CN201433345Y - 一种复合式铺装结构 - Google Patents

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葛折圣
张肖宁
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Abstract

本实用新型公开了一种复合式铺装结构；涉及一种道路工程结构。一种复合式铺装结构，自下而上包括基板(1)、板上粘层(2)和沥青面层(3)。本实用新型采用热膨胀系数与水泥混凝土和钢板接近的纤维增强的复合材料的基板对沥青层底面进行补强，提高了沥青面层抗疲劳和抗反射裂缝性能；有效地防止了雨水由沥青面层下渗侵蚀下承层；回避了沥青面层与水泥混凝土或钢板之间的粘结问题；对于钢桥面可提高桥面刚度，尤其对于钢板厚度不足的钢桥面能起到加固作用，从而减薄了沥青面层的厚度，避免由于钢桥面刚度不足而引起的沥青铺装层的开裂、脱落等破坏。

Description

一种复合式铺装结构
技术领域
本实用新型涉及一种道路工程结构，特别是一种铺筑在水泥混凝土路面、水泥混凝土桥面和钢桥面上的复合式铺装结构，具体涉及一种复合式铺装结构。
背景技术
长期以来，沥青面层与下承层的水泥混凝土路面、水泥混凝土桥面和钢桥面之间粘结和防水问题一直是一项未能很好解决的技术难题。现有技术常采用喷洒一定量的乳化沥青、改性沥青或者其他防水涂料作为上述下承层的防水粘结层，由于下承层材料的亲水性，在长期行车荷载作用下，防水粘结层容易剥落、松散，导致雨水的下渗。从而削弱了下承层的强度，不但引起了水泥混凝土路面板底脱空、唧浆，水泥混凝土桥面钢筋锈蚀，钢桥面锈蚀等多种病害现象。而且，导致了沥青面层产生开裂、松散、坑槽、脱落等病害现象。严重影响了路面的使用性能，缩短了路面使用寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种复合式铺装结构。通过在沥青面层与下承层之间设置了复合材料的基板，达到了铺装层结构补强和防水的效果。有效地防止了雨水由沥青面层下渗侵蚀下承层；回避了沥青面层与水泥混凝土或钢板之间的粘结问题。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
一种复合式铺装结构，自下而上包括基板1、板上粘层2和沥青面层3。
所述的基板1为一体化结构，采用纤维增强的复合材料的板材；基板1的外形是两个重叠的长方体沿接触面平行错开，原来重叠的边均错开相同的距离，距离均为10cm～30cm。所述平行错开是原来重叠的边仍然平行。
基板厚度为2～20mm每块板长度为20～30m，宽度为3～6m；
当下承层为水泥混凝土路面或水泥混凝土桥面时，基板与下承层之间可以采用滑动连接方式，即用5～10cm厚的细度模数为2.5～3.5的中粗砂将基板与下承层隔开；
当下承层为水泥混凝土路面、水泥混凝土桥面或钢桥面时，可用改性沥青或者环氧树脂将基板1粘结在下承层4表面形成板下粘层7。
板上粘层2采用SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)改性沥青和9.5～13.6mm粒径的洁净的碎石。沥青面层3厚度为3～18cm。
本实用新型复合式铺装结构的铺装方法，包括以下步骤：
(1)下承层表面处理
对于水泥混凝土路面或水泥混凝土桥面，当采用滑动方式连接基板与下承层时，先将下承层4表面清扫干净；再在下承层表面铺设5～10cm的中粗砂；起协调变形作用；
(2)铺设或粘贴基板
当采用滑动方式连接基板与下承层时，在铺砂后的下承层表面直接铺设基板，养生24～48h。
基板铺设顺序为：按照下承层4表面高程，横向由高程低的车道往高程高的车道铺设；纵向从纵坡的坡脚开始往坡顶铺设。
基板的纵向和横向采用搭接方式连接，搭接宽度为10cm～30cm，不同车道的基板搭接处采用环氧树脂粘结，即在两块基板1搭接处的接触表面8，按照0.5～1.0kg/m2的量滚涂环氧树脂；沿路线纵向相邻基板搭接处采用SBS改性沥青粘结，即在两块基板1搭接处的接触表面8按照1.5～2.0kg/m2的量滚涂SBS改性沥青。
(3)施工板上粘层
采用智能型洒布车按照2.0～2.5kg/m2的量喷洒SBS改性沥青；再用碎石撒布车撒布8～10kg/m2的9.5～13.6mm粒径的洁净的碎石，碾压；
(4)施工沥青面层
按照《公路沥青路面施工技术规范》规定的方法施工沥青面层。
本实用新型复合式铺装结构的铺装方法，还可以包括以下步骤：
(1)下承层表面处理
对于水泥混凝土路面和水泥混凝土桥面，当采用改性沥青或环氧树脂的粘结方式时，先用铣刨机清除下承层表面浮浆，铣刨后的下承层表面的平整度控制在3mm以内，表面晾干；对于钢桥面，先用自动抛丸机进行抛丸除锈，涂防锈漆，养生24h～48h；
(2)铺设或粘贴基板
当采用改性沥青或环氧树脂的粘结方式时，在下承层表面，采用智能型洒布车按照1.5～2.0kg/m2的量喷洒SBS改性沥青，然后铺设基板，养生24h～48h；或者在下承层表面上喷涂0.5～1.5kg/m2的环氧树脂，然后铺设基板，养生48h～60h；
基板铺设顺序为：按照下承层表面高程，横向由高程低的车道往高程高的车道铺设；纵向从纵坡的坡脚开始往坡顶铺设；
基板1的纵向和横向采用搭接方式连接，搭接宽度为10cm～30cm，不同车道的基板搭接处采用环氧树脂粘结，即在两块基板1的搭接处的接触表面8按照0.5～1.0kg/m2的量滚涂环氧树脂；沿路线纵向相邻基板搭接处采用SBS改性沥青粘结，即在两块基板1的搭接处的接触表面8按照1.5～2.0kg/m2的量滚涂SBS改性沥青。
(3)施工板上粘层
采用智能型洒布车按照2.0～2.5kg/m2的量喷洒SBS改性沥青；然后，用碎石撒布车撒布8～10kg/m2的9.5～13.6mm粒径的洁净的碎石，碾压；
(4)施工沥青面层
按照《公路沥青路面施工技术规范》规定的方法施工沥青面层。
所述的碾压为使用16t的轮胎压路机碾压2遍。
本实用新型相对于现有技术所具有的优点及有益效果：
本实用新型采用热膨胀系数与水泥混凝土和钢板接近的纤维增强的复合材料的基板对沥青层底面进行补强，提高了沥青面层抗疲劳和抗反射裂缝性能；有效地防止了雨水由沥青面层下渗侵蚀下承层；回避了沥青面层与水泥混凝土或钢板之间的粘结问题；对于钢桥面可提高桥面刚度，尤其对于钢板厚度不足的钢桥面能起到加固作用，从而减薄了沥青面层的厚度，避免由于钢桥面刚度不足而引起的沥青铺装层的开裂、脱落等破坏。
附图说明
图1为复合式铺装结构示意图；
图2为单块基板俯视图；
图3为单块基板立面图；
图4为复合式铺装结构与下承层的滑动连接方式示意图；
图5为改性沥青或环氧树脂将复合式铺装结构粘结在下承层表面的连接方式示意图；
图6为4块基板拼接俯视图；
图7为不同车道基板搭接处立面图；
图8沿路线纵向相邻基板搭接处侧视图。
具体实施方式
下面结合实例对本实用新型作进一步详细说明：
实施例1
旧水泥混凝土路面上滑动连接的复合式铺装结构及其施工工艺
(1)结构和材料
采用图1所示的铺装结构，自下而上包括基板1、板上粘层2和沥青面层3。
基板1采用热膨胀系数与水泥混凝土接近的玻璃钢板；纤维增强复合材料的基板技术指标见表1，如图2、图3所示，基板1为一体化结构，基板1的外形是两个重叠的长方体沿接触面平行错开，原来重叠的边均错开相同的距离，距离均为20cm。基板厚度为20mm；每块板长度为30m，宽度为3.75m；
板上粘层采用洒布量为2.5kg/m2的SBS改性沥青和10kg/m2的9.5～13.6mm粒径的洁净的石灰岩碎石。沥青下面层为6cm厚AC-20C型沥青混合料，上面层为4cm厚AC-13C型沥青混合料。基板与下承层之间采用滑动连接方式。如图4所示铺设10cm厚的中粗砂，起协调变形作用。
表1
拉伸强度(MPa) 压缩强度(MPa) 弯曲强度(MPa) 剪切强度(MPa)   巴氏硬度 密度(kg/m3) 热膨胀系数(1/℃) 导热系数W/(m·℃)
  85   60   128   46   49   1650   1.2×10-5   0.56
本实用新型复合式铺装结构的铺装方法，包括：
(1)下承层表面处理
先将下承层水泥混凝土表面清扫干净；然后，铺设10cm厚的中粗砂，起协调变形作用。
(2)铺设基板
在铺砂后的下承层表面直接铺设基板，养生48h。
基板铺设顺序为：按照下承层4表面高程，横向由高程低的车道往高程高的车道铺设；纵向从纵坡的坡脚开始往坡顶铺设。
如图6、图7、图8所示，基板的纵向和横向采用搭接方式连接。搭接宽度为20cm，不同车道的基板搭接处采用环氧树脂粘结，即在两块基板1搭接处的接触表面8，按照1.0kg/m2的量滚涂环氧树脂；沿路线纵向相邻基板搭接处采用SBS改性沥青粘结，即在两块基板1搭接处的接触表面8按照2.0kg/m2的量滚涂SBS改性沥青。
(3)施工板上粘层
采用智能型洒布车按照2.5kg/m2的量喷洒SBS改性沥青；再用碎石撒布车撒布10kg/m2的9.5～13.6mm粒径的洁净的碎石，用16t的轮胎压路机碾压2遍；
(4)施工沥青面层
按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)规定的方法施工沥青面层。
实施例2
用环氧树脂粘结在钢桥面上的复合式铺装结构及其施工工艺
(1)结构和材料
采用图5所示的铺装结构，由基板1、板上粘层2、板下粘层7和沥青面层3组成。基板采用热膨胀系数与钢板接近的玻璃钢板。技术指标见表1。如图2、图3所示，基板1为一体化结构，基板1的外形是两个重叠的长方体沿接触面平行错开，原来重叠的边均错开相同的距离，距离均为20cm。基板厚度为20mm；每块板长度为30m，宽度为3.75m。
板上粘层采用洒布量为2.0kg/m2的SBS改性沥青和8kg/m2的9.5～13.6mm粒径的洁净的石灰岩碎石。沥青下面层为6cm厚AC-20C型沥青混合料，上面层为4cm厚SMA-13型沥青混合料。用环氧树脂作板下粘层7将基板粘结在钢桥面上。
(2)施工工艺
(1)下承层表面处理
先清除钢桥面上的杂物和尘土；再用清水冲洗桥面；待表面晾干后，用自动抛丸机进行抛丸除锈，使钢桥面洁净而粗糙；然后，用高压无气喷涂机一次性喷涂干膜厚度为60～80μm的环氧富锌漆。
(2)铺设或粘贴基板
待环氧富锌漆养生24h后，在其上按照1.5kg/m2的量喷涂环氧树脂，然后铺设基板，养生48h后施工下道工序。
基板铺设顺序为：按照桥面高程，横向由高程低的车道往高程高的车道铺设；纵向从纵坡的坡脚开始往坡顶铺设。
如图6、图7、图8所示，基板1的纵向和横向采用搭接方式连接。搭接宽度为30cm，不同车道的基板搭接处采用环氧树脂粘结，即在两块基板1的搭接处的接触表面8按照0.5kg/m2的量滚涂环氧树脂；沿路线纵向相邻基板搭接处采用SBS改性沥青粘结，即在两块基板1的搭接处的接触表面8按照1.5kg/m2的量滚涂SBS改性沥青。
(3)施工板上粘层
采用智能型洒布车按照2.0kg/m2的量喷洒SBS改性沥青；然后，用碎石撒布车撒布10kg/m2的9.5～13.6mm粒径的洁净的碎石，使用16t的轮胎压路机碾压2遍；
(4)施工沥青面层
按照《公路沥青路面施工技术规范》规定的方法施工沥青面层。
本实用新型在沥青面层与下承层之间设置了纤维增强的复合材料的基板，通过采用这种结构可以获得如下效果：一是由于基板对沥青层底面的补强作用，从而提高了路面结构抗疲劳和抗反射裂缝性能；二是由于基板的防水作用，从而有效地防止了雨水由沥青面层下渗侵蚀下承层；三是由于基板提高了钢桥面的刚度，从而可以减薄钢桥面上沥青铺装层的厚度，节省工程造价；四是基板可对钢板厚度不足的钢桥面起到加固作用，从而避免由于钢桥面刚度不足而引起的沥青铺装层的开裂、脱落等破坏。
当采用滑动方式连接基板与下承层时，由于在基板与下承层之间铺设了5～10cm厚的中粗砂，起到了协调下承层变形作用，从而降低了下承层变形对沥青面层的影响。
由于所采用基板的热膨胀系数与水泥混凝土和钢板接近，从而获得了在温度应力作用下基板与下承层协调变形的效果。
由于沿路线纵向相邻基板搭接处采用SBS改性沥青粘结，相邻基板有一定的变形余地，在温度应力作用下，不会出现基板拱起变形而导致的铺装结构破坏现象。

Claims (6)

1、一种复合式铺装结构，其特征在于，自下而上包括基板(1)、板上粘层(2)和沥青面层(3)。
2、根据权利要求1所述的一种复合式铺装结构，其特征在于，所述的基板(1)为一体化结构，采用纤维增强的复合材料的板材；基板(1)的外形是两个重叠的长方体沿接触面平行错开，原来重叠的边均错开相同的距离，距离均为10cm～30cm；基板厚度为2～20mm；每块板长度为20～30m，宽度为3～6m。
3、根据权利要求1所述的一种复合式铺装结构，其特征在于，所述的基板(1)与下承层(4)之间的连接方式采用滑动连接，所述滑动连接为用5～10cm厚的细度模数为2.5～3.5的中粗砂层(5)将基板(1)与下承层(4)隔开。
4、根据权利要求1所述的一种复合式铺装结构，其特征在于，所述的基板(1)与下承层(4)之间的连接方式为用改性沥青或环氧树脂将基板(1)粘结在下承层(4)表面形成板下粘层(7)。
5、根据权利要求1所述的一种复合式铺装结构，其特征在于，所述的板上粘层(2)采用SBS改性沥青和9.5～13.6mm粒径的洁净的碎石。
6、根据权利要求5所述的一种复合式铺装结构，其特征在于，所述的沥青面层厚度为3～18cm。
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