CN110714409B - 一种树脂组合式超高性能混凝土铺装结构及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢桥面铺装技术领域，尤其涉及一种树脂组合式超高性能混凝土铺装结构及施工方法，由下至上依次包括钢面板基层、防水抗拔抗剪复合层、1~2mm湿粘结环氧树脂层、2~5cm厚高密纤维混凝土铺装层、2~5cm高韧树脂砂浆铺装层。该结构以超高性能混凝土作为铺装层能够对钢桥面板进行补强，同时掺有复合型短切纤维和矿物纤维网或钢筋网，进一步增强混凝土铺装韧性及抗裂性能；采用树脂固化铆钉于钢面板上，加强整体层间抗剪连接，消除常规铆钉焊接对钢面板造成的应力损伤，可以对铺装层后期养护维修提供便利；采用与超高性能混凝土铺装结构同步固化的湿粘结层可以进一步提升铺装层间粘结能力，保证铺装结构整体协同性。

Description

一种树脂组合式超高性能混凝土铺装结构及施工方法
技术领域
本发明涉及钢桥面铺装技术领域，尤其涉及一种树脂组合式超高性能混凝土铺装结构及施工方法。
背景技术
钢箱梁结构形式由于自重轻、抗扭刚度大、制作施工便捷而深受桥梁工程师的青睐，并大量应用现代大跨度桥梁建设中。然而以国内传统的环氧沥青混合料和浇注式沥青作为正交异性钢桥面铺装时，由于钢桥面板自身的结构以及温度变化影响，在长期行车荷载作用下，钢桥面易发生疲劳开裂和铺装层损坏的问题。为了解决上述问题，鉴于高性能混凝土具有较好的力学强度、高韧性、耐磨损等耐久特性，逐渐作为钢桥面铺装材料应用。以高性能混凝土作为铺装结构层时，主要通过在钢桥面上焊接固定铆钉，采用铆钉抗剪连接件方式实现混凝土铺装与钢桥面板的层间有效连接。然而在实际操作过程中发现，在钢桥面上铆钉焊接过程中会产生孔隙、毛刺等初始缺陷，这些损坏会对钢桥面造成较大安全隐患，而且大量铆钉的设置会对后期的养护维修造成较大影响。
本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，考虑到混凝土容重较大，全厚式混凝土铺装结构会增大钢桥面所受恒载，因此创设一种树脂组合式超高性能混凝土铺装结构及施工方法，使其更具有实用性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种树脂组合式超高性能混凝土铺装结构及施工方法，对钢桥面板进行补强并缓解疲劳损伤，以树脂进行铺装结构层间连接避免现有技术中焊接对钢桥面的损伤，采用与混凝土铺装同步固化的防水抗拔抗剪粘结层，以增强层间粘接性能，使用复合型短切纤维及钢筋网，以提高铺装结构韧性及抗裂性能，采用高韧树脂砂浆作为上层铺装以保证行车舒适性，钢桥面混凝土复合式铺装结构有效减少桥梁荷载。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种树脂组合式超高性能混凝土铺装结构，该结构总厚度5～8cm，包括钢面板基层、防水抗拔抗剪复合层、湿粘结环氧树脂层、高密纤维混凝土铺装层、高韧树脂砂浆铺装层。
进一步的，防水抗拔抗剪复合层由高韧树脂、碎石、剪力钉组成，其中高韧树脂满布于钢面板基层表面。
进一步的，碎石为3～5mm的单粒径碎石，由玄武岩或辉绿岩或安山岩经机械破碎而成。
进一步的，剪力钉头部直径18～32mm，公称直径10～20mm，高度1～4cm，横向距离300mm，纵向距离300～600mm。
进一步的，湿粘结环氧树脂层厚度为1～2mm，按照质量份数计算，包括如下组分：环氧树脂65～70份、聚酰胺固化剂12～16份、聚异氰酸酯粘合剂5～10份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂4～6份、聚醚树脂活性增韧剂2～5份和石英粉水性增强剂2～5份。
进一步的，高密纤维混凝土铺装层厚度为2～5cm，由钢筋网与纤维混凝土组成。
进一步的，钢筋网直径为5～10mm，网孔间距为50～150mm。
进一步的，按照质量份数计算，高密纤维混凝土包括如下组分：干混料75～80份、复合型短切纤维6～10份、水8～12份和聚羧酸高效减水剂1～2份。
进一步的，按照质量份数计算，干混料包括如下组分：硅酸盐水泥25～30份、硅灰6～10份、石英粉料8～12份、粒径≤1mm石英砂30～35份。
进一步的，复合型短切纤维由8mm钢纤维和6mm玄武岩纤维按质量比2.5～3组成。
进一步的，高韧树脂砂浆铺装层厚度为2～5cm，包括高韧树脂胶黏剂和细矿料组成，其中高韧树脂与细矿料比例为8～10％。
进一步的，按照质量份数计算，高韧树脂包括如下组分：双酚环氧树脂65～70份、聚酰胺固化剂12～16份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂10～15份、丁腈橡胶增韧剂2～5份和石英粉增强剂2～5份。
进一步的，细矿料为0～3mm粒径规格的玄武岩碎石骨料。
本发明的另一方面提供了一种树脂组合式超高性能混凝土铺装结构施工方法，按照质量份数计算，具体步骤为：
S1.钢面板进行喷砂除锈清洁处理，得到Sa2.5级以上清洁度、60～150μm粗糙度的钢面板基层；
S2.钢面板喷砂除锈完成后2h内，按双酚环氧树脂65～70份、聚酰胺固化剂12～16份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂10～15份、丁腈橡胶增韧剂2～5份和石英粉增强剂2～5份组成制备高韧树脂，并在钢面板基层表面按照1～1.5kg/m2用量进行高韧树脂涂布，同步按照撒布量3～5kg/m2撒布3～5mm单粒径碎石，同步在U肋焊缝上部粘接剪力钉，横向距离300mm，纵向距离300～600mm；随后常温养生24h，形成防水抗拔抗剪复合层；
S3.在防水抗拔抗剪复合层表面将钢筋网片与剪力钉进行点焊接固定形成整体，然后按环氧树脂65～70份、聚酰胺固化剂12～16份、聚异氰酸酯粘合剂5～10份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂4～6份、聚醚树脂活性增韧剂2～5份和石英粉水性增强剂2～5份制备湿粘结环氧树脂，以1～2kg/m2喷涂于防水抗拔抗剪复合层与钢筋网片上，形成湿粘结环氧树脂层，并在其后1h内完成高密纤维混凝土铺筑；
S4.称取硅酸盐水泥25～30份、硅灰6～10份、石英粉料8～12份、粒径≤1mm石英砂30～35份、复合型短切纤维6～10份、水8～12份和聚羧酸高效减水剂1～2份，采用卧式搅拌机按照25～35转/min速率将干混料搅拌1min，边搅拌边依次加入玄武岩纤维和钢纤维，然后再添加减水剂和拌和用水，湿拌5～8min形成高密纤维新拌混凝土；
S5.将高密纤维新拌混凝土铺筑于防水抗拔抗剪复合层上，控制振捣间距0.5～1.0m，每处振捣时间10～20s，振捣密实后在初凝前进行表面压光处理，并在终凝后对表面作拉毛处理，增强附着力使层间更好结合；随后喷洒水雾并覆膜保湿养护14d，形成高密纤维混凝土铺装层；
S6.清除高密纤维混凝土铺装表面浮浆及松动杂物，按环氧树脂60～65份、聚酰胺固化剂16～20份、铵盐表面活性剂8～12份、聚乙烯醇稳定剂5～8份和石英增强增韧剂3～6份制备高黏树脂胶结料，并控制涂布量1～2kg/m2进行均匀涂布，形成高黏树脂层间粘结；
S7.在高黏树脂胶结料涂布1h内铺设高韧树脂砂浆，按双酚环氧树脂65～70份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂10～15份、聚酰胺固化剂12～16份、丁腈橡胶增韧剂2～5份混合搅拌均匀制得高韧树脂；取制备的高韧树脂8～10份和90～92份0～3mm的细矿料，在常温状态下以50～70转/min速率搅拌3～5min，按2～5cm厚度均匀摊铺并平整压实8～10次，自然养护1d后树脂连接型高密纤维混凝土铺装完成。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.本发明在钢面板基层通过树脂粘结抗剪铆钉和固化细碎石形成复合抗剪抗拔连接面，再喷涂湿粘结环氧树脂形成复合层间粘接，实现与铺装层同步固化湿粘结层，借助物理咬合和化学粘结双重作用增强铺装层间连接，从而提高铺装整体界面连接、结构协同稳定性以及层间抗滑移性能；排除现有技术中的焊接铆钉对钢桥面造成的损伤。
2.高密纤维混凝的高密实结构是其高强度的保证，同时掺加复合型短切纤维能够提高韧性，内部疏配钢筋网可提高铺装层抗弯裂性能，减少钢桥面铺装弯裂破坏；同时鉴于高密纤维混凝土高强度、良好的韧性和耐久性特点，以此作为结构层能够提高钢桥面系整体刚度具有补强作用。
3.相比典型全厚式钢桥面混凝土铺装结构，本发明超高性能混凝土铺装复合结构，采用高韧树脂砂浆作为上层铺装结构，进一步优化减少钢桥面荷载且保证行车的安全舒适性。
附图说明
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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。
图1为本发明实施例中超高性能混凝土铺装复合结构示意图。
附图标记：1-钢面板基层、2-防水抗拔抗剪复合层、3-湿粘结环氧树脂层、4-高密纤维混凝土铺装层、5-高韧树脂砂浆铺装层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1所示的超高性能纤维混凝土铺装复合结构，该结构由钢面板基层1、防水抗拔抗剪复合层2、湿粘结环氧树脂层3、高密纤维混凝土铺装层4、高韧树脂砂浆铺装层5由下至上依次组成。
这里需要指出的是，钢面板基层1由钢桥上表面进行抛丸喷砂除锈处理，提高钢桥面的清洁度，并增加金属表面粗糙度，减少由于污染物存在而导致的粘接失效，增强金属表面与粘接剂之间的附着力及粘接强度。
作为上述实施例的优选，防水抗拔抗剪复合层由高韧树脂、碎石、剪力钉组成，其中高韧树脂满布于钢面板基层1表面，涂布量1～1.5kg/m2；碎石为3～5mm的单粒径碎石，由玄武岩或辉绿岩或安山岩经机械破碎而成，撒布量3～5kg/m2；剪力钉头部直径18～32mm，公称直径10～20mm，高度1～4cm，横向距离300mm，纵向距离300～600mm。
具体的，湿粘结环氧树脂层2厚度为1～2mm，按照质量份数计算，包括如下组分：环氧树脂65～70份、聚酰胺固化剂12～16份、聚异氰酸酯粘合剂5～10份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂4～6份、聚醚树脂活性增韧剂2～5份和石英粉水性增强剂2～5份。
这里需要指出的是，在钢面板基层1上铺设的高韧环氧树脂本身就具有防水性能，可以阻挡路面积水与钢面板接触，减少钢面板基层锈蚀概率。同时利用树脂粘结抗剪铆钉和细碎石颗粒，形成具有抗剪链接键且表面粗糙的复合抗拔抗剪连接面，增强物理咬合力提高层间的连接性能，避免铆钉焊接对钢桥面造成的损伤以及对后期维护造成的影响。针对U肋焊缝位置应力集中现象，布设铆钉粘接于对应U肋焊缝位置上方，作为钢桥面铺装加强设计。高强界面粘结剂的涂布，不仅增加界面化学粘结性能，同时保证防水粘层与上层铺装结构同步凝结固化，同时分散上层铺装传递的荷载应力，减缓铺装层间应力变形情况，达到进一步增强层间界面粘结的目的。
作为上述实施例的优选，高密纤维混凝土铺装层3厚度为2～5cm，由钢筋网与高密纤维混凝土组成，钢筋网直径为5～10mm，网孔间距为50～150mm；按照质量份数计算，高密纤维混凝土包括如下组分：干混料75～80份、复合型短切纤维6～10份、水8～12份和聚羧酸高效减水剂1～2份；其中干混料包括硅酸盐水泥25～30份、硅灰6～10份、石英粉料8～12份、粒径≤1mm石英砂30～35份；其中，复合型短切纤维由8mm钢纤维和6mm玄武岩纤维按质量比2.5～3。
这里需要指出的是，通过活性矿粉料、特细石英砂以及掺入复合型短切纤维混合拌制高密纤维混凝土，同时配置钢筋网，进一步增强超高性能混凝土铺装韧性以及结构的抗裂性能，提高钢桥面铺装整体刚度达到更好的补强效果。
作为上述实施例的优选，高韧树脂砂浆铺装层厚度为2～5cm，包括高韧树脂胶黏剂和细矿料组成，按照质量份数计算，其中高韧树脂与细矿料比例为8～10％；其中高韧树脂包括如下组分：双酚环氧树脂65～70份、聚酰胺固化剂12～16份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂10～15份、丁腈橡胶增韧剂2～5份和石英粉增强剂2～5份；其中细矿料为小于3mm粒径规格的玄武岩碎石骨料。
这里需要指出的是，采用高密纤维混凝土下层铺装与高韧树脂砂浆上层铺装组合的复合式双层结构，可大幅减少钢桥面铺装二期荷载，同时以高韧树脂偏柔性材料作为上层铺装结构，保证铺装面平整度并提高行车安全舒适性。
本发明实施例中树脂组合式超高性能混凝土铺装结构施工方法，按照质量份数计算，包括以下步骤：
S1.对钢面板进行喷砂除锈清洁处理，得到Sa2.5级以上清洁度、60～150μm粗糙度的钢面板基层；
S2.钢面板喷砂除锈完成后2h内，按双酚环氧树脂65～70份、聚酰胺固化剂12～16份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂10～15份、丁腈橡胶增韧剂2～5份和石英粉增强剂2～5份组成制备高韧树脂，并在钢面板基层表面按照1～1.5kg/m2用量进行高韧树脂涂布，同步按照撒布量3～5kg/m2撒布3～5mm单粒径碎石，同步在U肋焊缝上部粘接剪力钉，横向距离300mm，纵向距离300～600mm；随后常温养生24h，形成防水抗拔抗剪复合层；
S3.在防水抗拔抗剪复合层2表面将钢筋网片与剪力钉进行点焊接固定形成整体，然后按环氧树脂65～70份、聚酰胺固化剂12～16份、聚异氰酸酯粘合剂5～10份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂4～6份、聚醚树脂活性增韧剂2～5份和石英粉水性增强剂2～5份制备湿粘结环氧树脂，以1～2kg/m2喷涂于防水抗拔抗剪复合层与钢筋网片上，形成湿粘结环氧树脂层(3)，并在其后1h内完成高密纤维混凝土铺筑；
S4.称取硅酸盐水泥25～30份、硅灰6～10份、石英粉料8～12份、粒径≤1mm石英砂30～35份、复合型短切纤维6～10份、水8～12份和聚羧酸高效减水剂1～2份，采用卧式搅拌机按照25～35转/min速率将干混料搅拌1min，边搅拌边依次加入玄武岩纤维和钢纤维，然后再添加减水剂和拌和用水，湿拌5～8min形成高密纤维新拌混凝土；
S5.随后将高密纤维新拌混凝土铺筑于防水抗拔抗剪复合层上，控制振捣间距0.5～1.0m，每处振捣时间10～20s，振捣密实后在初凝前进行表面压光处理，并在终凝后对表面作拉毛处理，增强附着力使层间更好结合；随后喷洒水雾并覆膜保湿养护14d，形成高密纤维混凝土铺装层；
S6.清除高密纤维混凝土铺装表面浮浆及松动杂物，按环氧树脂48～52份、铵盐表面活性剂8～12份、聚乙烯醇稳定剂5～8份和石英增强增韧剂3～6份制备高黏树脂胶结料，并控制涂布量1～2kg/m2进行均匀涂布，形成高黏树脂层间粘结；
S7.在高黏树脂胶结料涂布1h内铺设高韧树脂砂浆，按双酚环氧树脂65～70份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂10～15份、聚酰胺固化剂12～16份、丁腈橡胶增韧剂2～5份混合搅拌均匀制得高韧树脂；取制备的高韧树脂8～10份和90～92份公称最大粒径为3mm的细矿料，在常温状态下以50～70转/min速率搅拌3～5min，按2～5cm厚度均匀摊铺并平整压实8～10次，自然养护1d后树脂连接型高密纤维混凝土铺装完成。
在本发明实施例以下部分，对于将上述实施例的优选条件进行组合，得到本发明树脂组合式超高性能混凝土铺装结构及施工方法的优选实施例。
实施例1
树脂组合式超高性能混凝土铺装结构施工方法，按照质量份数计算，包括以下步骤：
S1.对钢面板进行喷砂除锈清洁处理，得到Sa2.5级以上清洁度、60～150μm粗糙度的钢面板基层；
S2.按双酚环氧树脂65份、聚酰胺固化剂16份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂10份、丁腈橡胶增韧剂5份和石英粉增强剂5份制备高韧树脂，钢面板喷砂除锈完成后2h内在钢面板基层表面涂布高韧树脂、撒布3～5mm单粒径玄武岩碎石、同步粘接剪力钉；高韧树脂胶黏剂涂布量1kg/m2，单粒径碎石撒布量3kg/m2；剪力钉布置于U肋焊缝上部，横向距离300mm，纵向距离300mm；随后常温养生24h，形成防水抗拔抗剪复合层。
表1碎石性能
Figure BDA0002243203690000111
S3.在防水抗拔抗剪复合层表面将钢筋网片与剪力钉进行点焊接固定形成整体，然后按环氧树脂65份、聚酰胺固化剂15份、聚异氰酸酯粘合剂10份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂6份、聚醚树脂活性增韧剂2份和石英粉水性增强剂2份制备湿粘结环氧树脂，以1kg/m2将湿粘结环氧树脂喷涂于防水抗拔抗剪复合层与钢筋网片上，形成湿粘结环氧树脂层，并在其后1h内完成高密纤维混凝土铺筑；
S4.称取硅酸盐水泥25份、硅灰10份、石英粉料10份、粒径≤1mm石英砂35份、复合型短切纤维6份、水12份和聚羧酸高效减水剂2份，并采用卧式搅拌机按照25转/min速率将干混料搅拌1min，边搅拌边依次加入玄武岩纤维和钢纤维，然后再添加减水剂和拌和用水，湿拌5min形成高密纤维新拌混凝土；
S5.随后分层铺筑于防水抗拔抗剪复合层上，控制振捣间距0.5m，每处振捣时间10s，振捣密实后在初凝前进行表面压光处理，并在终凝后对表面作拉毛处理，增强附着力使层间更好结合；随后喷洒水雾并覆膜保湿养护14d，形成高密纤维混凝土铺装层；
表2高密复合纤维增强混凝土性能
性能指标 单位 高密纤维混凝土 普通混凝土
抗压强度 MPa 123 30～50
抗折强度 MPa 18 2～5
弹性模量 GPa 52 30～40
断裂韧性 kJ/m<sup>2</sup> 22 0.12
吸水特征 kg/m<sup>3</sup> 0.2 2.7
磨耗系数 \ 1.3 4.0
抗渗等级 \ P30 ≤P12
S6.清除高密纤维混凝土铺装表面浮浆及松动杂物，按环氧树脂60份、聚酰胺固化剂18份、铵盐表面活性剂8份、聚乙烯醇稳定剂8份和石英增强增韧剂6份制备高黏树脂胶结料，并控制涂布量0.5kg/m2进行均匀涂布，形成高黏树脂层间粘结；
S7.在高黏树脂胶结料涂布1h内铺设环氧沥青混凝土，按双酚环氧树脂65份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂10份、聚酰胺固化剂16份、丁腈橡胶增韧剂5份混合搅拌均匀制得高韧树脂；取制备的高韧树脂8份和92份0～3mm的细矿料，在常温状态下以50转/min速率搅拌3min，按4cm厚度均匀摊铺并平整压实8次，自然养护1d后树脂连接型高密纤维混凝土铺装完成。
实施例2
树脂组合式超高性能混凝土铺装结构施工方法，按照质量份数计算，包括如下步骤：
S1.对钢面板进行喷砂除锈清洁处理，得到Sa2.5级以上清洁度、60～150μm粗糙度的钢面板基层；
S2.按双酚环氧树脂68份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂12份、聚酰胺固化剂14份、丁腈橡胶增韧剂3份和石英粉增强剂3份制备高韧树脂，钢面板喷砂除锈完成后2h内在钢面板基层表面涂布高韧树脂、撒布3～5mm单粒径碎石、同步粘接剪力钉；高韧树脂胶黏剂涂布量1.8kg/m2，单粒径碎石撒布量4kg/m2；剪力钉布置于U肋焊缝上部，横向距离300mm，纵向距离450mm；随后常温养生24h，形成防水抗拔抗剪复合层。
表3碎石性能
Figure BDA0002243203690000131
Figure BDA0002243203690000141
S3.在防水抗拔抗剪复合层表面将钢筋网片与剪力钉进行点焊接固定形成整体，然后按环氧树脂68份、聚酰胺固化剂14份、聚异氰酸酯粘合剂8份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂4份、聚醚树脂活性增韧剂3份和石英粉水性增强剂3份制备湿粘结环氧树脂，以1.2kg/m2将湿粘结环氧树脂喷涂于防水抗拔抗剪复合层与钢筋网片上，形成湿粘结环氧树脂层，并在其后1h内完成高密纤维混凝土铺筑；
S4.称取硅酸盐水泥28份、硅灰8份、石英粉料12份、粒径≤1mm石英砂32份、复合型短切纤维8份、水10份和聚羧酸高效减水剂2份，并采用卧式搅拌机按照30转/min速率将干混料搅拌1min，边搅拌边依次加入玄武岩纤维和钢纤维，然后再添加减水剂和拌和用水，湿拌7min形成高密纤维新拌混凝土；
S5.随后分层铺筑于防水抗拔抗剪复合层上，控制振捣间距1.0m，每处振捣时间15s，振捣密实后在初凝前进行表面压光处理，并在终凝后对表面作拉毛处理，增强附着力使层间更好结合；随后喷洒水雾并覆膜保湿养护14d，形成高密纤维混凝土铺装层；
表4高密复合纤维增强混凝土性能
性能指标 单位 高密纤维混凝土 普通混凝土
抗压强度 MPa 120.5 30～50
抗折强度 MPa 23.6 2～5
弹性模量 GPa 45 30～40
断裂韧性 kJ/m<sup>2</sup> 32 0.12
吸水特征 kg/m<sup>3</sup> 0.2 2.7
磨耗系数 \ 1.3 4.0
抗渗等级 \ P35 ≤P12
S6.清除高密纤维混凝土铺装表面浮浆及松动杂物，按环氧树脂62份、聚酰胺固化剂20份、铵盐表面活性剂10份、聚乙烯醇稳定剂5份和石英增强增韧剂3份制备高黏树脂胶结料，并控制涂布量0.6kg/m2进行均匀涂布，形成高黏树脂层间粘结；
S7.在高黏树脂胶结料涂布1h内铺设环氧沥青混凝土，按双酚环氧树脂68份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂12份、聚酰胺固化剂14份、丁腈橡胶增韧剂2～5份混合搅拌均匀制得高韧树脂；取制备的高韧树脂9份和91份0～3mm的细矿料，在常温状态下以60转/min速率搅拌4min，按5cm厚度均匀摊铺并平整压实9次，自然养护1d后树脂连接型高密纤维混凝土铺装完成。
实施例3
树脂组合式超高性能混凝土铺装结构施工方法，按照质量份数计算，包括如下步骤：
S1.对钢面板进行喷砂除锈清洁处理，得到Sa2.5级以上清洁度、60～150μm粗糙度的钢面板基层；
S2.按双酚环氧树脂70份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂15份、聚酰胺固化剂16份、丁腈橡胶增韧剂2份和石英粉增强剂2份制备高韧树脂，钢面板喷砂除锈完成后2h内在钢面板基层表面涂布高韧树脂、撒布3～5mm单粒径碎石、同步粘接剪力钉；高韧树脂胶黏剂涂布量1.5kg/m2，单粒径碎石撒布量kg/m2；剪力钉布置于U肋焊缝上部，横向距离300mm，纵向距离600mm；随后常温养生24h，形成防水抗拔抗剪复合层。
表5碎石性能
Figure BDA0002243203690000161
S3.在防水抗拔抗剪复合层表面将钢筋网片与剪力钉进行点焊接固定形成整体，然后按环氧树脂70份、聚酰胺固化剂15份、聚异氰酸酯粘合剂5份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂5份、聚醚树脂活性增韧剂3份和石英粉水性增强剂2份制备湿粘结环氧树脂，以1.5kg/m2将湿粘结环氧树脂喷涂于防水抗拔抗剪复合层与钢筋网片上，形成湿粘结环氧树脂层，并在其后1h内完成高密纤维混凝土铺筑；
S4.称取硅酸盐水泥30份、硅灰8份、石英粉料12份、粒径≤1mm石英砂30份、复合型短切纤维10份、水8份和聚羧酸高效减水剂2份，并采用卧式搅拌机按照35转/min速率将干混料搅拌1min，边搅拌边依次加入玄武岩纤维和钢纤维，然后再添加减水剂和拌和用水，湿拌8min形成高密纤维新拌混凝土；
S5.随后分层铺筑于防水抗拔抗剪复合层上，控制振捣间距1.0m，每处振捣时间20s，振捣密实后在初凝前进行表面压光处理，并在终凝后对表面作拉毛处理，增强附着力使层间更好结合；随后喷洒水雾并覆膜保湿养护14d，形成高密纤维混凝土铺装层；
表6高密复合纤维增强混凝土性能
性能指标 单位 高密纤维混凝土 普通混凝土
抗压强度 MPa 112 30～50
抗折强度 MPa 18 2～5
弹性模量 GPa 48 30～40
断裂韧性 kJ/m<sup>2</sup> 37 0.12
吸水特征 kg/m<sup>3</sup> 0.2 2.7
磨耗系数 \ 1.3 4.0
抗渗等级 \ P35 ≤P12
S6.清除高密纤维混凝土铺装表面浮浆及松动杂物，按环氧树脂65份、聚酰胺固化剂16份、铵盐表面活性剂8份、聚乙烯醇稳定剂6份和石英增强增韧剂5份制备高黏树脂胶结料，并控制涂布量0.8kg/m2进行均匀涂布，形成高黏树脂层间粘结；
S7.在高黏树脂胶结料涂布1h内铺设环氧沥青混凝土，按双酚环氧树脂70份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂15份、聚酰胺固化剂12份、丁腈橡胶增韧剂2份混合搅拌均匀制得高韧树脂；取制备的高韧树脂10份和90份0～3mm的细矿料，在常温状态下以70转/min速率搅拌5min，按6cm厚度均匀摊铺并平整压实10次，自然养护1d后树脂连接型高密纤维混凝土铺装完成。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种树脂组合式超高性能混凝土铺装结构，其特征在于，铺装结构总厚度5~8cm，从下至上依次包括钢面板基层（1）、防水抗拔抗剪复合层（2）、湿粘结环氧树脂层（3）、高密纤维混凝土铺装层（4）、高韧树脂砂浆铺装层（5）；所述防水抗拔抗剪复合层（2）由高韧树脂、碎石和剪力钉组成，所述剪力钉通过在所述钢面板基层（1）表面进行高韧树脂涂布同时撒布单粒径碎石粘接固定，利用树脂粘结剪力钉和细碎石颗粒，形成具有抗剪连接键且表面粗糙的复合抗拔抗剪连接面，增强物理咬合力提高层间的连接性能，避免剪力钉焊接对钢桥面造成的损伤以及对后期维护造成的影响；其中所述高韧树脂满布于所述钢面板基层（1）表面，涂布量1~1.5kg/m2；所述湿粘结环氧树脂层（3）厚度为1~2mm，按照质量份数计算，所述湿粘结环氧树脂层（3）包括如下组分：环氧树脂65~70份、聚酰胺固化剂12~16份、聚异氰酸酯粘合剂5~10份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂4~6份、聚醚树脂活性增韧剂2~5份和石英粉水性增强剂2~5份。
2.根据权利要求1所述的树脂组合式超高性能混凝土铺装结构，其特征在于，所述碎石为3~5mm的单粒径碎石，撒布量3~5kg/m2。
3.根据权利要求1所述的树脂组合式超高性能混凝土铺装结构，其特征在于，所述高密纤维混凝土铺装层（4）厚度为2~5cm，由钢筋网与高密纤维混凝土组成。
4.根据权利要求3所述的树脂组合式超高性能混凝土铺装结构，其特征在于，所述高密纤维混凝土预制板包括疏配钢筋网（6）和高密纤维混凝土组成，按照质量份数计算，所述高密纤维混凝土包括如下组分：干混料75~80份、复合型短切纤维6~10份、水8~12份和聚羧酸高效减水剂1~2份组成；其中干混料包括硅酸盐水泥25~30份、硅灰6~10份、石英粉料8~12份、粒径≤1mm石英砂30~35份。
5.根据权利要求3所述的树脂组合式超高性能混凝土铺装结构，其特征在于，所述钢筋网直径为5~10mm，网孔间距为50~150mm。
6.根据权利要求1所述的树脂组合式超高性能混凝土铺装结构，其特征在于，所述高韧树脂砂浆铺装层（5）厚度为2~5cm，由高韧树脂胶黏剂和细矿料组成，其中高韧树脂与细矿料比例为8~10%。
7.根据权利要求6所述的树脂组合式超高性能混凝土铺装结构，其特征在于，按照质量份数计算，所述高韧树脂包括如下组分：双酚环氧树脂65~70份、聚酰胺固化剂12~16份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂10~15份、丁腈橡胶增韧剂2~5份和石英粉增强剂2~5份组成；细矿料为0~3mm粒径规格的玄武岩碎石骨料。
8.一种如权利要求1至7任一项所述的树脂组合式超高性能混凝土铺装结构的施工方法，其特征在于，按照质量份数计算，包括以下步骤：
S1.对钢面板进行喷砂除锈清洁处理，得到Sa2.5级以上清洁度、60~150μm粗糙度的钢面板基层（1）；
S2.钢面板喷砂除锈完成后2h内，按双酚环氧树脂65~70份、聚酰胺固化剂12~16份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂10~15份、丁腈橡胶增韧剂2~5份和石英粉增强剂2~5份组成制备高韧树脂，并在钢面板基层（1）表面按照1~1.5kg/m2用量进行高韧树脂涂布，同步按照撒布量3~5kg/m2撒布3~5mm单粒径碎石，同步在U肋焊缝上部粘接剪力钉，横向距离300mm，纵向距离300~600mm；随后常温养生24h，形成防水抗拔抗剪复合层（2）；
S3.在防水抗拔抗剪复合层（2）表面将钢筋网片与剪力钉进行点焊接固定形成整体，然后按环氧树脂65~70份、聚酰胺固化剂12~16份、聚异氰酸酯粘合剂5~10份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂4~6份、聚醚树脂活性增韧剂2~5份和石英粉水性增强剂2~5份制备湿粘结环氧树脂，以1~2kg/m2喷涂于防水抗拔抗剪复合层与钢筋网片上，形成湿粘结环氧树脂层（3），并在其后1h内完成高密纤维混凝土铺筑；
S4.称取硅酸盐水泥25~30份、硅灰6~10份、石英粉料8~12份、粒径≤1mm石英砂30~35份、复合型短切纤维6~10份、水8~12份和聚羧酸高效减水剂1~2份，并采用卧式搅拌机按照25~35转/min速率将干混料搅拌1min，边搅拌边依次加入玄武岩纤维和钢纤维，然后再添加减水剂和拌和用水，湿拌5~8min形成高密纤维新拌混凝土；
S5.将高密纤维新拌混凝土铺筑于防水抗拔抗剪复合层（2）上，控制振捣间距0.5~1.0m，每处振捣时间10~20s，振捣密实后在初凝前进行表面压光处理，并在终凝后对表面作拉毛处理，增强附着力使层间更好结合；随后喷洒水雾并覆膜保湿养护14d，形成高密纤维混凝土铺装层（4）；
S6.清除高密纤维混凝土铺装表面浮浆及松动杂物，按环氧树脂60~65份、聚酰胺固化剂16~20份、铵盐表面活性剂8~12份、聚乙烯醇稳定剂5~8份和石英增强增韧剂3~6份制备高黏树脂胶结料，并控制涂布量1~2kg/m2进行均匀涂布，形成高黏树脂层间粘结；
S7.在高黏树脂胶结料涂布1h内铺设高韧树脂砂浆，按双酚环氧树脂65~70份、丁基缩水甘油醚活性稀释剂10~15份、聚酰胺固化剂12~16份、丁腈橡胶增韧剂2~5份混合搅拌均匀制得高韧树脂；取制备的高韧树脂8~10份和90~92份公称最大粒径为3mm的细矿料，在常温状态下以50~70转/min速率搅拌3~5min，按2~5cm厚度均匀摊铺并平整压实8~10次，自然养护1d后树脂连接型高密纤维混凝土铺装完成。
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