铺装结构包括依次铺设在钢桥面的钢板表面的第一防水粘结层、改性环氧沥青碎石层、第二防水粘结层、超高性能结构层；所述的超高性能结构层为以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层，或者包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层与第三防水粘结层；所述的第二防水粘结层、第三防水粘结层为环氧乳化沥青、高分子聚合物改性沥青、高分子聚合物改性乳化沥青中的至少一种材料形成的层。本发明提供的钢桥面的铺装结构具有较好的耐性和稳定性。

Description

钢桥面的铺装结构及其施工方法

技术领域

本发明属于钢桥面设计、施工和养护修补技术领域，特别是涉及一种钢桥面的铺装结构及其施工方法。

背景技术

我国建成的大跨度缆索承重结构桥梁，其主梁结构基本上采用正交异性钢面板加薄层铺装构成桥梁行车系结构。该正交异性钢桥面结构存在横纵两个方向弹性性能不同、同一方向不同位置桥面刚度存在差异的问题，影响钢桥面板刚度及变形的不均匀性，也对桥面铺装性能提出了更高的要求。并且，在我国，由于使用条件不当或设计、施工等问题，造成钢桥面铺装在服务期内出现裂缝、泛油、拥包、车辙、松散、推移、脱层等破坏，并直接影响到行车的安全性、舒适性和桥梁结构耐久性。

在钢桥面铺装的设计理念方面，由于应用范围、理论支撑、时间所限，尚需时日检验。由于正交异性钢桥面铺装体系的力学分析、计算理论及方法的不一致性，铺装使用混合料的材料特性差异，荷载、施工及环境条件的综合影响，导致设计理论的不完善。缺乏病理特征研究的设计方法无法做到对症下药。

在钢桥面铺装的施工方面，存在如下问题：国内现阶段多采用环氧沥青混凝土，用于防水黏结层及面层混合料所需的环氧沥青黏结剂、结合料主要从国外进口，其稳定性与耐久性难以掌握和判定。对于矿粉的选取，主要考虑其细度、憎水性等物理指标，不含活性石灰即可，但对其中的有害杂质无附加要求，若矿粉中掺杂金属矿物，可能会因电化学反应导致锈蚀，削弱铺装结构的整体性、防水作用，并将带来潜在的隐患。大规模施工时，为提高生产效率，施工单位会改装或加工专用喷洒机具，采用机械化的喷洒工艺因材料仅在空中短暂接触可能会造成反应不充分，降低黏结效果，并且这些洒布装置未经严格的标定，缺乏精准的计量控制，也会造成超、漏或缺洒的情况。另外，环氧沥青钢桥面铺装根据现场情况通常会采取分块、分层铺筑，施工接缝的锯缝方式、位置选取，因为日后开通运营后在重载及大交通量的条件下，车轮的局部冲击作用会导致这些薄弱区域发生破坏。

在钢桥面铺装的养护方面，我国钢桥面铺装缺乏有效的预防性养护方法，高温、多雨、冰冻、污染等不良环境和超重、超载运行条件加速病害的发展。

根据以上分析可知，影响我国钢桥面的铺装结构性能的因素非常复杂，导致钢桥面的铺装结构普遍存在耐性较差、稳定性欠佳。

因此，亟待提供一种耐性好、稳定性好的钢桥面的铺装结构。

发明内容

基于此，本发明的主要目的是提供一种钢桥面的铺装结构，该铺装结构的耐性好、稳定性好。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种钢桥面的铺装结构，所述的钢桥面的铺装结构包括依次铺设在钢桥面的钢板表面的第一防水粘结层、改性环氧沥青碎石层、第二防水粘结层、超高性能结构层；

所述的第一防水粘结层为改性环氧树脂层；

所述的超高性能结构层为以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层，或者包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层与第三防水粘结层；

所述的第二防水粘结层、第三防水粘结层为环氧乳化沥青、高分子聚合物改性沥青、高分子聚合物改性乳化沥青中的至少一种材料形成的层。

在其中一些实施例中，所述的第三防水粘结层为高分子聚合物改性乳化沥青形成的层。

在其中一些实施例中，所述的第一防水粘结层采用改性环氧树脂为改性环氧树脂主剂与固化剂按照质量比为(45-55)：(55-45)的混合料，该改性环氧树脂满足如下条件：25℃下的拉伸强度大于3.0MPa，延伸率大于150％，环氧当量为185-205，固化后与钢板表面的拉拔强度在25℃时大于2.5MPa、在60℃时大于0.5MPa。

在其中一些实施例中，所述的改性环氧沥青碎石层采用质量百分比为2.5-5.0％改性环氧树脂、2.5-5.0％沥青、80-90％石料、5-10％矿粉的混合料；该改性环氧树脂中改性环氧树脂主剂与固化剂的质量比为(50-60)：(50-40)，所述改性环氧树脂主剂的环氧当量为190-210。该改性环氧树脂主剂与固化剂以质量比(50-60)：(50-40)混合后，其固化物的抗拉强度(25℃)大于3.5MPa，断裂延伸率大于150％。

在其中一些实施例中，所述的改性环氧沥青碎石层中，改性环氧树脂与沥青的质量比(45～55)：(55～45)，确保拉伸强度大于3.0MPa，断裂延伸率大于150％。该改性环氧沥青碎石层拥有优异的综合性能，具体表现在：小梁弯曲试验(-15℃条件下)极限弯拉应变大于3×10^-3，弯拉强度大于40MPa，具有超强的柔韧性和协调钢板变形能力；动稳定度(70℃条件下)大于10000次/mm，具有超强的高温抗变形能力；冻融循环劈裂试验残留强度比和残留马歇尔稳定度均大于90％，具有优秀的水稳定性和耐湿热老化性能；孔隙率达1～3％，形成致密的防水防护(防锈)层。

在其中一些实施例中，所述的超高性能结构层为以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层，则所述高分子聚合物改性沥青在60℃动力粘度大于200000Pa.s，所述超高性能结构层的厚度为30-50mm。该层的施工工艺与常规改性沥青路面相同。

在其中一些实施例中，所述的超高性能结构层包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层与第三防水粘结层，则该超高性能结构层依次包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的厚度为30-50mm的路面结构层、第三防水粘结层、以高分子聚合物改性沥青为粘合料的厚度为8-15mm、孔隙率为18-25％的路面结构层，所述高分子聚合物改性沥青在60℃动力粘度大于200000Pa.s。

在其中一些实施例中，所述的超高性能结构层包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层与第三防水粘结层，则该超高性能结构层依次包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的厚度为30-50mm的路面结构层、第三防水粘结层、以高分子聚合物改性沥青为粘合料的厚度为15-25mm的路面结构层，所述高分子聚合物改性沥青在60℃动力粘度大于200000Pa.s。

在其中一些实施例中，所述的改性环氧沥青碎石层的厚度为0.5-2cm，所述的改性环氧沥青碎石层的孔隙率为1-3％。

在其中一些实施例中，所述超高性能结构层的厚度为3.8-5.5cm。

在其中一些实施例中，所述的第一防水粘结层中改性环氧树脂层的用量为0.4-0.6kg/m²。

本发明的另一目的是提供一种上述钢桥面的铺装结构的施工方法，该施工方法包括如下步骤：

对钢桥面的钢板表面进行粗糙处理、清洁、干燥；

将改性环氧树脂均匀铺设于经表面处理的所述钢板表面，形成所述第一防水粘结层；

在所述第一防水粘结层的表面铺设改性环氧沥青碎石层；

在所述的改性环氧沥青碎石层表面铺设第二防水粘结层；

在所述第二防水粘结层的表面铺设超高性能结构层，所述的超高性能结构层为以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层，或者包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层与第三防水粘结层；

所述的第二防水粘结层、第三防水粘结层为环氧乳化沥青、高分子聚合物改性沥青、高分子聚合物改性乳化沥青中的至少一种材料形成的层。

与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：

本发明通过在钢桥面的钢板表面依次铺设第一防水粘结层、改性环氧沥青碎石层、第二防水粘结层、超高性能结构层，形成一种新型的钢桥面铺装复合结构。

该复合结构中：

第一层为改性环氧树脂层，第二层为改性环氧沥青碎石层。该改性环氧沥青碎石层以改性环氧树脂与基质沥青作为碎石结合材料，碎石表面被改性环氧沥青裹覆，碎石在改性环氧沥青中分布均匀、镶嵌牢固，并通过第一防水粘结层与钢板紧密黏结。第一防水粘结层(改性环氧树脂)与钢桥的黏结力强、抗变形能力强、抗剪能力强，能够有效保护钢桥面，同时将改性环氧沥青碎石层与桥面钢板紧密黏结。当桥面钢板在温度变化或行车荷载作用下发生变形时，可以吸收改性环氧沥青碎石层和桥面钢板之间的相对位移，从而实现了铺装层与桥面钢板之间良好的随从性，很好地克服裂缝、鼓包等病害的产生，并对钢桥面板起到防水防腐功能。另外，改性环氧树脂稳定的分子结构保障了复合结构的耐久性。

改性环氧沥青碎石层粗糙的上表面与超高性能结构层的组合能够有效抵抗车辆运行时产生的水平剪应力，防止结构层之间的滑移，保证了复合结构的稳定性。同时配合使用了一种对改性环氧沥青碎石层和超高性能结构层都有良好粘附功能的第二防水粘结层，使复合结构体系的上、下层形成整体。

高分子聚合物改性沥青作为超高性能结构层的结合材料，能够提升稳定性能、黏韧性能、抗高温老化性能，确保钢桥面铺装结构的耐久性。

总体上来讲，通过以上结构层的整体设计，本发明钢桥面的铺装结构与传统钢桥面铺装方案从功能性、安全性、环保性、舒适性、经济性相比具有明确的优点，而且施工方便、效率高，对于交通压力大的钢桥面铺装大修工程有明显优势。

附图说明

图1为实施例1钢桥面的铺装结构的结构示意图；图中：101为钢桥面、102为第一防水粘结层、103为改性环氧沥青碎石层、104为第二防水粘结层、105为超高性能结构层。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

本实施例针对设计考虑不全、施工管控不当、运营环境不良等钢桥面铺装病害产生的主要原因，通过钢桥面铺装破坏的病理特征分析和铺装结构设计、施工、养护中存在问题的研究，提供一种钢桥面的铺装结构，该铺装结构是在钢桥面101的钢板表面依次铺设第一防水粘结层102、改性环氧沥青碎石层103、第二防水粘结层104、超高性能结构层105。该组合铺装结构，具有结构功能作用明确、材料性能稳定耐久、使用性能优异、施工及养护条件便利，经济技术指标优势明显等特点，是一种集安全、环保、舒适性、耐久性和广泛适用性为一体的新型高效钢桥面铺装体系，结果示意图参见图1。

1、第一防水粘结层

钢桥面体系变形大、桥面钢板粘附能力低，铺装层破坏多来自沥青混凝土面层对桥面板变形的随从性不够，层间黏结耐久性差，进而造成铺装层与桥面钢板之间脱层与滑移而破坏，在水存在的情况下会腐蚀钢板，对桥梁耐久性和安全极为不利，长期实践证明，桥面铺装层与桥面钢板间黏结和防护问题对于整个钢桥面铺装的成功与否起着至关重要的作用。因此，与桥面钢板接触的防水粘结层材料的选择必须考虑不透水性、耐低温韧性、抗剪强度、黏结强度、施工可操作性等基本性能。鉴于这些考虑，本发明实施例选用改性环氧树脂1作为第一防水粘结层的主要功能材料。

在形成第一防水粘结层时，改性环氧树脂1是由改性环氧树脂主剂组分(性能指标见表1)与搭配使用的固化剂组分(性能指标见表2)按照质量比为(45-55):(55-45)进行混合而成，改性环氧树脂1的铺设用量为0.4-0.6kg/m²。

表1改性环氧树脂1主剂组分主要性能指标

本发明改性环氧树脂1的环氧当量为185-205，洒布到钢板固结后，拉拔强度大于2.5MPa(25℃)和0.5MPa(60℃)。

表2改性环氧树脂1固化剂组分主要性能指标

试验项目	技术要求	检验结果	试验方法
				粘度(23℃,[泊])	500-1100	897	ASTM D445
酸值(mg,KOH/g)	130-160	142	ASTM D664
				闪点，(COC),℃	≥145	175	ASTM D92
比重(23℃)	0.8-1.0	0.887	ASTM D1475
				外观	淡黄褐色液体	淡黄褐色液体	目测

研究和实践证明，这种改性环氧树脂对钢结构的黏结力尤为突出，同时在低温下也能保持良好的柔韧性。

表3改性环氧树脂1养生固化后的性能和技术指标

试验项目	技术要求	检验结果	试验方法
				组分A/B重量比	45-55/55-45	45-55/55-45	——
拉伸强度(25℃,MPa)	≥3.0	3.53	ASTM C
				延伸率(25℃,％)	≥150	150	ASTM C

2、改性环氧沥青碎石层

本实施例中的改性环氧沥青碎石层由改性环氧树脂2(2.5-5.0％)、沥青(2.5-5.0％)、石料(80-90％)和矿粉(5-10％)组成(％为质量百分比)，经沥青拌和设备高温(170-190℃)拌制、沥青摊铺机摊铺和压路机压实成型，厚度5-20mm。改性环氧树脂2由A、B组分组成，A组分是环氧当量190-210的改性环氧主剂，B组分是固化剂。

本发明中，重要材料是改性环氧树脂2，该改性环氧树脂2：

(1)改性环氧树脂2由A、B组分组成，A组分是环氧当量190-210的改性环氧主剂，B组分是固化剂。

(2)A、B组分以50-60：50-40比例混合后，其固化物的抗拉强度(25℃)大于3.5MPa，断裂延伸率大于150％。

改性环氧树脂2与沥青按45-55：55-45配制环氧沥青，其拉伸强度大于3.0MPa，断裂延伸率大于150％。

本发明的改性环氧沥青碎石层拥有优异的综合性能，具体表现在：小梁弯曲试验(-15℃条件下)极限弯拉应变大于3×10^-3，弯拉强度大于40MPa，具有超强的柔韧性和协调钢板变形能力；动稳定度(70℃条件下)大于10000次/mm，具有超强的高温抗变形能力；冻融循环劈裂试验残留强度比和残留马歇尔稳定度均大于90％，具有优秀的水稳定性和耐湿热老化性能；孔隙率达1-3％，形成致密的防水防护(防锈)层。

整体上来讲，本实施例的改性环氧沥青碎石层可以防水、防锈，该薄层具有对钢结构的黏结力强、变形空间大、强度高、抗剪能力强的优良特点，有效吸收铺装层和桥面板之间的相对位移，起到应力吸收层的作用，从而实现了钢桥面铺装层与桥面钢板之间良好的随从性，有效解决了大跨度钢结构桥梁大变形和黏结层与上结构层黏结的问题，同时对钢板的整体刚度起到很好的加强作用，表4。

表4改性环氧沥青碎石层性能技术指标

3、第二防水粘结层

为做好钢桥面铺装层间黏结和防水工作，在改性环氧沥青碎石层与超高性能结构层之间铺设了第二防水粘结层，第二防水粘结层的材质可选用高分子聚合物改性乳化沥青或环氧乳化沥青或高分子聚合物改性沥青，表5。

表5不同第二防水粘结层的材质的拉拔试验结果

高分子聚合物改性乳化沥青是以优质沥青与SBS改性剂、抗氧化老化剂等，采用特殊复配乳化剂进行乳化加工特种乳化沥青，表6。高分子聚合物改性沥青是一种以特种高分子聚合物、抗氧化老化剂、稳定剂、SBS改性剂和其它助剂与重交沥青成功合成的成品高分子聚合粘结剂，其技术标准见表7。

表6高分子聚合物改性乳化沥青质量技术标准

表7高分子聚合物改性沥青技术标准

环氧乳化沥青技术标准见表8。

表8环氧乳化沥青质量技术标准

指标	单位	技术要求	测试方法
				与水泥混凝土粘结强度，25℃	MPa	1.5min	T2217
固化物拉伸强度	MPa	1.5min	T2217
				断裂伸长率	％	80min	T2217
低温柔度，-25℃	--	无裂纹、无断裂	T2217
				不透水性，0.3MPa，30Min	--	不透水	T2217
蒸馏固含量试验	％	50.0min	T2217

4、超高性能结构层

钢桥面铺装层在夏季炎热环境下内部温度较高，一般可以达到60℃-70℃，这对钢桥面铺装层的高温稳定性是非常不利的，高温耐久性能差、材料性能老化失效是铺装结构层破坏的主要原因。因此，桥面钢铺装主结构层材料必须考虑耐高温稳定性、耐低温韧性、耐久性及良好路用力学性能和施工可操作性等基本性能。

本发明的超高性能结构层为以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层，则所述高分子聚合物改性沥青在60℃动力粘度大于200000Pa.s，所述超高性能结构层的厚度为30-50mm，对应下述的超高性能结构层1。或者，超高性能结构层包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层与第三防水粘结层，则该超高性能结构层依次包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的厚度为30-50mm的路面结构层(超高性能结构层1)、第三防水粘结层、以高分子聚合物改性沥青为粘合料的厚度为8-15mm、孔隙率为18-25％的路面结构层(超高性能结构层2)，所述高分子聚合物改性沥青在60℃动力粘度大于200000Pa.s。

或者，所述的超高性能结构层包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层与第三防水粘结层，则该超高性能结构层依次包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的厚度为30-50mm的路面结构层(超高性能结构层1)、第三防水粘结层、以高分子聚合物改性沥青为粘合料的厚度为15-25mm的路面结构层(超高性能结构层3)，所述高分子聚合物改性沥青在60℃动力粘度大于200000Pa.s。

超高性能结构层是一种覆盖在路面面层或作为路面结构层，用环氧乳化沥青或高分子聚合物改性乳化沥青或高分子聚合物改性沥青为防水粘结层、用高分子聚合物改性沥青作为结合料进行设计，具有优秀路用性能的防水式结构层及排水式磨耗层，其结构稳定，抗老化、抗车辙性能好。另外，超高性能沥青路面结构2和超高性能沥青路面结构3均具有很好的防水、排水、抗滑、降噪、降温作用，并可通过预防性养护措施循环恢复磨耗层路用性能，达到延长使用寿命的目的。

选用性能优秀的高分子聚合物改性沥青作为结构结合料，生产出性能稳定、黏韧性能好、抗高温老化能力强的高质量标准混合料。

超高性能结构层1(层厚30-50mm)，结合料采用超高粘(60℃动力粘度大于200000Pa.s)的高分子聚合物沥青,施工工艺与常规改性沥青路面相同。

超高性能结构层1上铺设开级配大孔隙(孔隙率18-25％)的超高性能结构层2(层厚8-15mm)或超高性能结构层3(15-25mm)。结合料同样采用超高粘(60℃动力粘度大于200000Pa.s)的高分子聚合物沥青。

改性环氧沥青碎石层与超高性能结构层1之间的第二防水粘结层为高性能的环氧乳化沥青或高分子聚合物改性沥青或高分子聚合物改性乳化沥青。

超高性能结构层1与超高性能结构层2(或超高性能结构层3)之间采用高分子聚合物改性乳化沥青作为第三防水粘结层，第三防水粘结层的洒布与超高性能结构层2(或超高性能结构层3)混合料摊铺施工采用专用一体化摊铺机同步完成。超高性能结构层1与超高性能结构层2(或超高性能结构层3)，依次远离钢板表面。

超高性能结构层的混合料的综合性能及关键技术指标明显高于同类其他产品和规范要求，见表9、表10、表11。

表9超高性能结构层1的混合料马歇尔试验配合比设计技术指标

表10超高性能结构层2的混合料马歇尔试验配合比设计技术指标

表11超高性能结构层3的混合料马歇尔试验配合比设计技术指标

检测项目	单位	技术要求	试验方法
				空隙率	％	18-25	T0708
油膜厚度，不小于	μm	14	计算
				渗水率，不小于	cm2/s	0.04	马歇尔试件
马歇尔稳定度，不小于	KN	5	T0709
				析漏损失，不大于	％	0.3	T0732
肯特堡飞散损失，不大于	％	10	T0733
				车辙试验动稳定度，不小于	次/mm	5000	T0719
残留稳定度，不小于	％	80	T0790
				冻融循环残留强度比	％	85	T0729

表11超高性能结构层1混合料性能指标

本发明的超高性能结构层的厚度为3.8-5.5cm,钢桥面铺装结构总厚度可以为60mm。

实施例2

本实施例提供一种钢桥面的铺装结构的施工方法，该施工方法包括如下步骤：

1、第一防水粘结层、改性环氧沥青碎石层施工

(1)钢桥面钢板表面喷砂抛丸至Sa2.5、除灰尘、干燥、无污染，在上述钢板处理后4h内施工第一防水粘结层(改性环氧树脂1、固化剂质量比为45-55:55-45)，以确保隔绝空气。

第一防水粘结层的施工的方法有机械喷洒或者使用滚筒毛刷涂刷1.5kg/m²。

(2)改性环氧树脂1(改性环氧树脂主剂组分与搭配使用的固化剂组分按照质量比为45-55:55-45)撒布完工后，对所得第一防水粘结层进行养生，直到确定树脂已达到所需硬化程度。

(3)改性环氧树脂2的主剂和固化剂按照质量比(50-60)：(50-40)混合后形成混合物，再将混合物与基质沥青按照质量比1：1的比例混合，在一定的温度条件下固化成型，形成环氧沥青结合料；将该环氧沥青结合料与石料、矿粉混合，获得改性环氧沥青碎石层混合料，改性环氧沥青碎石层混合料由改性环氧树脂2(2.5-5.0％)、沥青(2.5-5.0％)、石料(80-90％)和矿粉(5-10％)组成。

改性环氧沥青碎石层混合料的生产制造与一般沥青混合料的生产制造几乎相同。但在生产过程中，需要注意以下几点：①改性环氧树脂2投入与拌合楼中喷洒基质沥青同时进行；②混合温度在170～185℃左右，气温低搬运距离长时，应设定稍高，气温高搬运距离近时，应设定较低；③混合时间为改性环氧树脂2投入后的45～50秒。

(4)改性环氧树脂沥青碎石层施工按照松铺系数为1.24控制。摊铺后必须马上进行初次碾压(开始时内部温度为155℃以上)，第二次碾压在初次碾压结束后马上进行(开始时表面温度为110℃以上)，碾压次数为12次往返。终压开始时的表面温度为90℃以上。碾压完毕马上进行修整、清理。

(5)随着环氧树脂硬化反应的加剧，其强度也会加强，需要在一般常温下养生24小时。

2、第二防水粘结层、超高性能结构层施工

首先，在改性环氧沥青碎石层上铺设第二防水粘结层(环氧乳化沥青或高分子聚合物改性乳化沥青或高分子聚合物改性沥青)，施工完成后在2～3h内采用一次摊铺施工超高性能结构层。

本步骤的铺设工艺与SMA(沥青玛蹄脂碎石混合料)路面层相同，但原材料控制方面，必须保证超高性能结构层使用性能分级达到PG82-22，此外高分子聚合物改性沥青技术指标必须达到“表7”的要求，同时注意：

(1)由于高分子聚合物改性沥青的粘度大，因此在拌和及摊铺时可以适当提高施工温度，混合料的拌和温度应控制在175～185℃之间，混合料出场温度不能低于170℃，混合料运到现场的温度不应低于160℃，并严格做到高温紧跟摊铺、低幅高频碾压，保证混合料的生产、摊铺、碾压各个环节的质量，同时尽量降低振动碾压对钢结构的影响。

(2)当气温低于10℃及遇到大风、雨天不得铺筑混合料，如在0～10℃气温下进行其他工序施工时，必须采取确保施工质量的有效措施。只要桥面板温度和露点之间相差3℃以上,雾和高湿度不会影响施工和改性环氧沥青碎石层的性能。

(3)超高性能结构层混合料宜随拌随用，若因生产或其它原因需要短时间贮存时，贮存时间不宜超过24h，贮存期间温降不应超过10℃，且不得发生结合料老化、滴漏以及粗集料颗粒离析。

(4)超高性能结构层混合料摊铺温度控制在170℃以上，摊铺一次成型，不容许人工修补。

(5)路面温度冷却到50℃之前不能开放交通。

高分子聚合物改性乳化沥青在60-80℃的温度下喷洒，喷洒量控制在1.0-1.2kg/㎡，必须精确计量，以保证洒布均匀。必要时，洒布量在现场由工程师根据具体路面情况进行调整。

本发明实施例钢桥面的铺装结构的优点包括：

1、使用了改性环氧沥青碎石层，改性环氧树脂2与基质沥青作为碎石结合材料。其碎石表面100％被改性环氧树脂裹覆，碎石在树脂中分布均匀、镶嵌牢固，并与钢板紧密黏结。第一防水粘结层(改性环氧树脂1)与钢桥的黏结力强、抗变形能力强、抗剪能力强，能够有效保护钢桥面，同时将改性环氧沥青碎石层与桥面钢板紧密黏结。当桥面钢板在温度变化或行车荷载作用下发生变形时，可以吸收改性环氧沥青碎石层和桥面钢板之间的相对位移，从而实现了铺装层与桥面钢板之间良好的随从性，很好地克服裂缝、鼓包等病害的产生，并对钢桥面板起到防水防腐功能。另外，改性环氧树脂稳定的分子结构保障了结构的耐久性。

2、改性环氧沥青碎石层粗糙的上表面与超高性能结构层的组合能够有效抵抗车辆运行时产生的水平剪应力，防止结构层之间的滑移，保证了结构的稳定性。同时使用了一种对改性环氧沥青碎石层和超高性能结构层混合料都有良好粘附功能的第二防水粘结层(高分子聚合物改性乳化沥青或环氧乳化沥青或高分子聚合物改性沥青作为黏结材料)，使结构体系的上、下层形成整体。

3、使用了超高性能结构层，高分子聚合物改性沥青作为结构层结合材料。生产出性能稳定、黏韧性能好、抗高温老化能力强的高质量标准混合料，确保主体结构的耐久性。

4、本发明钢桥面的铺装结构与其他钢桥面铺装方案从功能性、安全性、环保性、舒适性、经济性相比具有明确的优点，而且施工方便、效率高，对于交通压力大的大修工程有明显优势,表18。

表18本发明钢桥面的铺装结构与国内主要钢桥面结构的比较

/>

本发明提供了上述新型的钢桥面铺装复合结构，并付诸于实践：2011年初，本发明的发明人通过开展现场病理原因的调查、试验和分析；2012年秋，在跨径超千米的大断面悬索桥荷载最不利位置进行组合结构试验段施工(改性环氧沥青碎石层+超高性能结构层)；2年后，未发现表面病害，现场抽芯和拉拔试验符合设计指标要求，证明结构力学性能稳定；2014年秋，经总结论证确定采用新型桥面组合结构进行钢桥面应急车道大修，3年保质、5年保养、10年保用和细致入微、质量第一为大修工程根本导向；至2018年中，大修工程使用状况良好。对比建设期设计的环氧沥青混凝土方案，本期大修工程节省直接工程费用超过2千万元。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种钢桥面的铺装结构，其特征在于，所述的钢桥面的铺装结构包括依次铺设在钢桥面的钢板表面的第一防水粘结层、改性环氧沥青碎石层、第二防水粘结层、超高性能结构层；

所述的第一防水粘结层为改性环氧树脂层；

所述的超高性能结构层为以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层，或者包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层与第三防水粘结层；

所述的第二防水粘结层、第三防水粘结层为环氧乳化沥青、高分子聚合物改性沥青、高分子聚合物改性乳化沥青中的至少一种材料形成的层；

所述的改性环氧沥青碎石层采用质量百分比为2.5-5.0%改性环氧树脂、2.5-5.0%沥青、80-90%石料、5-10%矿粉的混合料；所述改性环氧树脂中改性环氧树脂主剂与固化剂的质量比为（50-60）：（50-40），所述改性环氧树脂主剂的环氧当量为190-210；

所述的超高性能结构层为以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层，则所述高分子聚合物改性沥青在60℃动力粘度大于200000Pa.s，所述超高性能结构层的厚度为30-50mm。

2.根据权利要求1所述的钢桥面的铺装结构，其特征在于，所述的第一防水粘结层采用的改性环氧树脂为改性环氧树脂主剂与固化剂按照质量比为（45-55）：（55-45）的混合料，该改性环氧树脂满足如下条件：25℃下的拉伸强度大于3.0MPa，延伸率大于150%，环氧当量为185-205，固化后与钢板表面的拉拔强度在25℃时大于2.5MPa、在60℃时大于0.5MPa。

3.根据权利要求1所述的钢桥面的铺装结构，其特征在于，所述的超高性能结构层包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层与第三防水粘结层，则该超高性能结构层依次包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的厚度为30-50mm的路面结构层、第三防水粘结层、以高分子聚合物改性沥青为粘合料的厚度为8-15mm、孔隙率为18-25%的路面结构层，所述高分子聚合物改性沥青在60℃动力粘度大于200000Pa.s。

4.根据权利要求1所述的钢桥面的铺装结构，其特征在于，所述的超高性能结构层包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层与第三防水粘结层，则该超高性能结构层依次包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的厚度为30-50mm的路面结构层、第三防水粘结层、以高分子聚合物改性沥青为粘合料的厚度为15-25mm的路面结构层，所述高分子聚合物改性沥青在60℃动力粘度大于200000Pa.s。

5.根据权利要求1至4任一项所述的钢桥面的铺装结构，其特征在于，所述的改性环氧沥青碎石层的厚度为0.5-2cm，所述的改性环氧沥青碎石层的孔隙率为1-3%。

6.根据权利要求1至4任一项所述的钢桥面的铺装结构，其特征在于，所述的第一防水粘结层中改性环氧树脂层的用量为0.4-0.6kg/m²。

7.权利要求1至6任一项所述的钢桥面的铺装结构的施工方法，其特征在于，该施工方法包括如下步骤：

对钢桥面的钢板表面进行粗糙处理、清洁、干燥；

将改性环氧树脂均匀铺设于经表面处理的所述钢板表面，形成所述第一防水粘结层；

在所述第一防水粘结层的表面铺设改性环氧沥青碎石层；

在所述的改性环氧沥青碎石层表面铺设第二防水粘结层；

在所述第二防水粘结层的表面铺设超高性能结构层，所述的超高性能结构层为以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层，或者包含以高分子聚合物改性沥青为粘合料的路面结构层与第三防水粘结层；

所述的第二防水粘结层、第三防水粘结层为环氧乳化沥青、高分子聚合物改性沥青、高分子聚合物改性乳化沥青中的至少一种材料形成的层。