CN114277680A - 一种复合型树脂混凝土钢桥面铺装结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复合型树脂混凝土钢桥面铺装结构及其施工方法；钢桥面铺装结构包括钢桥面板、树脂类防水粘结层、树脂混凝土层；其中，树脂混凝土层中铺设有加强层。加强层为钢筋网片，和/或，纤维材料，和/或，碎石粒。本发明提供的技术方案通过在树脂混凝土中增设加强层，提升其整体的强度；同时，使用树脂类防水粘结层连接钢桥面板和树脂混凝土层，可使得二者的粘结强度更高，并使得其抗剪性能得到显著提升。

Description

一种复合型树脂混凝土钢桥面铺装结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及钢桥面板铺装领域，尤其是涉及一种复合型树脂混凝土钢桥面铺装结构及其施工方法。

背景技术

随着正交异性钢桥面板技术的发展并在现代桥梁中的应用不断扩大，钢桥面铺装技术成为了桥梁设计中不可或缺的一部分。钢桥面铺装成为了影响桥梁耐用性、行车舒适性的重要因素。

目前，国内外主流的钢桥面铺装材料以热拌沥青混凝土或改性密级配沥青混凝土、高温拌和浇注式沥青混凝土、改性沥青SMA和环氧沥青混凝土为主。热拌沥青混凝土或改性密级配沥青混凝土价格虽然低廉，但是其在钢桥面上的路用性能却严重不足。浇注式沥青混凝土具有优良的防水、抗老化性能，无需防水层，抗裂性能强，对钢板的追从性、与钢板间的黏结性能均好于一般沥青混凝土，但是高温稳定性差，易形成车辙。改性沥青SMA具备较好的柔韧性、一定的抗松散能力、抗裂能力、有一定抗塑流和抗永久变形的能力，不易产生车辙，具有粗糙的表面构造，但是它的主要缺点在于铺装层与钢桥面板的粘结强度不足。环氧沥青混凝土具有较高强度，高温时抗塑流和永久变形能力相对较强，低温抗裂性能较好，以及一定的抗疲劳性能和抵抗化学物质侵蚀的能力；但是它的主要缺点在于环氧沥青混凝土的配制工艺比较复杂，施工中对时间和温度要求十分严格，施工难度大，材料费用比较高。

通过对国内外钢桥面铺装的病害类型及成因分析，发现当前钢桥面复合型铺装结构在铺装表层易出现开裂等病害。产生开裂类型的病害主要是因为钢桥面板在荷载作用下各种变形引起，特别是在负弯矩部位。这一方面说明桥面结构刚度不足，产生过大的挠变等，另一方面也说明了铺装层结构的随变性能不足；产生脱层病害主要是因为铺装结构与钢板间的抗剪强度不足，铺装结构与钢板形成的组合结构整体的中和轴面为水平剪力最大位置，中和轴面靠近铺装结构与钢桥面板的连接界面，这对界面的抗剪切能力是巨大挑战，所以在剪切强度无法满足要求的情况下会选择通过设置剪力钉的方式提高抗剪强度，但是焊接剪力钉增加了施工工序，延长了施工周期，对施工条件的要求较高。因此，迫切需要一种能够适应我国交通重载超载情况并对施工条件、施工环境要求较低的钢桥面铺装技术。

发明内容

本发明的目的是为了解决钢桥面由于自身刚度不够或在重载超载的作用下变形过大，钢结构容易出现疲劳开裂等问题，以及在剪切应力、温度变化影响下发生脱层的问题。对于开裂问题，通常的解决方法是提高钢板表面铺装材料的弹性模量或增加铺装层厚度，从而降低钢桥面板的挠度，但是铺装表面的应力会增加，导致铺装表面出现裂缝等病害。对于脱层问题，通常的解决办法是焊接剪力钉，但增加的工序严重影响了工期，提高了对施工条件的要求。

为解决上述问题，一方面，本发明提供一种复合型树脂混凝土钢桥面铺装结构，钢桥面铺装结构从下到上依次包括：钢桥面板、树脂类防水粘结层、树脂混凝土层；其中，树脂混凝土层中铺设有加强层，加强层包括钢筋网片和/或纤维材料和/或碎石粒。

树脂类防水粘结层可以有效连接钢桥面板和树脂混凝土层，其无需焊接剪力钉，并且可以防止上层的铺装结构和钢桥面板产生相对移动。树脂混凝土层是由树脂改性得到的，具备高粘结强度，零孔隙率，因此具有防水的功能；树脂类防水粘结层和树脂混凝土层配合形成有效的防水屏障，避免钢桥面板遇水腐蚀，提高了铺装结构的使用寿命。另一方面，通过在树脂混凝土中增加增强层，提升其整体的强度；进一步使抗剪性能得到显著提升。

此外，加强层为钢筋网片和/或纤维材料和/或碎石粒。钢筋网片和/或纤维材料和/或碎石粒能够进一步有效提高钢桥面铺装结构的强度，提升钢桥面铺装结构的整体刚度，并降低钢桥面板应力幅以及铺装表层的应力应变。

最后，加强层的设置可以将树脂混凝土从单一的颗粒增强型复合材料提升到定向增强复合材料。加强层的布置根据的树脂混凝土厚度及结合料含量进行调整，可以设置多层加强层，根据其抗弯拉强度、抗压强度等指标选择最适于的树脂混凝土的配置情况。加强层的加入使得铺装结构的整体抗拉性能显著提高。

进一步地，树脂类防水粘结层包括以下至少之一或其组合：聚氨酯改性的防水粘结层、环氧树脂改性的防水粘结层、甲基丙烯酸甲酯改性的防水粘结层。

进一步地，树脂类防水粘结层包括以下至少之一或其组合：聚氨酯、环氧树脂、呋喃树脂、环氧树脂、聚酯、乙烯基树脂、丙烯酸。

进一步地，树脂混凝土层包括以下至少之一或其组合：硅烷偶联剂改性的树脂混凝土层、钛酸酯偶联剂改性的树脂混凝土层、铝酸酯偶联剂改性的树脂混凝土层。

进一步地，树脂混凝土层包括以下至少之一或其组合：聚氨酯、环氧树脂、呋喃树脂、环氧树脂、聚酯、乙烯基树脂、丙烯酸。

进一步地，树脂类防水粘结层经过聚氨酯改性，可有效防止钢桥面板生锈，并且使铺装层与钢桥面板紧密粘结，不需要焊接剪力钉。

需要说明的是，树脂混凝土层优选聚氨酯改性的树脂混凝土，使得该层结构的粘结强度增加，并且降低其孔隙率，进而提高其防水性能；在一个具体实例中，使用硅烷偶联剂可以增强树脂混凝土内部的化学链接，使得有机和无机有效结合，在抗应变、低温稳定性以及防水方面的性能均有显著提高。

进一步地，树脂混凝土层的制备步骤具体包括：

A：将聚醚多元醇在真空条件和130℃至140℃的温度条件下脱水1h至1.5h；

B：对通过步骤A获得的聚醚多元醇在60℃至65℃的温度条件下进行搅拌并逐渐添加金属催化剂，金属催化剂的加入量为聚醚多元醇的0.1%至0.2%；

C：向通过步骤B获得的聚醚多元醇中加入异佛尔酮二异氰酸酯和氧化锶，在74℃至76℃的温度条件下反应1h至1.5h，直至异氰酸酯含量为8%至9%；

D：将通过步骤C获得的产物降温至室温，得到预聚体；

E：将通过步骤D获得的预聚体与交联剂和抗紫外剂混合，获得改性树脂结合料；

F：对改性树脂结合料添加固化剂并进行搅拌，获得树脂混凝土层。

其中，在上述步骤中，各原料的质量份数比如下。

多元醇：异佛尔酮二异氰酸酯：金属催化剂：氧化锶：交联剂：抗紫外剂=50：50：5：2：3：4。

上述交联剂包括甲基二乙醇胺。上述金属催化剂包括异丁酸锌。上述抗紫外剂包括二氧化钛。

其中，固化剂的添加量为改性树脂结合料的添加量的1.5%至2.0%。

上述抗紫外剂通过以下方式制备：

a．按单体：引发剂：醋酸丁酯溶剂=40：5：55的质量比称取原料，将醋酸丁酯溶剂加热至95°C，并滴加单体和引发剂，滴加完毕后保温1小时并蒸馏，加三倍水后，滴加碳酸氢铵溶液并搅拌至溶解，获得基质；

b．按二氧化钛：基质：水= 10：20：70的质量比混料，获得浆料；

c．向浆料中滴加阳离子交换树脂并搅拌，调节PH值至4-5后过滤、洗涤、烘干，获得抗紫外剂。

本发明实施例采用异佛尔酮二异氰酸酯代替芳香族异氰酸酯，使改性树脂结合料有优异的抗光照、抗老化性能。二氧化钛可有效抵抗紫外线，进一步提高改性树脂结合料的抗紫外和耐老化性能。为了改善抗紫外剂（即二氧化钛）的表面能，提高其在有机物系中的分散稳定性，本实施例在二氧化钛抗紫外剂表面包覆有机处理剂。具体的，可以首先采用单体、引发剂和醋酸丁酯溶剂制备混合物，并在碱性环境下将混合物完全溶解于水获得基质，随后，制备含有基质的二氧化钛浆料，最后，采用阳离子交换树脂置换浆料的纳离子，随着浆料中的纳离子被置换，浆料PH降低，表面能低的有机混合物逐渐在二氧化钛表面析出，形成有机包覆膜层。由此避免二氧化钛抗紫外剂团聚，进一步提高改性树脂结合料的抗紫外和耐老化性能。

进一步地，纤维材料为以下至少之一或其组合：玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、石棉纤维、钢纤维。

进一步地，强度结构通过以下步骤制备：按玻璃纤维：石棉纤维：羧酸：硅烷偶联剂：聚丙烯酸树脂：邻苯二甲酸二异癸脂=（32-38）：（20-30）：（4-6）：（4-6）：（5-10）：（5-10）的质量比，将玻璃纤维、石棉纤维、羧酸、硅烷偶联剂、聚丙烯酸树脂、邻苯二甲酸二异癸脂送入混炼机中，在170℃至180℃的温度条件下混炼1小时，出料后获得经过改性的强度结构。

通过上述实施方式，羧酸能够使玻璃纤维和石棉纤维的表面活化，在硅烷偶联剂的作用下，玻璃纤维和石棉纤维与树脂的界面结合力得到增强。尤其，玻璃纤维的分子链与聚丙烯酸树脂、邻苯二甲酸二异癸脂缠绕在一起，形成交联缠绕结构，进一步增强纤维与树脂之间的结合力，提高产品的均一稳定程度和分散性能。

进一步地，钢筋网片包括纵向和横向分别以一定的间距排列且互成角度的钢筋。

进一步地，钢筋网片是由钢筋在纵、横方向垂直等距离分布得到的。

进一步地，钢筋的直径为1毫米至15毫米。

进一步地，钢筋的分布间距为20毫米至300毫米。

进一步地，所述碎石粒的粒径为1毫米至10毫米。

进一步地，树脂混凝土层采用增强纤维增强，增强纤维的长度为3毫米至18毫米，增强纤维的添加质量为树脂混凝土层质量的0.5%至3.5%。

进一步地，增强纤维包括玄武岩纤维、玻璃纤维和钢纤维。

需要说明的是，通过增强纤维与树脂混凝土的紧密结合，可以进一步提升铺装结构的抗拉强度；另一方面，调整增强纤维掺量可以使铺装结构达到应变强化的效果。

作为优选，本发明提供的树脂混凝土包括粘结剂、粗集料和细集料；钢纤维在添加时，先和粗集料以及细集料进行拌和；拌和均匀后再加入粘结剂进行第二次拌和，确保钢纤维不产生团聚现象。

进一步地，钢桥面铺装结构还包括纤维材料层，设置在树脂混凝土层的上方，厚度为0.1毫米至4毫米。

通过设置纤维材料层增加铺装结构的抗裂性能及防水性能，进一步提升了铺装结构整体的防水效果，显著提高了对钢桥面板的保护能力。纤维材料层由纤维网或纤维布铺设得到，优选玻璃纤维布。

进一步地，纤维材料的铺设采用如下方法：在摊铺好的树脂混凝土层固化前，将纤维材料铺设在其表面，使之被完全浸润；当无法完全浸润时，采用人工补涂的方法将粘结剂覆盖在纤维材料的表面。

进一步地，钢桥面铺装结构还包括碎石磨耗层，由表面间断级配的树脂碎石铺装而成，设置在树脂混凝土层的上方。

需要说明的是，碎石磨耗层使得铺装结构的上层具备高韧性的优势，可以适应钢桥面的变形。

另一方面，本发明还提供一种复合型树脂混凝土钢桥面铺装结构的施工方法，包括以下步骤：

S10：对所述钢桥面板进行抛丸除锈处理，以使所述钢桥面板的表面粗糙度达到50微米至100微米；

S20：在所述钢桥面板的表面涂布树脂类防水粘结剂，以形成所述树脂类防水粘结层，所述树脂类防水粘结剂的用量为0.1千克/平方米至1.0千克/平方米；

S30：在所述树脂类防水粘结层之上摊铺树脂混凝土，形成所述树脂混凝土层。

进一步地，S10与S20之间还有S40：在钢桥面板之上布设加强层。

进一步地，S30具体包括：在树脂类防水粘结层之上摊铺树脂混凝土，在树脂混凝土之上铺设加强层，形成树脂混凝土层。

进一步地，S30具体包括：在树脂类防水粘结层之上摊铺树脂混凝土，在树脂混凝土之上铺设加强层，上述步骤至少交替实施一次，形成树脂混凝土层。

进一步地，在S30中，树脂混凝土包括集料和粘结剂。

作为优选，在步骤S10中，采用采用全自动无尘抛丸设备对钢桥面板进行抛丸除锈处理，钢板表面抛丸施工前应保持钢板清洁、干燥、无污染、无焊瘤、无溅物、无针孔、无飞边、无毛刺等。对于抛丸设备未能处理的部分钢桥面板采用人工打磨的方式处理。抛丸除锈后钢桥面板粗糙度应达到50微米至100微米，清洁度应达到Sa2.5级。

作为优选，在步骤S20中，布设加强层和涂布树脂类防水粘结剂这两个步骤并无先后之分。加强层为钢筋网片，和/或，纤维材料，和/或，碎石粒。钢筋网片中，横向和纵向的钢筋交界点可以捆扎固定，但不局限于上述方式。作为更优选，横向钢筋应当放置在纵向钢筋之上。另一方面，加强层可以多层铺设，以适应不同的钢桥面需求。在涂布树脂类防水粘结剂时，可以使用专用的喷涂机也可以采用人工喷涂的方式，将树脂类防水粘结剂均匀喷涂在钢桥面板上；上述步骤应当在钢桥面板抛丸除锈之后的2至4小时内完成。为防止树脂类防水粘结剂在运输、储存过程中出现的分层、沉淀现象对施工质量造成影响；涂布前应充分搅拌均匀。粘结材料搅拌宜采用电动搅拌机，搅拌速率宜为80至120r/min，搅拌时间宜为30至40秒。

作为优选，在步骤S30中，树脂混凝土在制备的过程中，采用专业的搅拌机对原料进行拌和，拌和过程中随时对出料进行抽样检查，直到出料均匀稳定、不离析。在摊铺树脂混凝土时，采用具有找平、布料、振动、抹平功能的树脂混凝土专用摊铺机进行摊铺作业，机械匀速前进，连续不间断作业。在摊铺过程中根据树脂混凝土表面的粘结剂析出情况对振平板的振动频率进行调整，使得摊铺后粘结剂析出树脂混凝土的表面。

进一步的，粘结剂中添加有聚氨酯。

进一步地，S30之后还有S50：在所述树脂混凝土层之上铺设碎石磨耗层。

进一步地，碎石磨耗层通过将碎石和粘结剂进行预拌后摊铺铺设而成。

作为优选，采用上述方法时，使用树脂混凝土专用搅拌机将碎石与粘结剂进行拌和，拌和时间不宜小于5秒，拌和过程中随时对出料进行抽样检查，出料应均匀稳定、不离析。采用具有找平、布料、振动、抹平功能的树脂混凝土专用摊铺机进行摊铺作业，机械匀速前进，连续不间断作业。

进一步地，碎石磨耗层通过所述树脂混凝土层上方涂布粘结剂，然后将碎石撒布在上方，铺设而成。

作为优选，采用上述方法时，在树脂混凝土层的表面喷涂粘结剂，之后使用树脂混凝土专用碎石撒布机在表面撒布碎石。

进一步地，碎石有50%至70%的体积嵌入粘结剂。

采用该技术方案后所达到的技术效果：碎石具备高韧性且坚硬耐磨，施工时使其部分嵌入粘结剂；其中碎石有效增加了铺装结构表面摩擦系数，并且与粘结剂紧密结合、不易脱落；从而，碎石磨耗层能够消除路面噪音、提高路面抗滑性能、易于排出路表积水并显著提高行车舒适性。

综上，本发明提供的技术方案通过在钢桥面铺装结构的树脂混凝土层添加加强层和钢纤维，提高了底层结构的强度，提升了钢桥面***的整体刚度，降低了钢桥面板应力幅以及铺装表层的应力应变。铺装结构的上层添加有聚氨酯，显著提升了上层结构的柔性，适当降低混合料的弹性模量，使得上层结构具有一定的适应桥面变形的能力。刚柔结合，使得铺装结构的上层具备一定的变形能力，且下层结构具备一定的强度；提升了钢桥面铺装结构的综合性能。

另一方面，树脂类防水粘结层经过聚氨酯改性，与钢桥面板的粘结强度极高，显著提升抗剪性能，并且不需要焊接剪力钉。钢桥面的多层结构以及层级结构之间的结合采用了性能优异的粘结剂，且具备防水功能，有效克服了当前铺装材料存在的无法参与受力、施工周期长、养护条件苛刻以及路用性能差等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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他的附图。

图1为本发明提供的钢桥面铺装结构示意图。

图2为钢筋网片的布设示意图。

图3为本发明提供的钢桥面铺装结构施工方法的流程图。

图4为本发明提供的碎石加强层钢桥面铺装结构示意图。

主要元件符号说明：

1-钢桥面板；2-加强层；3-树脂类粘结层；4-树脂混凝土层；5-纤维材料层；6-碎石磨耗层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

【第一实施例】

参见图1，本实施例提供的一种钢桥面铺装结构由下自上依次包括：钢桥面板1、树脂类防水粘结层3、树脂混凝土层4、纤维材料层5以及碎石磨耗层6；其中，树脂混凝土层4中铺设有加强层2。

加强层2为钢筋网片，和/或，纤维材料；铺设在树脂混凝土层的中间，可以是单层也可以是多层设置，在一个具体实施例中，纤维材料可以是纤维布，也可以是纤维网，优选玻璃纤维布；钢筋网片和纤维材料可以组合使用。

参见图2，钢筋网片是由纵向和横向的钢筋垂直等距离分布得到的，交界点处通常采用捆扎固定；根据不同的路面需求，树脂混凝土层4的厚度，以及其他的不同的实际情况，钢筋网片的分布方式也会有所不同。钢筋的直径优选1毫米至15毫米，钢筋之间的分布间距优选20毫米至300毫米。

在一个具体实施例中，钢桥面板1为抛丸除锈的钢桥面板，其清洁度需达到Sa2.5级，粗糙度在50微米至100微米之间。清洁度和粗糙度影响着钢桥面板1和其他层状结构之间的粘结紧密程度，更进一步，影响到钢桥面铺装结构的整体使用寿命；设定上述指标平衡了抛丸除锈工艺难度以及与粘结程度之间的关系，在保证紧密粘结的基础上，降低了对于清洁度和粗糙度的要求。

在一个具体实施例中，树脂防水粘结层3为聚氨酯改性的防水粘结层，铺设在钢桥面板1和树脂混凝土层4之间；经聚氨酯改性后可以达到如下效果：一方面，其防水性能可以有效保护钢桥面板1的表面不被氧化侵蚀，从而延长其使用寿命；另一方面，聚氨酯改性的防水粘结层具备强大的粘结性能，可以使钢桥面板1和上方的铺装层紧密结合，无需焊接剪力钉，简化了施工工艺。

在一个具体实施例中，树脂混凝土层4为硅烷偶联剂改性的树脂混凝土层；进一步地，采用钢纤维增强其硬度。钢纤维的掺量高低对于树脂混凝土层4的抗拉强度增幅效果也会有所不同，在具体的施工过程中，应当根据不同的情况和要求进行调整，钢纤维的长度优选3毫米至18毫米，其添加质量为树脂混凝土层质量的0.5%至3.5%。

在一个具体实施例中，纤维材料层5和碎石磨耗层6均为优选方案，在具体实施过程中可以根据实际情况进行取舍。其中，纤维材料层5铺设在树脂混凝土层4的上方，纤维布的厚度优选0.1毫米至4毫米。在铺设时，使用粘结剂将其浸润；本实施例使用的粘结剂经聚氨酯改性，在该技术方案中，纤维材料层5的铺设增加了钢桥面铺装结构的整体抗裂变性能，另一方面，粘结剂的防水性能也可以有效保护下层铺装结构。

在本实施例中，碎石磨耗层6的设置增加了钢桥面铺装结构上层的韧性，使其具备一定的变形能力，除此之外，碎石磨耗层6的铺设要求碎石有50%至70%的体积嵌入粘结剂。碎石的嵌入体积太少容易在使用过程中脱落，而嵌入得太多会影响碎石磨耗层的降噪、防滑等性能，因此，基于试验检测得出上述优选方案。

【第二实施例】

本实施例提供一种复合型树脂混凝土钢桥面铺装结构的施工方法，包括以下步骤：

S10：对钢桥面板进行抛丸除锈处理，使其表面粗糙度达到50微米至100微米。

S20：在钢桥面板上方布设钢筋网片，使用垫块控制其高度；

在钢桥面板表面涂布树脂类防水粘结剂，需在钢桥面板抛丸除锈后的2至4h内完成，形成树脂类防水粘结层；其中，树脂类防水粘结剂的用量为0.1千克/平方米至1.0千克/平方米。

S30：在树脂类防水粘结层的上方摊铺树脂混凝土，并且包裹钢筋网片，形成树脂混凝土层；其中，树脂混凝土包括集料和粘结剂。

作为优选，在树脂混凝土中添加钢纤维增强，钢纤维的长度为3毫米至18毫米，掺量为0.5%至3.5%。先将钢纤维和集料拌和均匀，再加入粘结剂进行二次拌和。

S40：在树脂混凝土固化前，将纤维布铺设在其表面；使得粘结剂析出，将纤维布完全浸润；当无法完全浸润时，采用人工补涂粘结剂的方式覆盖纤维布。

S50：铺设碎石磨耗层，可采用沉胶法或撒布法。

S60：自然养生至少4小时，即可开放交通。

当采用沉胶法摊铺时，若粘结剂析出不均匀，处理方法如下。

1.摊铺过程中，当部分摊铺区域表面结合料析出不足时：

首先使用抹平板通过人工拍打提浆的方式使粘结剂析出。

其次将少量细砂与粘结剂拌和，细砂占比为35%至45%。拌和后通过毛刷填补至粘结剂不足的区域。

2. 当部分摊铺区域表面粘结剂析出过多，完全没过表层碎石时，撒布较大粒径碎石，使用抹平板轻度振平，将碎石颗粒50%至75%部分嵌入粘结剂，另一部分保持出露状态。

最后铺装完毕。

【第三实施例】

本实施例将结合具体的实验数据对本发明提供的技术方案的有益效果进行论证。

试件1自下而上包括如下结构：钢桥面板、树脂类防水粘结层、树脂混凝土层。

试件2自下而上包括如下结构：钢桥面板、树脂类防水粘结层、树脂混凝土层；其中，树脂混凝土层采用钢纤维增强。

试件3自下而上包括如下结构：钢桥面板、树脂类防水粘结层、树脂混凝土层；其中，树脂混凝土层中间添加钢筋网片。

试件4自下而上包括如下结构：钢桥面板、树脂类防水粘结层、树脂混凝土层、纤维材料层。

试件1至4的施工方法参见第二实施例。

采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20）规定的方法对试件1至4的性能进行检测，具体如下：

1.按照T 0719提供的方法检测试件的车辙动稳定度（70℃）；

2.按照T 0729提供的方法检测试件的冻融劈裂强度比；

3.按照T 0715提供的方法检测试件的低温弯曲极限应变（-10℃，50毫米/min）；

4.按照T 0715提供的方法检测时间的抗弯强度；

采用《混凝土强度检验评定标准》（GB/T 50107-2010）对试件的抗压强度进行检测。

检测结果如表1所示。

表1

从表中可以看出，在本发明提供的技术方案中，钢纤维、钢筋网片以及纤维布的添加分别对钢桥面铺装结构的综合性能产生有利影响。

【第四实施例】

如图4所示，本实施例提供一种钢桥桥面的铺装结构，由下至上依次包括桥面钢板1、树脂类粘结层3、树脂混凝土层4、碎石磨耗层6，其中树脂混凝土层4由5层树脂混凝土与碎石加强层构成的复合层复合而成。

在一个具体实施例中，钢桥面板1为抛丸除锈的钢桥面板，其清洁度需达到Sa2.5级，粗糙度在50微米至100微米之间。清洁度和粗糙度影响着钢桥面板1和其他层状结构之间的粘结紧密程度，更进一步，影响到钢桥面铺装结构的整体使用寿命；设定上述指标平衡了抛丸除锈工艺难度以及与粘结程度之间的关系，在保证紧密粘结的基础上，降低了对于清洁度和粗糙度的要求。

在一个具体实施例中，树脂防水粘结层3为聚氨酯改性的防水粘结层，铺设在钢桥面板1和树脂混凝土层4之间；在聚氨酯改性的防水粘结剂中含有锌粉，质量分数占聚氨酯改性的防水粘结剂的85%以上，满足重防腐要求，锌粉平均粒径小于10微米，纯度大于98%。聚氨酯改性的防水粘结剂中的官能团包括羟基、胺基、双键能够和树脂混凝土相应的官能团反生聚合反应，形成整体，提高粘结性。其中树脂类粘结剂3的粘度不应过大，厚度控制在400~800μm，使其能够充分渗透到桥面钢板1的基层毛细中，实现密封封闭，防止氯离子渗透腐蚀基层，从而实现良好的防水效果。

在一个具体实施例中，通过将聚氨酯改性混凝土和石英砂依次交替铺设得到由5层聚氨酯改性混凝土和石英砂构成的树脂混凝土层4。树脂混凝土层4由热固性高分子材料组成，90℃时车辙动稳定度大于10000次/mm，弹性变形占比超过90%，不但保护下层不受直接破坏，同时提供粗糙表面供碎石磨耗层6更好的粘接，防止表层铺装出现推移脱层现象。其中在聚氨酯改性混凝土中事先加入占总质量比0-50% CaCO₃、0-90%的填料、0-5%的玻璃纤维以及偶联剂和固化剂，控制其粘度在0.1-1000Pa•S，养生固化时间小于6小时，聚氨酯改性混凝土拌合不需要加热，不需要碾压，摊铺振动整平后成型。碎石粒选择坚固性好、硅含量高的单粒径石英砂以提高抗剪切能力，粒径为0.85～3.0mm，撒布量为0.2～0.6 kg/m²。在单粒径石英砂铺设在聚氨酯改性混凝土上之前，通过硅烷偶联剂浸渍进行预处理，提高聚氨酯改性混凝土与碎石粒之间的粘结性。在最上层聚氨酯改性混凝土上铺设单粒径石英砂前，对单粒径石英砂进行沥青预裹附，增加树脂混凝土层4和碎石磨耗层6之间的连接性能。其中每一层聚氨酯改性混凝土和石英砂的厚度控制在1-10mm，整个树脂混凝土层4的厚度控制在10-50mm，一定的厚度使树脂混凝土层4可以分散载荷。

在一个具体实施例中，通过将集料和高弹改性沥青按质量比100:（5-7）混合、搅拌、均匀铺设得到碎石磨耗层6，碎石磨耗层6的厚度控制在20-50mm，其中集料由玄武岩碎石、石灰岩碎石和石灰岩矿粉组成。

在本实施例中，碎石磨耗层6损坏或者达到使用年限，铣刨碎石磨耗层6，对树脂混凝土层4进行清扫，重新将集料和高弹改性混合搅拌铺设，得到新的碎石磨耗层6，使铺装结构维修方便、维修成本低、维修速度快。

【第五实施例】

本实施例提供一种对施工环境条件要求不高、工程造价相对低廉且施工方便、易于控制质量的桥面铺装结构的铺装方法，包括如下步骤：

S10：对桥面钢板进行抛丸除锈使其达到Sa2.5级，粗糙度达到50～100μm；

S20：在经过抛丸、清洁、干燥后的桥面上涂刷聚氨酯改性的防水粘结剂，聚氨酯改性的防水粘结剂粘度不应过大，使其能充分渗透到基层毛细孔中，封闭基层毛细孔隙，其用量为0.1～1.0kg/㎡，构成树脂类粘结层3；

S30：使用混凝土搅拌机连续搅拌聚氨酯改性混凝土，在聚氨酯改性的防水粘结剂固化前，使用机械喷涂搅拌好的氨酯改性混凝土均匀摊平在施工区域，控制厚度在1-10mm，氨酯改性混凝土下层与聚氨酯改性的防水粘结剂接触面发生聚合反应固化粘结；

S40：在未固化的氨酯改性混凝土上通过机械方式均匀撒布上定制的间断级配碎石，碎石粒径不小于1mm，不大于10mm，碎石通过自身重力使其下部一半左右嵌入至氨酯改性混凝土，也可采用机械压入方式进行，以能分散分布均匀，形成稳定氨酯改性混凝土-碎石结构为宜；

S50：在第一层氨酯改性混凝土-碎石层养生固化完成后，清扫掉未粘结牢的碎石；

S60：重复S30-S50步骤3-5次，形成多层氨酯改性混凝土-碎石层作为树脂混凝土层4，该树脂混凝土层4总厚度在25-50mm；

S70：在树脂混凝土层4施工完毕后，铺设碎石磨耗层6，摊铺SMA沥青混凝土，摊铺温度一般不低于140℃，根据碎石磨耗层6沥青混凝土的容留时间和机械设备的供给情况进行合理的施工组织，保证料车的供应，摊铺机的摊铺及压路机的碾压科学有序地进行。

其中，聚氨酯改性混凝土可以通过预先拌和方式将增强材料加入其中，提高粘度，防止混凝土流动性过大无法形成具有一定厚度的混凝土床，这些增强材料可以包括纤维材料、填料、增稠剂等；也可以通过现场搅拌的方式，将添加剂逐份添加入混凝土中，须采取自动计量等方式确保添加组分的准确性，也应当有科学的工艺标准，保证既能搅拌充分，又留出足够的操作时间。

本实施例中所使用的聚氨酯改性的防水粘结剂的性能如表2：

表2 聚氨酯改性的防水粘结剂的技术指标

本实施例中所使用的聚氨酯改性混凝土的性能如表3：

表3 聚氨酯改性混凝土的技术要求

本实施例制成的桥面铺装结构试件进行抗剪强度、拉拔强度以及车辙动稳定度试验测试，试验数据如表4。

表4

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种复合型树脂混凝土钢桥面铺装结构，其特征在于，

所述钢桥面铺装结构从下到上依次包括：钢桥面板、树脂类防水粘结层、树脂混凝土层；

所述树脂混凝土层中铺设有加强层，所述加强层包括钢筋网片和/或纤维材料和/或碎石粒。

2.根据权利要求1所述的钢桥面铺装结构，其特征在于，

所述树脂类防水粘结层包括以下至少之一或其组合：聚氨酯改性的防水粘结层、环氧树脂改性的防水粘结层、甲基丙烯酸甲酯改性的防水粘结层；和/或

所述树脂混凝土层包括以下至少之一或其组合：硅烷偶联剂改性的树脂混凝土层、钛酸酯偶联剂改性的树脂混凝土层、铝酸酯偶联剂改性的树脂混凝土层。

3.根据权利要求1所述的钢桥面铺装结构，其特征在于，

所述纤维材料包括以下至少之一或其组合：玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、石棉纤维、钢纤维；和/或

所述钢筋网片包括纵向和横向分别以一定的间距排列且互成角度的钢筋，所述钢筋的直径为1毫米至15毫米，和/或，所述钢筋的分布间距为20毫米至300毫米；和/或

所述碎石粒的粒径为1毫米至10毫米。

4.根据权利要求1所述的钢桥面铺装结构，其特征在于，

所述树脂混凝土层采用增强纤维增强，所述增强纤维的长度为3毫米至18毫米；和/或

所述增强纤维的添加质量为所述树脂混凝土层质量的0.5%至3.5%。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的钢桥面铺装结构，其特征在于，

所述钢桥面铺装结构还包括纤维布层，其中，所述纤维布层设置在所述树脂混凝土层的上方，所述纤维布层的厚度为0.1毫米至4毫米；和/或

所述钢桥面铺装结构还包括碎石磨耗层，其中，所述碎石磨耗层由表面间断级配的树脂碎石铺装而成，所述碎石磨耗层设置在所述树脂混凝土层的上方。

6.一种钢桥面铺装结构的施工方法，其特征在于，所述施工方法用于获得如权利要求1至5中任一项所述的钢桥面铺装结构，所述施工方法包括以下步骤：

S10：对所述钢桥面板进行抛丸除锈处理，以使所述钢桥面板的表面粗糙度达到50微米至100微米；

S20：在所述钢桥面板的表面涂布树脂类防水粘结剂，以形成所述树脂类防水粘结层，所述树脂类防水粘结剂的用量为0.1千克/平方米至1.0千克/平方米；

S30：在所述树脂类防水粘结层之上摊铺树脂混凝土，形成所述树脂混凝土层。

7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于，

所述S10与所述S20之间还有S40：在所述钢桥面板之上布设加强层；和/或

所述S30具体包括：在所述树脂类防水粘结层之上摊铺树脂混凝土，在所述树脂混凝土之上铺设加强层，形成所述树脂混凝土层，和/或，上述步骤至少交替实施一次。

8.根据权利要求6或7所述的施工方法，其特征在于，在所述S30中，所述树脂混凝土包括集料和粘结剂。

9.根据权利要求6或7所述的施工方法，其特征在于，

所述S30之后还有S50：在所述树脂混凝土层之上铺设碎石磨耗层；

所述碎石磨耗层通过将碎石和粘结剂进行预拌后摊铺铺设而成；和/或

所述碎石磨耗层通过所述树脂混凝土层上方涂布粘结剂，然后将碎石撒布在上方，铺设而成。

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