CN110080104A - 一种混凝土桥梁面层结构及铺筑方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混凝土桥梁面层结构及铺筑方法，涉及桥梁铺筑技术领域，能够降低桥梁面层的厚度、减轻桥梁自重、减少原材料消耗，并能避免铣刨、缩短工期、节约成本；该结构从下向上依次包括下面层、中面层和耐磨耗薄层；所述中面层的厚度为4cm‑8cm；所述耐磨耗薄层为厚度为0.6cm‑2.5cm的沥青混凝土薄层；所述耐磨耗薄层为微表处薄层、NovaChip薄层和多功能薄层中的任意一种。本发明提供的技术方案适用于混凝土桥梁新建以及旧桥铣刨加铺的过程中。

Description

一种混凝土桥梁面层结构及铺筑方法

【技术领域】

本发明涉及桥梁铺筑技术领域，尤其涉及一种混凝土桥梁面层结构及铺筑方法。

【背景技术】

桥梁在公路中占有相当的比例，同样的，高架桥和立交桥在城市道路中的比例也越来越高。而对相应路面结构的研究还很不足，一般采用6cm中粒式沥青混凝土中面层+4cm细粒式沥青混凝土表面层的结构。但这种桥面结构单一，较厚的混凝土铺筑导致桥梁自重大、原材料消耗严重，会造成材料浪费和资金浪费。

现有混凝土桥上(包含钢箱梁桥上铺筑厚的水泥混凝土)常规面层结构有较大优化空间。因为混凝土层有足够的强度和模量，上层沥青混凝土没必要采取常规厚度，尤其是表面层。如果研究并使用一种路用性能更好的薄层，在其结构强度不降低的情况下，能够实现使用材料更少、对环境破坏更小并能降低造价的作用。

根据有限元分析，表面层厚度减薄后面层弯沉、上面层拉应力、面层底部拉应力均变化不大，只需要注意薄层与中面层的粘结即可。

因此，有必要设计一种新的混凝土桥梁面层结构和铺筑方法，在满足相应的功能要求的同时，解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种混凝土桥梁面层结构及铺筑方法，通过减薄面层厚度、减少材料用量，实现减轻桥梁自重、减少原材料消耗、节约成本的作用。

一方面，本发明提供一种混凝土桥梁面层结构，其特征在于，所述面层结构从下向上依次包括下面层、中面层和耐磨耗薄层；所述中面层的厚度为4cm-8cm；所述耐磨耗薄层为厚度是0.6cm-2.5cm的沥青混凝土薄层。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述耐磨耗薄层为微表处薄层、NovaChip薄层和多功能薄层中的任意一种。

另一方面，本发明提供一种如上任一所述混凝土桥梁面层结构的铺筑方法，其特征在于，步骤包括：

S1、判断桥梁铺筑的类型，为新建桥梁还是旧桥铣刨加铺；

S2、若为新建桥梁，直接铺筑下面层和中面层；若为旧桥铣刨加铺，铣刨旧桥的表面层，保留其下面层和满足设计要求厚度的中面层；

S3、在中面层上铺筑耐磨耗薄层；

下面层、中面层和耐磨耗薄层依次连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述耐磨耗薄层为厚度为0.6cm-2.5cm的沥青混凝土薄层。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述沥青混凝土薄层为微表处薄层、NovaChip薄层和多功能薄层中的任意一种。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述微表处薄层的厚度为0.6cm-1.0cm；所述微表处薄层的铺筑过程具体为：将石料、乳化沥青和水加入稀浆封层车，由所述稀浆封层车对加入其内的原料进行拌合并进行薄层的摊铺。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述NovaChip薄层的厚度为1.5cm-2.5cm；所述NovaChip薄层的铺筑过程具体为：S21、喷洒改性乳化沥青粘层；S22、使用同步摊铺机在喷洒粘层的同时同步进行沥青混合料的摊铺；摊铺时所述沥青混合料的温度为120度以上；S23、对所述沥青混合料进行碾压。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述多功能薄层的厚度为1cm-2cm。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，当所述多功能薄层的厚度≥1.5cm时，其材料由粒度为5cm-10cm的硬质石料、粒度为0cm-3cm的石屑、矿粉以及沥青拌合而成，其中，所述硬质石料和所述石屑的质量比大于7:3；

当所述多功能薄层的厚度＜1.5cm时，其材料由粒度为5cm-8cm的硬质石料、粒度为0cm-3cm的石屑、矿粉以及沥青拌合而成，其中，所述硬质石料和所述石屑的质量比大于7:3。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，中面层为4cm-8cm的中粒式沥青混凝土层。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：能够减薄桥梁面层厚度，减轻桥面系的重量；避免铣刨，减少材料用量，减少对环境破坏，降低工程造价，并能缩短工期、节约成本。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明一个实施例提供的混凝土桥梁面层结构示意图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本发明的混凝土桥梁面层结构采用路用性能更好的薄层来代替4cm的表面层，以降低桥梁面层的厚度、减轻桥梁自重、减少原材料消耗。常规表面层多为4cm的SMA沥青混凝土或者AC-13沥青混凝土，直接减薄则路用性能不够，无法满足桥梁的使用要求。

如图1所示，混凝土桥梁面层结构，从下向上依次包括：水泥混凝土层3、中面层2和耐磨耗薄层1，相邻两层之间彼此连接。中面层2为4cm-8cm的中粒式沥青混凝土层，具体为中粒式AC-16和经SBS改性的90号沥青，中面层的优选厚度是6cm；中面层起到调整水泥混凝土层平整度，为路面层提供良好的承载强度的作用。薄层为沥青混凝土薄层，厚度为0.6cm-2.5cm，优选0.8cm-2cm。此结构可以用于新建和旧桥铣刨加铺。

水泥混凝土层3和中面层2按常规的面层施工方法进行施工。

薄层1可以采取多种沥青混合料形式，可以采取乳化沥青冷拌，也可使用热拌沥青混凝土，根据不同薄层种类略有不同。本发明所使用的薄层种类包括微表处薄层、NovaChip薄层和多功能薄层。现分别对三种薄层结构以及施工方式进行说明。

微表处薄层的使用方法具体为乳化沥青加砂石冷拌，直接用稀浆封层车直接喷洒后通车，属于冷拌冷铺沥青面层。铺筑时，将石料、乳化沥青、水加入稀浆封层车，利用稀浆封层车进行拌合，摊铺。厚度一般为0.6cm-1.0cm。

NovaChip超薄磨耗层具体的施工方法为：采用沥青拌合楼进行拌合，温度120度以上条件下进行摊铺，不用提前喷洒粘层，而是使用同步摊铺机进行摊铺，边喷洒粘层边摊铺，再用碾压机对其进行碾压，待温度降低到常温即可通车。粘层为改性乳化沥青粘层。NovaChip薄层的厚度一般为1.5cm-2.5cm。

多功能薄层的施工工艺与NovaChip基本相同，采用热拌热铺开断级配沥青混合料和同步摊铺工艺，厚度一般为1cm-2cm。厚度大于1.5cm时，采用5cm-10cm硬质石料和0-3石屑，比例一般大于7：3，还有矿粉与沥青拌合而成。当薄层厚度小于1.5cm时，采用5cm-8cm硬质石料和0-3石屑，比例一般大于7：3，还有矿粉与沥青拌合而成。可以采取同步摊铺机施工，也可以采用普通摊铺机施工。同时多功能薄层如果配合不粘轮的改性乳化沥青(固含量在65％以上)也可以采用普通的分步摊铺工艺。

三种薄层结构的特征如表1所示。

表1

具体举例：某桥为混凝土箱梁，铣刨后撒布粘层沥青，摊铺中面层AC-16，采用SBS改性90号沥青。厚度为7cm。中面层上为超薄磨耗层，厚度为1.5cm，使用固含量不低于65％的SBS快裂乳化沥青，使用NovaChip同步摊铺机进行摊铺。使用12吨双钢轮进行碾压。

使用本发明的方案，能够减薄面层厚度，进而能够：减轻桥面系重量；减少材料用量，减少对环境破坏；降低工程造价。

以上对本申请实施例所提供的一种混凝土桥梁面层结构及铺筑方法，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者***中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种混凝土桥梁面层结构，其特征在于，所述面层结构从下向上依次包括下面层、中面层和耐磨耗薄层；所述中面层的厚度为4cm-8cm；所述耐磨耗薄层为厚度是0.6cm-2.5cm的沥青混凝土薄层。

2.根据权利要求1所述的混凝土桥梁面层结构，其特征在于，所述耐磨耗薄层为微表处薄层、NovaChip薄层和多功能薄层中的任意一种。

3.一种如权利要求1或2所述混凝土桥梁面层结构的铺筑方法，其特征在于，步骤包括：

S1、判断桥梁铺筑的类型，为新建桥梁还是旧桥铣刨加铺；

S2、若为新建桥梁，直接铺筑下面层和中面层；若为旧桥铣刨加铺，铣刨旧桥的表面层，保留其下面层和满足设计要求厚度的中面层；

S3、在中面层上铺筑耐磨耗薄层；

下面层、中面层和耐磨耗薄层依次连接。

4.根据权利要求3所述的混凝土桥梁面层结构的铺筑方法，其特征在于，所述耐磨耗薄层为厚度为0.6cm-2.5cm的沥青混凝土薄层。

5.根据权利要求4所述的混凝土桥梁面层结构的铺筑方法，其特征在于，所述沥青混凝土薄层为微表处薄层、NovaChip薄层和多功能薄层中的任意一种。

6.根据权利要求5所述的混凝土桥梁面层结构的铺筑方法，其特征在于，所述微表处薄层的厚度为0.6cm-1.0cm；所述微表处薄层的铺筑过程具体为：将石料、乳化沥青和水加入稀浆封层车，由所述稀浆封层车对加入其内的原料进行拌合并进行薄层的摊铺。

7.根据权利要求5所述的混凝土桥梁面层结构的铺筑方法，其特征在于，所述NovaChip薄层的厚度为1.5cm-2.5cm；所述NovaChip薄层的铺筑过程具体为：S21、喷洒改性乳化沥青粘层；S22、使用同步摊铺机在喷洒粘层的同时同步进行沥青混合料的摊铺；摊铺时所述沥青混合料的温度为120度以上；S23、对所述沥青混合料进行碾压。

8.根据权利要求5所述的混凝土桥梁面层结构的铺筑方法，其特征在于，所述多功能薄层的厚度为1cm-2cm。

9.根据权利要求8所述的混凝土桥梁面层结构的铺筑方法，其特征在于，当所述多功能薄层的厚度≥1.5cm时，其材料由粒度为5cm-10cm的硬质石料、粒度为0cm-3cm的石屑、矿粉以及沥青拌合而成，其中，所述硬质石料和所述石屑的质量比大于7:3；

当所述多功能薄层的厚度＜1.5cm时，其材料由粒度为5cm-8cm的硬质石料、粒度为0cm-3cm的石屑、矿粉以及沥青拌合而成，其中，所述硬质石料和所述石屑的质量比大于7:3。

10.根据权利要求3所述的混凝土桥梁面层结构的铺筑方法，其特征在于，中面层为4cm-8cm的中粒式沥青混凝土层。