CN204945082U

CN204945082U - 一种桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置

Info

Publication number: CN204945082U
Application number: CN201520594840.5U
Authority: CN
Inventors: 刘志胜; 张翛; 臧博; 李鹏飞
Original assignee: Shanxi Province Transport Science Research Institute; Shanxi Jiaoke Highway Survey and Design Institute
Current assignee: Shanxi Province Transport Science Research Institute; Shanxi Jiaoke Highway Survey and Design Institute
Priority date: 2015-08-03
Filing date: 2015-08-03
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2025-08-03

Abstract

本实用新型涉及一种桥面铺装结构中粘结层破坏装置预警装置，该桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置包括电源、电流计、碳纤维带以及成对金属电极；碳纤维带设置在成对金属电极之间并与成对金属电极相连；成对金属电极与电流计串联后接入电源。本实用新型提供了一种结构简单、便于施工以及可对粘接层进行实时监测的桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置。

Description

一种桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置

技术领域

本实用新型属于道路特殊铺装工程性能测试技术领域，涉及一种道路结构预警装置，尤其涉及一种桥面铺装结构中粘结层破坏装置预警装置。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，道路交通基础设施建设逐渐完善，并逐步向深山、大河谷等地形条件复杂的区域延伸，隧道、桥梁等工程势必将占有重要的比例。现有桥梁类型较多，外形更是千变万化，而其桥面铺装较为单一，为吸纳沥青混凝土较好的行车舒适性能和良好的变形协调性能，上面层均采用了沥青混凝土材料作为铺装。然而，在我国桥梁主体结构(尤其是北方地区的桥梁)多采用混凝土浇筑，水泥混凝土与沥青混凝土两种材料属性相差较大，其模量变形能力相差很大，在荷载作用下铺装结构与水泥混凝土层间将是最为薄弱的结构，故二者很容易出现变形不协调而发生层间的破坏。层间破坏导致沥青混凝土铺装层出现“推移”、“脱皮”等现象，致使降雨渗入桥梁主体结构引起主梁钢筋锈蚀，水泥混凝土盐涨等病害，严重影响桥梁的使用寿命以及形成安全性能。现有学者主要从改善铺装层沥青混凝土的抗剪性能、增强粘结层的粘结性能方面进行研究，对延缓桥面铺装病害发生、延长桥面使用寿命起到了一定的效果。然而，现存主要的问题在于桥面铺装结构粘结层破坏时机难以把握，粘结层破坏主要靠直观观察，当外观发生变化时，其粘结层已经破坏严重，为时已晚。

实用新型内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种结构简单、便于施工以及可对粘接层进行实时监测的桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置，其特征在于：所述桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置包括电源、电流计、碳纤维带以及成对金属电极；所述碳纤维带设置在成对金属电极之间并与成对金属电极相连；所述成对金属电极与电流计串联后接入电源。

作为优选，本实用新型所提供的碳纤维带通过导电胶与成对金属电极粘结。

作为优选，本实用新型所提供的碳纤维带是一条或多条。

作为优选，本实用新型所提供的碳纤维带是多条时，多条碳纤维带并行设置在成对金属电极之间。

作为优选，本实用新型所提供的碳纤维带是多条时，相邻两条碳纤维带之间的间隔是20～50cm。

作为优选，本实用新型所提供的碳纤维带的厚度为0.2～0.5mm，宽度为5～10cm。

作为优选，本实用新型所提供的成对金属电极的每根电极的长度范围为10～20m。

本实用新型的优点是：

本实用新型公开了一种桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置，包括电源、两条金属电极、多条碳纤维带以及电流计，其中碳纤维带通过导电胶与金属电极粘结，两侧金属电极与电源连接，电流计布置于一条金属电极的导线上。桥面铺装结构粘结层破坏装置预警装置中金属电极和碳纤维带布置于桥面铺装结构粘层内部，其下侧设有双钢调平水泥混凝土层，并在其上铺筑沥青混凝土面层。该装置可以间接测试、评价由于行车荷载引起的层间剪切作用对桥面铺装结构层间的破坏程度，达到桥面铺装粘结层破坏预警的目的。本实用新型在粘结层中增设导电碳纤维带，结构简单，施工简便，成本低廉，更加精确的检测桥面铺装结构粘结层的应用状况以及功能强度，实时检测破损程度，为桥面铺装结构的耐久有效使用提供保障。

附图说明

图1为本实用新型所提供的装置预警装置的结构示意图；

图2是本实用新型所提供的预警装置的使用状态参考示意图；

图3是图2的剖视结构示意图；

其中：

1-金属电极；2-碳纤维带；3-电流计；4-沥青混凝土面层；5-聚合物粘结层；6-双钢水泥混凝土调平层；7-电源。

具体实施方式

参见图1，本实用新型提供了一种桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置，该桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置包括电源、电流计、碳纤维带以及成对金属电极；碳纤维带设置在成对金属电极之间并与成对金属电极相连；成对金属电极与电流计串联后接入电源。

本实用新型的基本原理为：碳纤维具有较好的导电性，将其设置粘结层内部，粘结层主要受横向剪切力而发生破坏，当粘结层破坏时，较薄的碳纤维带发生拉伸变形，其横截面积减小，而纵向长度增加。导电材料的电阻与材料自身的横截面积成反比、与长度成正比，故当碳纤维带发生拉伸时，其电阻增加，并可通过电流计值反应出其阻值的增加量，进而反算出拉伸变形值的大小。通过碳纤维带的拉伸变形可表征粘结层的剪切变形值大小，当粘结层剪切变形大于某些值时，表现为层间的破坏程度。同时，当碳纤维被拉断，电流值为零，本装置破坏失效。本实用新型能够实时测试桥面铺装粘结层的破坏程度，对桥面铺装的应用耐久性评价具有直接的应用价值。

下面结合附图对本实用新型进行具体说明。

本实用新型提供的桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置的结构如图1所示，该装置至少包括金属电极1、碳纤维带2、电流计3；本实用新型在具体使用时的结构如图2以及图3所示，其整体结构从下向上为：双钢水泥混凝土调平层6、聚合物粘结层5和沥青混凝土面层4，其中粘结层5中包括沿桥梁纵向布设的金属电极1、与横向布设的碳纤维带2，碳纤维带2采用导电胶与金属电极1粘结，两侧金属电极通过连接导线和铺装结构外的电源7连接。金属电极1布设于桥面铺装纵向的边缘粘结层，每隔50cm采用铆钉固定。碳纤维带2垂直于行车方向，间隔均匀的布设于桥面铺装结构的聚合物粘结层5内，碳纤维带2沿长度方向边缘固定于金属电极1上。碳纤维带2的厚度为0.2～0.5mm，宽度为5～10cm。间隔为20～50cm。电流计3安置在桥面铺装结构外电极1与电源7任意一根连接线中间。金属电极1的长度范围为10～20m。

本实用新型在具体使用时，其操作方式是：

(1)在桥面结构上预留的钢筋上绑扎钢筋网，铺筑钢纤维水泥混凝土6～8cm，成型双钢水泥混凝土调平层6。

(2)采用抛丸技术将调平层表层的浮浆进行打磨，喷洒热橡胶沥青0.6Kg/㎡。沿桥梁纵向在调平层的两侧锚定金属电极，并用导电胶将碳纤维带按固定的宽度和间隔粘结到金属电极上。第二次喷洒热橡胶沥青0.6Kg/㎡，同时撒布一层碎石4.75～9.5mm，成型聚合物粘结层5。

(3)采用常规方法，分两层铺筑沥青混凝土面层4，压实。

(4)将金属电极与外接导线、电源7、电流计3进行连接。在开发交通前，开启电源7测试电流计的电流A₀；桥面铺装应用过程中，不定时的接通电源7，测试电流计3的电流值A₁，对比分析A₀和A₁值，根据测试两者的差值判定粘结层的破坏情况。

Claims

1.一种桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置，其特征在于：所述桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置包括电源、电流计、碳纤维带以及成对金属电极；所述碳纤维带设置在成对金属电极之间并与成对金属电极相连；所述成对金属电极与电流计串联后接入电源。

2.根据权利要求1所述的桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置，其特征在于：所述碳纤维带通过导电胶与成对金属电极粘结。

3.根据权利要求1或2所述的桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置，其特征在于：所述碳纤维带是一条或多条。

4.根据权利要求3所述的桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置，其特征在于：所述碳纤维带是多条时，多条碳纤维带并行设置在成对金属电极之间。

5.根据权利要求4所述的桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置，其特征在于：所述碳纤维带是多条时，相邻两条碳纤维带之间的间隔是20~50cm。

6.根据权利要求5所述的桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置，其特征在于：所述碳纤维带的厚度为0.2~0.5mm，宽度为5~10cm。

7.根据权利要求6所述的桥面铺装结构中粘结层破坏预警装置，其特征在于：所述成对金属电极的每根电极的长度范围为10~20m。