CN214143150U - 一种高温多雨地区混凝土桥梁沥青铺装层结构 - Google Patents
一种高温多雨地区混凝土桥梁沥青铺装层结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种高温多雨地区混凝土桥梁沥青铺装层结构，包括水泥整平层，水泥整平层上方铺设有第一APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层，第一APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层（2）上方铺设有HMAC层，HMAC层上方铺设有第二APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层，第二APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层（4）上方铺设有沥青玛蹄脂碎石混合料层；HMAC层的动态模量≥14000MPa。本实用新型采用新的层间处治结构解决桥梁铺装层间的层间粘结不良的问题，并且有效的防止了雨水的渗透；采用适宜的结构组合设计解决了高温多雨地区桥面铺装的高温稳定性即抵抗高温重载下的车辙、拥包推移等病害的能力、提高了桥面铺装的水稳定性即抵抗坑槽松散等路面病害的能力。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑工程领域，尤其涉及一种高温多雨地区混凝土桥梁沥青铺装层结构。
背景技术
近年来城镇交通量增长迅速，桥梁桥面“混凝土板面+沥青混凝土”铺装体系建设中由于铺装层设计不合理、层间关系没有处理恰当等原因造成桥面病害的情况逐渐增多，导致桥面铺装结构组合稳定性问题成为道路建设中的技术难题。
具体的：
1.传统的沥青铺装层结构多采用连续密集配沥青混凝土，在高温情况下沥青发生软化导致沥青混合料在重复荷载的作用下发生难以避免的车辙病害等变形类病害，路面的变形会进一步导致雨水的积累与渗透，并最终引发路面坑槽和松散的水损害，随着水损害的程度加深，水渗入桥梁承重结构，锈蚀钢筋，导致桥梁变为危桥。
2.防水粘结层以及层间处治本应发挥防止水渗入、将结构层粘结成整体的作用，但现实中的防水结合层和层间处治难以达到该要求，尤其在高温工况下，防水结合层与层间处治发生软化与流动，在施工时也会遭热集料刺破，因此很难达到设计的要求。
本课题组发明命了一种APAO废胶粉复合改性沥青(见发明)(见授权发明专利CN106221251 B)，起始时作为路面的应力吸收层，后经检测发现其具有良好的粘结防水性能。
名词解释：
HMAC：高模量沥青混凝土。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种高温多雨地区混凝土桥梁沥青铺装层结构。本实用新型采用新的层间处治结构解决桥梁铺装层间的层间粘结不良的问题，使结构层受力偏向稳定有利的一面，并且有效的防止了雨水的渗透；采用适宜的结构组合设计解决了高温多雨地区桥面铺装的高温稳定性即抵抗高温重载下的车辙、拥包推移等病害的能力、提高了桥面铺装的水稳定性即抵抗坑槽松散等路面病害的能力。
为达到上述技术效果，本实用新型的技术方案是：
一种高温多雨地区混凝土桥梁沥青铺装层结构，包括水泥整平层1，水泥整平层1上方铺设有第一APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层2，第一APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层2上方铺设有 HMAC层3，HMAC层3上方铺设有第二APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层4，第二APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层4上方铺设有沥青玛蹄脂碎石混合料层5；HMAC层3的动态模量≥14000MPa。
进一步的改进，所述第一APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层 2和第二APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层4的用量均为 1.5kg/m2。
本实用新型采用新的层间处治结构解决桥梁铺装层间的层间粘结不良的问题，使结构层受力偏向稳定有利的一面，并且有效的防止了雨水的渗透；采用适宜的结构组合设计解决了高温多雨地区桥面铺装的高温稳定性即抵抗高温重载下的车辙、拥包推移等病害的能力、提高了桥面铺装的水稳定性即抵抗坑槽松散等路面病害的能力。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为检测结构的结构示意图；
图3为视觉检测装置的结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式并且结合附图对本实用新型的技术方案作具体说明。
实施例1
高温多雨地区混凝土桥梁沥青铺装层结构的铺设方法如下：
(1)第一APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层的铺设
应设置于混凝土桥梁水泥混凝土整平层与沥青铺装层之间的防水粘结层。首先对水泥混凝土整平层进行拉毛或抛丸处理，再清理表面杂物，使其表面干净干燥；喷涂本课题组研发的APAO废胶粉复合改性沥青，即将废胶粉(WTR)与APAO按一定比例掺入基质沥青合成的复合改性沥青(WTP掺量为复合改性沥青总质量的15％，APAO掺量为 4％)。将复合改性沥青加热至180℃，涂抹至混凝土表面，用量为 1.5kg/m2，可以分两边喷涂，时间间隔一小时。凝固后即可进行面层铺装。
将本使用新型使用的APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层与常规的防水粘结层进行试验对比，数据如下：
1.采用振动成型法制备5cm厚的水泥混凝土层，再用轮碾法制备5cm厚的AC－13沥青混凝土层，在成型好的混合料试件上喷洒定量的粘结材料，达到养生要求后，切割成标准试件，标准试件尺寸为100mm×50mm×50mm；制作剪切夹具，将剪切试件放入夹具中，对标准试件分别进行斜剪试验，斜剪试验温度均为35℃。结果如表1所示：
表1不同粘结材料的抗剪强度表
表1说明本实用新型使用的防水粘结层的抗剪强度由于绝大多数粘结防水材料，达到了高温的使用要求。
2.用长300mm×宽300mm×50mm的模具成型板状水泥混凝土试块，再用轮碾法制备5cm厚的AC－13沥青混凝土层，在成型好的混合料试件上喷洒定量的粘结材料，达到养生要求后，用取芯机钻至深50mm处，在35℃对分离的沥青混凝土芯样进行拉拔试验，结果如表2所示：
表2不同粘结材料的拉拔强度表
表2说明实用新型的防水粘结层的拉拔强度优于所有现有的防水粘结层，而这可以有效防止桥梁沥青铺装层的层间滑动，这对于桥梁沥青铺装层的的功能非常非常重要。
3.采用cooper机进行疲劳试验，试验温度15℃：
表3为疲劳实验结果
表3说明本实用新型的防水粘结层具有更由于的抗疲劳性能，使用时间更长，更不容易出现渗水现象。
(2)高模量沥青铺装层的设置
高模量沥青混凝土(HMAC)具有模量高、抗疲劳、抗车辙的优点。用ABAQUS有限元软件对桥面铺装结构进行分析，设沥青铺装层厚度为 10cm，由上面层5cm的沥青玛蹄脂碎石混合料(厚度大于等于工程粒径*2.5；3；4-5)和下面层的高模量沥青混凝土组成，防水粘结层厚度为0.3cm，回弹模量取600MPa，水泥混凝土整平层厚度为10cm，回弹模量取34500MPa。《公路沥青路面设计规范JTG D50-2017》归纳取沥青玛蹄脂碎石混合料动态模量为8000MPa，分别取高模量沥青混凝土的回弹模量为8000MPa、10000MPa、12000MPa、13000MPa，施加标准单轴双轮荷载，取截面平面尺寸为6m×6m。得到高模量沥青混凝土结构层以及防水粘结层内部的最大拉应力见表4。
表4高模量沥青混凝土结构层以及防水粘结层内部的最大拉应力表
可见随着下面层模量的提高，上面层及防水粘结层的最大拉应力均有所降低，因此提高下面层模量将对上面层及防水结合层受力有利。
将回弹模量转换为动态模量，实验得到高模量沥青混合料的动态模量(15℃，10Hz)应大于等于14000兆帕。
对普通沥青混合料和高模量沥青混合料在高温潮湿的环境下做出性能对比：普通连续密集配沥青混合料车辙试验中动稳定度为1000 次/mm，而高模量沥青混合料动稳定度达到8495次/mm，相比之下高模量沥青混合料有着更好的抗车辙性能；普通连续密集配沥青混合料疲劳寿命测得为75965次，而高模量沥青混合料疲劳寿命达到了 137524次，可见其有良好的抗疲劳能力。
(3)铺设第二APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层。
(4)沥青玛蹄脂碎石混合料。
本实用新型表层使用沥青玛蹄脂碎石混合料的原因在于，沥青玛蹄脂碎石混合料具有抗变形能力强,耐久性较好的性能，且具有一定的防水性，但是沥青玛蹄脂碎石混合料成本较高，而为了达到一定的抗拉性能通常需要铺设较厚的层厚，因此本实用新型采用抗拉性能更强但是抗水性能较弱，价格便宜的高模量沥青混凝土作为下面层，从而根据表4的实验数据，可以有效降低沥青玛蹄脂碎石混合料层以及APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层的厚度。
实施例2
为了便于对高温多雨地区混凝土桥梁沥青铺装层结构进行监测，在铺设高温多雨地区混凝土桥梁沥青铺装层结构的混凝土桥梁两端两侧的支架6上吸附有吸盘7；两侧的两个吸盘7通过第一连接线8 相互连接，第一连接线8之间连接有第二连接线9，第二连接线9上缠绕有凹面滑轮10，凹面滑轮10通过电机13连接有矩形架11，矩形架11底部连接有视觉检测装置12，视觉检测装置12为摄像机，摄像机无线连接有远程终端，如电脑或只智能手机等。这样可以快快速架设得到路面的视觉监测系统，并且可以快速对监测系统进行拆卸和更换。
上述仅为本实用新型的一个具体导向实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型的保护范围的行为。
Claims (3)
1.一种高温多雨地区混凝土桥梁沥青铺装层结构，其特征在于，包括水泥整平层（1），水泥整平层（1）上方铺设有第一APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层（2），第一APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层（2）上方铺设有HMAC层（3），HMAC层（3）上方铺设有第二APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层（4），第二APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层（4）上方铺设有沥青玛蹄脂碎石混合料层（5）；HMAC层（3）的动态模量≥14000MPa。
2.如权利要求1所述的高温多雨地区混凝土桥梁沥青铺装层结构，其特征在于，所述第一APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层（2）和第二APAO废胶粉复合改性沥青防水粘结层（4）的用量均为1.5kg/m2。
3.如权利要求1所述的高温多雨地区混凝土桥梁沥青铺装层结构，其特征在于，所述沥青玛蹄脂碎石混合料层（5）的厚度为5cm。
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| CN202022342796.2U CN214143150U (zh) | 2020-10-20 | 2020-10-20 | 一种高温多雨地区混凝土桥梁沥青铺装层结构 |
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| CN (1) | CN214143150U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116052811A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-05-02 | 中铁五局集团华南工程有限责任公司 | 一种用于确定不等厚钢桥面铺装层间防水粘结剂用量的方法 |
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2020
- 2020-10-20 CN CN202022342796.2U patent/CN214143150U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN116052811A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-05-02 | 中铁五局集团华南工程有限责任公司 | 一种用于确定不等厚钢桥面铺装层间防水粘结剂用量的方法 |
| CN116052811B (zh) * | 2022-12-29 | 2023-11-21 | 中铁五局集团华南工程有限责任公司 | 一种用于确定不等厚钢桥面铺装层间防水粘结剂用量的方法 |
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