專利名稱：一種大跨徑鋼橋的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種道路路面的鋪裝結(jié)構(gòu)，特別涉及的是橋梁的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，大跨徑鋼橋的橋面鋪裝構(gòu)造是由鋼橋上鋪設(shè)防水粘接層和瀝青混凝土鋪裝層而形成，鋪裝層一般采用在鋼橋面鋪裝SMA(瀝青馬蹄脂)、環(huán)氧瀝青和澆注式三種方式，主要缺點是使用壽命不長和不宜重載荷等，其主要病害特征為縱橫向推移與開裂。為增大鋪裝層本身的抗裂性，除了研制性能良好的瀝青混凝土材料組成以外，還常在瀝青混凝土中摻入聚合物纖維。由于大跨徑鋼橋面結(jié)構(gòu)在荷載下變形撓度大，現(xiàn)有橋面鋪裝結(jié)構(gòu)及其所用各種材料的應(yīng)用結(jié)果是，大跨徑鋼橋橋面鋪裝的正常使用壽命僅有普通道路鋪裝的1/2～1/3。橋面鋪裝使用壽命過短的問題已嚴重影響到大型橋梁的通行能力，制約了交通主干線的通行能力。
當車輛在橋面上正常行駛時，正交異性的鋼橋面板與橋面鋪裝同時受豎向荷載而發(fā)生撓曲變形。與普通道路上的路面結(jié)構(gòu)相比，它們之間有三個重要區(qū)別1)其豎向變形撓度遠大于普通路面結(jié)構(gòu)；2)車輛通過時，將對橋面鋪裝產(chǎn)生正彎矩和負彎矩以及震動作用。當車輛在橋面上行駛途中制動剎車時，則除了豎向撓曲變形外還附加了水平力而引起鋼橋面板與橋面鋪裝層之間的縱向水平剪切作用；3)鋼與瀝青混凝土的材料彈性模量相差數(shù)百倍之多，應(yīng)力變形量也相差很大。橋面鋪裝發(fā)生破壞的主要現(xiàn)象為縱橫向推擠涌包或開裂，這導(dǎo)致大量的橋面鋪裝發(fā)生過早損壞，給橋面鋪裝的維護與交通運輸造成很大壓力。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有橋面鋪裝使用壽命的不足的問題，本發(fā)明提供一種鋪裝結(jié)構(gòu)，該鋪裝結(jié)構(gòu)不僅能沿用普通道路鋪裝設(shè)備進行施工，而且能提高橋面鋪裝層的質(zhì)量，延長其使用壽命。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種大跨徑鋼橋的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，依次包括鋼橋面板、防水粘接層、過渡層、防水粘接層和瀝青鋪裝層，過渡層采用聚合物水泥混凝土，瀝青鋪裝層采用聚合物改性瀝青混凝土，過渡層被澆筑在帶焊釘?shù)匿摌蛎姘迳希c瀝青鋪裝層相鄰的過渡層表面具有縱橫向抗滑槽。
過渡層的厚度為2～8厘米，優(yōu)選為4～6厘米，瀝青鋪裝層的厚度為2～6厘米，優(yōu)選為3～4厘米，過渡層與瀝青鋪裝層的總質(zhì)量不大于設(shè)計總質(zhì)量。
焊釘按縱橫向布置，間距為10～50厘米，優(yōu)選為24～30cm，焊釘?shù)囊?guī)格為直徑0.5～2厘米，高度與過渡層厚度相同。
過渡層的抗滑槽為沿橋面的縱向和橫向平面布置，縱橫向布置間距為10～50厘米，抗滑槽的平面布置位置不與焊釘重合。過渡層的抗滑槽截面形狀為弧形，其截面的水平寬度尺寸為鋪裝層中瀝青混凝土集料最大粒徑的2～5倍，弧形深度為集料最大粒徑的1/2～1/3。
沿橋面行車方向，過渡層按5～50米的間距被橫向分隔。過渡層的橫向分隔采用厚度0.2～2厘米的混凝土模板，在過渡層的養(yǎng)護結(jié)束后抽出模板而形成分隔縫，過渡層的分隔縫采用灌縫料予以填縫。在灌縫后的分隔縫上復(fù)蓋土工布，至分隔縫側(cè)面50～100厘米，土工布與過渡層之間膠粘，土工布的抗拉強度不小于20MPa，膠粘劑的粘接強度不小于0.5MPa。
過渡層的材料組成為(按重量份數(shù)計)水泥≥42.5強度等級的硅酸鹽水泥，配入量15～25份；細磨礦渣粉細度比表面積300～400m2/kg，配入量25～40份；輕集料表干容重≤1500kg/m3，配入量100～140份；聚合物乳液固形物平均粒徑≤0.5μm的水分散性聚合物，固形物含量不低于40％，配入量3～15份；拌合用水品質(zhì)符合國標，配入量按水膠比0.25～0.45，混凝土拌和物坍落度15～20cm。
由于本發(fā)明的優(yōu)點通過設(shè)置過渡層結(jié)構(gòu)，可以降低層間的彈性模量差值，減小既有鋼橋面板與瀝青鋪裝層界面間的縱橫向水平變形差和剪切應(yīng)力，提高層間界面的粘接強度，降低瀝青混凝土鋪裝層的開裂危險。鋼橋面板上的焊釘及過渡層上的抗滑槽構(gòu)造，使鋼橋面板與鋪裝層形成整體受力的橋面結(jié)構(gòu)，增大了鋪裝層縱橫向水平推移的磨檫阻力，分散車輛輪載作用的集中應(yīng)力，并減小最大應(yīng)變區(qū)的縱橫向水平變形量，提高鋪裝結(jié)構(gòu)的抗剪切能力，保證瀝青鋪裝層不發(fā)生水平推移。

圖1是橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的剖面2是過渡層立體3是焊釘在鋼橋面板上的布置立體4是圖2過渡層立體圖A-A方向的剖面放大5是在分隔縫灌縫后，用土工布復(fù)蓋的布置6是圖5土工布復(fù)蓋分隔縫布置圖的B-B方向的剖面放大中1是瀝青混凝土鋪裝層，2是水泥混凝土過渡層，3是鋼橋面板，4是焊釘，5是防水粘接涂層，6是縱橫向抗滑槽，7是過渡層的分隔縫，8是防水粘接涂料+土工布復(fù)蓋，9是緊貼槽底粘貼的土工布。
具體實施方式在柔性大的鋼橋面系中，車輛行駛時產(chǎn)生的正負彎矩及震動、風(fēng)載與溫度變化對鋪裝層間的反復(fù)水平推移作用，均對過渡層的抗彎疲勞壽命提出更高要求。一旦過渡層發(fā)生破裂，將很快反射到復(fù)蓋其上的瀝青混凝土鋪裝層上。為克服普通水泥混凝土薄板的易裂缺陷，本發(fā)明的鋪裝結(jié)構(gòu)中的過渡層采用聚合物水泥混凝土。如以聚合物水泥混凝土的容重為1800kg/m3計算，忽略防水粘接層的厚度和重量，當鋪裝層厚為9厘米時，其單位面積重量相當于8厘米厚度的既有瀝青混凝土鋪裝層，可保持橋梁的總荷載設(shè)計不變。
本發(fā)明采用的聚合物水泥混凝土力學(xué)性能為對厚度為6厘米的1m2板件測試，抗彎強度＞10Mpa，彎曲變形極限＞1/100，抗彎疲勞壽命(測試應(yīng)力水平按鋼橋面板設(shè)計最大彎曲變形撓度1/300)＞107次。在相似荷載條件下，普通水泥混凝土的抗彎疲勞壽命約為2×106次，遠低于本發(fā)明的聚合物水泥混凝土。
實施例1、對鋼橋面板3用噴砂法進行除油除銹和熱噴鋅等表面處理，按30×30cm的方格進行焊釘4定位位置畫線。
2、沿縱橫方向按30×30cm的間距，用焊槍把規(guī)格為Φ1×5cm的焊釘4焊接在鋼橋面板3上。
3、噴涂防水粘接層5對整個鋼橋面板表面采用丙烯酸型涂料噴涂罩面三遍。
4、聚合物水泥混凝土采用如下典型的配入量
配合原料的品質(zhì)要求水泥42.5強度等級的硅酸鹽水泥，細度比表面積≤300m2/kg；細磨礦渣粉細度比表面積≥350m2/kg，其它符合現(xiàn)行中國國家標準；輕集料輕質(zhì)陶粒，粒徑0.6～2.36mm≮95％，表干容重≤1500kg/m3；聚合物丙烯酸乳液，固形物平均粒徑≤0.3μm；拌合水飲用水國家標準。
5、模板與塊段分隔在鋼橋面板3上，按縱向間隔8～24米支立高5cm厚1cm的木模板，對過渡層2進行塊段分隔。
6、過渡層2的澆筑采用混凝土泵將聚合物水泥混凝土輸送至鋼橋面的各塊段澆筑區(qū)內(nèi)，沿橋面斜度方向，按先低后高的順序進行人工攤鋪、震搗和平整，過渡層2的澆筑厚度為5cm。
7、抗滑槽6構(gòu)造與養(yǎng)護在混凝土終凝前半小時開始，用刻槽拖板進行刻槽，在混凝土終凝結(jié)束前完成。在混凝土加水攪拌后24小時(夏秋季太陽直射或大風(fēng)天氣時，適當提前)開始養(yǎng)護，用飽水后的混凝土養(yǎng)護膜復(fù)蓋，潮濕養(yǎng)護6天后脫膜。
8、分隔縫7處理在混凝土潮濕養(yǎng)護6天后，檢查并清除抗滑槽6內(nèi)的掉渣，撤除過渡層2周邊的分隔縫7模板，對分隔縫7施作灌縫填料后、用丙烯酸型涂料+土工布8粘貼復(fù)蓋，土工布粘貼復(fù)蓋寬度為分隔縫7兩側(cè)的第二排抗滑槽6外，土工布復(fù)蓋到抗滑槽6部位時應(yīng)緊貼槽底粘貼9。
9、噴涂防水粘接層5在掃除過渡層表面浮渣后，對整個過渡層表面采用丙烯酸型涂料噴涂罩面三遍。
10、瀝青混凝土鋪裝在防水粘接涂層干燥后，進行瀝青混凝土鋪裝施工，鋪裝層厚3cm。
權(quán)利要求
1.一種大跨徑鋼橋的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，依次包括鋼橋面板、防水粘接層、過渡層、防水粘接層和瀝青鋪裝層，過渡層采用聚合物水泥混凝土，瀝青鋪裝層采用聚合物改性瀝青混凝土，其特征是過渡層被澆筑在帶焊釘?shù)匿摌蛎姘迳?，與瀝青鋪裝層相鄰的過渡層表面具有縱橫向抗滑槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大跨徑鋼橋的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，其特征是過渡層的厚度為2～8厘米，優(yōu)選為4～5厘米，瀝青鋪裝層的厚度為2～6厘米，優(yōu)選為3～4厘米，過渡層與瀝青鋪裝層的總質(zhì)量不大于設(shè)計總質(zhì)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大跨徑鋼橋的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，其特征是在鋼橋面板上焊接的焊釘按縱橫向布置，間距為10～50厘米，優(yōu)選為24～30cm，焊釘?shù)囊?guī)格為直徑0.5～2厘米，高度與過渡層厚度相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3任意一項所述的一種大跨徑鋼橋的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，其特征是過渡層的抗滑槽為沿橋面的縱向和橫向平面布置，縱橫向布置間距為10～50厘米，抗滑槽的平面布置位置不與焊釘重合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種大跨徑鋼橋的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，其特征是過渡層的抗滑槽截面形狀為弧形，其截面的水平寬度尺寸為鋪裝層中瀝青混凝土集料最大粒徑的2～5倍，弧形深度為集料最大粒徑的1/2～1/3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3任意一項所述的一種大跨徑鋼橋的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，其特征是沿橋面行車方向，過渡層按5～50米的間距被橫向分隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種大跨徑鋼橋的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，其特征是過渡層的橫向分隔采用厚度0.2～2厘米的混凝土模板，在過渡層的養(yǎng)護結(jié)束后抽出模板而形成分隔縫，過渡層的分隔縫采用灌縫料予以填縫。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種大跨徑鋼橋的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，其特征是在灌縫后的分隔縫上復(fù)蓋土工布，至分隔縫側(cè)面50～100厘米，土工布與過渡層之間膠粘，土工布的抗拉強度不小于20MPa，膠粘劑的粘接強度不小于0.5MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3任意一項所述的一種大跨徑鋼橋的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，其特征是過渡層的材料組成為(按重量份數(shù)計)，水泥≥42.5強度等級的硅酸鹽水泥，配入量15～25份；細磨礦渣粉細度比表面積300～400m2/kg，配入量25～40份；輕集料表干容重≤1500kg/m3，配入量100～140份；聚合物乳液固形物平均粒徑≤0.5μm的水分散性聚合物，固形物含量不低于40％，配入量3～15份；拌合用水品質(zhì)符合國標，配入量按水膠比0.25～0.45，混凝土拌和物坍落度15～20cm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大跨徑鋼橋的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，依次包括鋼橋面板、防水粘接層、過渡層、防水粘接層和瀝青鋪裝層，過渡層采用聚合物水泥混凝土，瀝青鋪裝層采用聚合物改性瀝青混凝土，過渡層被澆筑在帶焊釘?shù)匿摌蛎姘迳?，與瀝青鋪裝層相鄰的過渡層表面具有縱橫向抗滑槽。通過設(shè)置過渡層結(jié)構(gòu)，可以降低層間的彈性模量差值，減小既有鋼橋面板與瀝青鋪裝層界面間的縱橫向水平變形差和剪切應(yīng)力，提高層間界面的粘接強度，降低瀝青混凝土鋪裝層的開裂危險。鋼橋面板上的焊釘及過渡層上的抗滑槽構(gòu)造，使鋼橋面板與鋪裝層形成整體受力的橋面結(jié)構(gòu)，增大了鋪裝層縱橫向水平推移的磨檫阻力，分散車輛輪載作用的集中應(yīng)力，并減小最大應(yīng)變區(qū)的縱橫向水平變形量，提高鋪裝結(jié)構(gòu)的抗剪切能力，保證瀝青鋪裝層不發(fā)生水平推移。
文檔編號E01D19/12GK1920176SQ200510096910
公開日2007年2月28日 申請日期2005年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月23日
發(fā)明者何唯平, 張起森, 湯惠工, 王卉, 王輝, 蔡長峰, 李雪蓮 申請人:深圳海川工程科技有限公司, 長沙理工大學(xué)