CN211420856U - 一种新型uhpc环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构 - Google Patents

Abstract

一种新型超高性能混凝土(UHPC)环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构，所述的铺装结构自下而上依次铺设有钢桥面板、防腐粘结层、超高性能混凝土(UHPC)板及封闭层。所述的钢桥面板上焊有栓钉。本申请公开的一种新型UHPC环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构拥有超高的强度、优良的防腐性、安全性和耐久性，同时降低了施工难度，减少了施工成本，产生了一定的经济效益和社会效益。

Description

一种新型UHPC环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构

技术领域

本发明涉及道路工程技术领域，是一种新型UHPC环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构。

背景技术

交通是一个国家发展的重要基础，世界各国把发展交通运输事业都放在重要的地位，在中国也是如此。作为城市交通的组成部分，自行车具有方便灵活、适应性强等特点。此外自行车是一种环境友好型交通工具，使用过程不产生噪音，无需使用汽油作为动力来源，没有有害气体的排放，不仅减少了空气污染，还节约了能源，并且长期骑自行车对人的身体健康有利。可见自行车出行是生态文明建设的重要组成部分，是一种绿色健康的选择。但随着机动车数量的不断增加，在大城市中经常出现交通堵塞现象，在交叉路口自行车和机动车混行现象严重，既相互影响、发生冲突，又使得出行困难、效率低下。为了缓解道路拥堵、保障自行车市民的出行安全，高架自行车车道应运而生。

高架自行车道桥面大多由桥面铺装和桥面板组成，桥面铺装直接承受自行车车辆荷载，其在预防桥面板磨损、避免雨水侵蚀、为骑行提供摩擦力起到了很大的作用。目前国内外钢桥面板铺装大多采用沥青混合料铺装。然而钢板需考虑防水、防锈等保护措施，而传统的沥青混合料铺装层存在大量孔隙，防水性能差，空气中的氧气和路面积水会穿过这些孔隙到达桥面板，与钢材直接接触，最终导致铺装层发生水损坏及道面腐蚀等问题，严重影响了钢桥面板的耐久性和安全性。常规的解决思路是改进铺装混合料的材料性能、优化铺装层厚度，但上述措施治标不治本。

沥青混凝土为柔性铺装材料，与钢材相比，其弹性模量极低，基本不与钢桥面形成组合受力。近年来，超高性能混凝土(UHPC)已经有了较为充分的研究和应用。UHPC具有不低于120MPa的超高抗压强度、超高抗折强度、良好体积稳定性、高韧性、较好抗渗能力等特点。作为刚性铺装参与桥面板受力，提高了桥面板刚度，提高了结构的安全性，且其耐久性达50年以上，可大幅度提高结构的使用寿命。同时，由于UHPC自身强度较高，可以减少其他材料用量，减少结构自重，减小施工难度，节约人力和物力，降低了施工成本。

超高性能混凝土作为一种高性能混凝土，具有优异的力学性能和耐久性能，使得结构全寿命周期成本较低，符合城市桥梁低碳、环保、美观、经济、快速施工等发展理念。满足国家在交通行业的绿色化、工业化和标准化的重大战略布局要求。

环氧富锌底漆是一种高性能漆，漆膜坚韧、耐磨、附着力好、防锈、防腐性强，使用环氧富锌底漆作为防腐粘结层的材料可以给底部钢板最大限度的保护，使其能够适应各种强腐蚀环境。此外，环氧富锌底漆相比其它底漆具有耐热性好，导静电性优良，不影响焊接施工等优点。

环氧树脂具有优良的物理性能和粘结性能，但因为环氧树脂固化物存在脆性大、韧性低、耐候性差等缺点，其应用又进一步受到限制。实验研究和工程实践表明，通过聚氨酯来改性环氧树脂，可以改善环氧树脂的韧性，提高其耐磨性、硬度和附着力。树脂完全固化后，与酸碱盐均不发生反应，能有效抵抗酸类物质、油污对桥面的腐蚀。

基于上述优点，本实用新型公开一种新型UHPC环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构。该铺装结构具有高强、耐久性好、施工方便、抗渗防腐性好等特点，减轻了铺装层的损坏，延长了自行车道的使用寿命。

实用新型内容

(1)技术问题

本实用新型的目的是公开一种新型UHPC环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构，是一种具有超高强度和较好抗渗防腐性及耐久性的自行车道铺装结构，可以有效解决铺装层水损坏以及桥面腐蚀等问题。同时可降低施工难度，节约人力和物力，减少施工成本，提高结构的安全性和耐久性，延长自行车道的服务周期。

(2)技术方案

为达到上诉目的，实用新型采用的技术方案是：

一种新型UHPC环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构，自下而上依次铺设有钢桥面板、防腐粘结层、超高性能混凝土(UHPC)板、封闭层。

所述的钢桥面板上焊有栓钉。

所述栓钉的栓钉头直径为15mm，栓钉直径为10mm，栓钉高度为30mm，其中栓钉头高度为10mm，间距为300×300mm。

所述的防腐粘结层由环氧富锌底漆制备而成。

所述的超高性能混凝土(UHPC)板由水泥、硅灰、细骨料、钢纤维和高效减水剂组成。

所述的封闭层使用的环氧树脂为聚氨酯改性环氧树脂，喷涂量为0.26～0.32L/m²。

所述的防腐粘结层的厚度为1mm；超高性能混凝土(UHPC)板的厚度为40mm；封闭层的厚度为1mm。

(3)有益效果

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型采用超高性能混凝土(UHPC)作为刚性铺装材料，其抗压强度在120MPa 以上，比普通混凝土高4～5倍。UHPC中分散的钢纤维可大大减缓材料内部微裂缝的扩展，从而使材料表现出超高的韧性和延性。UHPC内部具有致密的微观结构，有很高的抵抗雨水渗入的能力，增加了桥面板的使用时间，与普通混凝土相比而言，材料的抗渗性和耐久性可以很大的提高。

2.由于UHPC其本身的高性能，施工过程取消了钢筋的布设，大大简化了施工流程，质量易于控制，节约了人力和物力，降低了施工成本，产生一定的经济效益。

3.UHPC的使用有效解决了钢桥面板疲劳开裂以及沥青混凝土铺装层易损的病害问题，桥梁在运营中的维护规模及维护中交通的阻断将大大减小，将产生潜在的社会效益。

4.选用环氧富锌底漆作为防腐粘结层的铺装材料，极大保护了钢板免遭锈蚀，提高了结构的防腐性和耐久性。

5.选用聚氨酯改性的环氧树脂作为防腐粘结层和封闭层的铺装材料，进一步增强了结构层之间的粘结性，提高了结构的防腐防渗性，延长了铺装结构的使用寿命。

附图说明：

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1是一种新型UHPC环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构示意图；

图2是一种新型UHPC环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构剖面示意图；

图3是栓钉结构示意图。

在附图1～3中，1为钢桥面板，2为防腐粘结层，3为超高性能混凝土(UHPC)板，4 为封闭层，5为栓钉，6为细骨料，7为钢纤维，51为栓钉头。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。

如图1～3所示，一种新型UHPC环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构，所述的钢桥面铺装结构自下而上依次铺设有钢桥面板1、防腐粘结层2、超高性能混凝土(UHPC)板3、封闭层4。

所述的钢桥面板上焊有栓钉。

所述栓钉的栓钉头直径为15mm，栓钉直径为10mm，栓钉高度为30mm，其中栓钉头高度为10mm，间距为300×300mm。

所述的防腐粘结层由环氧富锌底漆制备而成。

所述的超高性能混凝土(UHPC)板由水泥、硅灰、细骨料、钢纤维和高效减水剂组成。

所述的封闭层使用的环氧树脂为聚氨酯改性环氧树脂，喷涂量为0.26～0.32L/m²。

所述的防腐粘结层的厚度为1mm；超高性能混凝土(UHPC)板的厚度为40mm；封闭层的厚度为1mm。

具体实施中，主要包括以下步骤：

(1)栓钉5的焊接：栓钉施工主要的专用设备为熔焊栓钉机，熔焊栓钉施工时还必须配套安排焊接工艺特性较好的中型焊机(交直流均可)用于栓钉的补焊，选用B2型瓷环保护电弧。焊接前栓钉5表面应保证平滑、洁净，不得有锈蚀、氧化薄层、油脂和毛刺等，其杆部表面不允许有影响使用的裂缝。钢桥面板1不允许有油漆、锈、水、油污及其他影响焊缝质量的污渍。将栓钉5放在焊枪的夹持装置中，把相应直径的保护瓷环置于钢桥面板1上，把栓钉5插入瓷环内并与钢桥面板1接触，焊枪要与工件四周呈90°角。接通焊枪电源，使栓钉5端部和钢桥面板1表面局部熔化。切断电源，熔化金属凝固，并使焊枪保持不动。让焊缝冷却，栓钉5端部表面形成均匀的环状焊缝余高，然后敲碎并清除瓷环，焊接完成；

(2)钢桥面板1喷砂除锈处理：采用自动无尘打砂机对钢道板1进行喷砂除锈处理，所用磨料为棱角状或圆珠状粒度0.7～1.0mm的不锈钢砂。最终除锈后的钢板清洁度达到Sa2.5级、粗糙度达到70～100μm。喷砂除锈后应保证在2小时内涂抹环氧富锌涂料，可将桥面分块进行表面处理，经自检和监理检验合格后，进行下一步骤；

(3)防腐粘结层2的铺设：施工过程中和涂层干燥固化前，环境温度宜保持在5～38℃，相对湿度不宜大于90％，空气应流通。当风速大于5m/s，或雨天和构件表面揭露时，不宜作业。施工时底材温度应高于露点3℃以上。使用前将组分A充分搅拌，使上下层漆料均匀，无可见沉积物或结块存在。将组分A与组分B混合，静置一段时间后方可进行涂装。用滚轮在钢桥面板1表面刷涂一层环氧富锌底漆，干燥12h左右，漆膜厚度大约30～50μm；待第一层刷涂的底漆干燥后，用同样方法进行下一层的刷涂，直到防腐粘结层2的厚度达到1mm。刷涂时一定要刷涂到位、刷满、刷匀。经验收合格后方可进行下一步骤；

(4)超高性能混凝土(UHPC)板3的浇筑：防腐粘结层2在混凝土浇筑前用高压风管清除干净灰尘、焊渣等各种杂物。UHPC的浇筑应尽可能连续进行与完成，避免暴露表面结皮或形成冷接缝。采用地泵泵送、罐车运输等方式将混凝土均匀撒布防腐粘结层2，用抹刀粗平后，再用铝合金作刮尺，顺车道向连续反复几次直至刮平，使平整后的表面不得裸露钢钎维或留有浮浆，以确保铺装平整度。浇筑完毕，应马上采取措施如覆盖湿布、喷洒养护剂等，防止表面水分损失或蒸发。经验收合格后方可进行下一步骤；

(5)封闭层4的铺设：超高性能混凝土(UHPC)板3养护结束后，选择气温＞20℃、空气相对湿度小于75％，风速较小的情况，采用聚氨酯改性环氧树脂，使用喷涂设备，其喷涂量0.26～0.32L/m²，聚氨酯改性环氧树脂固化后封闭层4的厚度为1mm±0.5mm，完成封闭层的施工。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变和变形均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型UHPC环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构，其特征在于：所述的铺装结构自下而上依次铺设有钢桥面板(1)、防腐粘结层(2)、超高性能混凝土(UHPC)板(3)和封闭层(4)。

2.根据权利要求1所述的一种新型UHPC环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构，其特征在于：所述的钢桥面板(1)上焊有栓钉(5)。

3.根据权利要求2所述的一种新型UHPC环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构，其特征在于：所述栓钉(5)的栓钉头(51)直径为15mm，栓钉直径为10mm，栓钉(5)高度为30mm，其中栓钉头(51)高度为10mm，间距为300×300mm。

4.根据权利要求1所述的一种新型UHPC环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构，其特征在于：所述的防腐粘结层(2)由环氧富锌底漆制备而成。

5.根据权利要求1所述的一种新型UHPC环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构，其特征在于：所述封闭层(4)使用的环氧树脂为聚氨酯改性环氧树脂，喷涂量为0.26～0.32L/m²。

6.根据权利要求1所述的一种新型UHPC环氧树脂自行车道钢桥面铺装结构，其特征在于：所述的防腐粘结层(2)的厚度为1mm；超高性能混凝土(UHPC)板(3)的厚度为40mm；封闭层(4)的厚度为1mm。

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