一种正交异性钢板刚度增强的铺装结构及其制备方法
专利汇可以提供一种正交异性钢板刚度增强的铺装结构及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 正交 异性 钢 板 刚度 增强的铺装结构及其制备方法，属于 桥面 铺装结构领域，旨在提供一种具有良好的抗疲劳、抗开裂以及良好的高温 稳定性 和层间结合性的正交异性钢板刚度增强的铺装结构，以解决 沥青 混合料铺装层损坏和钢桥面结构疲劳开裂的问题，其技术方案要点是如下，它包括正交异性钢板，其上侧依次设有耐磨纳米层、微 缓冲层 和磨耗层，耐磨纳米层通过微等离子渗入法渗入正交异性钢板上侧，微缓冲层与耐磨纳米层上侧粘接；微缓冲层上侧粘接有 薄钢板 ，薄钢板上侧通过微等离子法渗入纳米多孔层，磨耗层浇筑在纳米多孔层上；微缓冲层上下两侧均采用 纤维 布和 树脂 固化 形成纤维布层，两层纤维布层内设有缓冲件。本发明适用于桥面铺装。，下面是一种正交异性钢板刚度增强的铺装结构及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种正交异性钢板刚度增强的铺装结构，包括正交异性钢板(1)，其特征在于，所述正交异性钢板(1)上侧依次设有耐磨纳米层(11)、微缓冲层(2)和磨耗层(3)，所述耐磨纳米层(11)通过微等离子渗入法渗入正交异性钢板(1)上侧，所述微缓冲层(2)通过树脂与耐磨纳米层(11)上侧粘接；
所述微缓冲层(2)上侧通过树脂粘接有薄钢板(4)，所述薄钢板(4)上侧通过微等离子法渗入纳米多孔层(41)，所述磨耗层(3)浇筑在纳米多孔层(41)上；
所述微缓冲层(2)上下两侧均采用纤维布和树脂固化形成纤维布层(21)，两层所述纤维布层(21)内设有缓冲微变形的缓冲件(22)。
2.根据权利要求1所述的一种正交异性钢板刚度增强的铺装结构，其特征在于，所述缓冲件(22)为“人”字形型材，所述缓冲件(22)垂直于微缓冲层(2)，相邻所述缓冲件(22)之间之间形成U形的腔体(221)，所述腔体(221)内填充有填料(5)；
相邻所述缓冲件(22)下部相对的两端之间存在间隙(222)。
3.根据权利要求1所述的一种正交异性钢板刚度增强的铺装结构，其特征在于，所述缓冲件(22)包括若干配合设置的支撑片材(223)和波浪状的缓冲片(224)，所述支撑片材(223)沿纵向开设有若干供缓冲片(224)嵌入的槽口(2231)，所述缓冲片(224)嵌入槽口(2231)的部分与支撑片材(223)粘接，所述缓冲件(22)与微缓冲层(2)之间空隙中填充有填料(5)。
4.根据权利要求2或3所述的一种正交异性钢板刚度增强的铺装结构，其特征在于，所述填料(5)为聚氨酯硬质泡沫或岩棉。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种正交异性钢板刚度增强的铺装结构，其特征在于，所述耐磨纳米层(11)为铁硼化合物或者锰硼化合物；
所述耐磨纳米层(11)的制备方法如下：
A、配制电解液：按质量份数计，将下列各组分进行充分混合，硼砂20-40份、氟硼酸钠
30-50份、硫酸锰1-3份、EDTA二钠10-30份、冰乙酸10-20份、去离子水余量；
B、将正交异性钢板(1)上侧除油、酸洗和活化处理；
C、微等离子渗入法制备耐磨纳米层(11)：在室温下，将正交异性钢板(1)的上侧面与负极相连并进入电解液中，以石墨为阳级，工作电压为300-600V，处理时间为10-30分钟，即可在正交异性钢板(1)上表面渗入耐磨纳米层(11)。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种正交异性钢板刚度增强的铺装结构，其特征在于，所述纳米多孔层(41)为铁硼化合物或者锰硼化合物；
所述纳米多孔层(41)的制备方法如下：
A、配制电解液：按质量份数计，将下列各组分进行充分混合，硼砂20-40份、氟硼酸钠
30-50份、硫酸锰3-5份、EDTA二钠10-30份、乙醇10-20份、去离子水余量；
B、将薄钢板(4)上侧除油、酸洗和活化处理；
C、微等离子渗入法制备纳米多孔层(41)：在室温下，将薄钢板(4)的上侧面与负极相连并进入电解液中，以石墨为阳级，工作电压为300-600V，处理时间为10-30分钟，即可在薄钢板(4)上表面渗入纳米多孔层(41)。
7.根据权利要求1所述的一种正交异性钢板刚度增强的铺装结构，其特征在于，所述正交异性钢板(1)下侧设有纵肋(12)和横肋(13)，所述纵肋(12)和横肋(13)相互垂直。
8.根据权利要求7所述的一种正交异性钢板刚度增强的铺装结构，其特征在于，所述纵肋(12)包括间隔设置的U形肋(121)和板式肋(122)。
9.根据权利要求1所述的一种正交异性钢板刚度增强的铺装结构，其特征在于，所述磨耗层(3)由沥青和混凝土铺设而成。
10.一种正交异性钢板刚度增强的铺装结构的制备方法，其特征在于，包括权利要求1-
9中的正交异性钢板刚度增强的铺装结构，包括如下步骤：
（1）先在正交异性钢板(1)和薄钢板(4)上侧分别渗入耐磨纳米层(11)和纳米多孔层(41)；
（2）将纤维布与树脂固化成一体形成纤维布层(21)；
（3）在正交异性钢板(1)的上侧均匀涂覆一层环氧树脂胶，将步骤（2）中的纤维布层(21)粘接于正交异性钢板(1)上侧；
（4）在纤维布层(21)的上侧均匀涂覆一层环氧树脂胶，将缓冲件(22)粘接于纤维布层(21)上侧；
（5）在缓冲件(22)与纤维布层(21)之间的空隙中填入填料(5)；
（6）将另一纤维布层(21)的下侧均匀涂覆一层环氧树脂胶，将其粘接于缓冲件(22)上方；
（7）在另一纤维布层(21)的上侧均匀涂覆一层环氧树脂胶，将薄钢板(4)粘接于纤维布层(21)的上侧；
（8）最后浇筑磨耗层(3)，待磨耗层(3)凝结硬化后，磨耗层(3)、薄钢板(4)、微缓冲层(2)、正交异性钢板(1)结合为一体，形成正交异性钢板刚度增强的铺装结构。
一种正交异性钢板刚度增强的铺装结构及其制备方法
技术领域
背景技术
发明内容
依次设有耐磨纳米层、微缓冲层和磨耗层，所述耐磨纳米层通过微等离子渗入法渗入正交
异性钢板上侧，所述微缓冲层通过树脂与耐磨纳米层上侧粘接；
所述微缓冲层上侧通过树脂粘接有薄钢板，所述薄钢板上侧通过微等离子法渗入纳米
多孔层，所述磨耗层浇筑在纳米多孔层上；
所述微缓冲层上下两侧均采用纤维布和树脂固化形成纤维布层，两层所述纤维布层内
设有缓冲微变形的缓冲件。
接，所述缓冲件与微缓冲层之间空隙中填充有填料。
A、配制电解液：按质量份数计，将下列各组分进行充分混合，硼砂20-40份、氟硼酸钠
30-50份、硫酸锰1-3份、EDTA二钠10-30份、冰乙酸10-20份、去离子水余量；
B、将正交异性钢板上侧除油、酸洗和活化处理；
C、微等离子渗入法制备耐磨纳米层：在室温下，将正交异性钢板的上侧面与负极相连
并进入电解液中，以石墨为阳级，工作电压为300-600V，处理时间为10-30分钟，即可在正交异性钢板上表面渗入耐磨纳米层。
A、配制电解液：按质量份数计，将下列各组分进行充分混合，硼砂20-40份、氟硼酸钠
30-50份、硫酸锰3-5份、EDTA二钠10-30份、乙醇10-20份、去离子水余量；
B、将薄钢板上侧除油、酸洗和活化处理；
C、微等离子渗入法制备纳米多孔层：在室温下，将薄钢板的上侧面与负极相连并进入
电解液中，以石墨为阳级，工作电压为300-600V，处理时间为10-30分钟，即可在薄钢板上表面渗入纳米多孔层。
（1）先在正交异性钢板和薄钢板上侧分别渗入耐磨纳米层和纳米多孔层；
（2）将纤维布与树脂固化成一体形成纤维布层；
（3）在正交异性钢板的上侧均匀涂覆一层环氧树脂胶，将步骤（2）中的纤维布层粘接于
正交异性钢板上侧；
（4）在纤维布层的上侧均匀涂覆一层环氧树脂胶，将缓冲件粘接于纤维布层上侧；
（5）在缓冲件与纤维布层之间的空隙中填入填料；
（6）将另一纤维布层的下侧均匀涂覆一层环氧树脂胶，将其粘接于缓冲件上方；
（7）在另一纤维布层的上侧均匀涂覆一层环氧树脂胶，将薄钢板粘接于纤维布层的上
侧，形成微缓冲层；
（8）最后浇筑磨耗层，待磨耗层凝结硬化后，磨耗层、薄钢板、微缓冲层、正交异性钢板结合为一体，形成正交异性钢板刚度增强的铺装结构。
度，使其不易在长期使用或者重载荷的作用下发生疲劳开裂或过载断裂。薄钢板对正交异
性钢板进行缓冲，尽可能减小外界对正交异性钢板的作用力。在正交异性钢板和磨耗层之
间设置的微缓冲层，一方面可降低磨耗层的厚度，另一方面能够进一步对下方的正交异性
钢板起到有效地缓冲作用，提高正交异性板的增强铺装结构的稳定性。在薄钢板上渗入纳
米多孔层，使得薄钢板表面具有若干随机分布的纳米微孔，从而增强了薄钢板与磨耗层之
间的附着力，使磨耗层不易剥离，提高了正交异性板的增强铺装结构的抗裂性。另外，由于磨耗层的材料会填充至薄钢板表面的纳米微孔中，因此，正交异性板的增强铺装结构具有
良好的防水性能。
附图说明
具体实施方式
钢板1下侧设有纵肋12和横肋13，纵肋12和横肋13相互垂直。作为优选的，纵肋12为间隔设置的U形肋121和/或板式肋122。
的作用力。薄钢板4上侧通过微等离子法渗入纳米多孔层41，纳米多孔层41为铁硼化合物或者锰硼化合物，磨耗层3由沥青和混凝土制成，且浇筑在纳米多孔层41上。由于纳米多孔层
41与耐磨纳米层11的配方不同，因此所获得的最终渗层的性能不同，耐磨纳米层11主要提
高了正交异性钢板1表面的硬度和耐磨性，而纳米多孔层41渗入薄钢板4后，薄钢板4表面的硬度和耐磨性也会有所提高，但是薄钢板4的表面粗糙度大于正交异性钢板1的表面粗糙
度，因此薄钢板4在与磨耗层3结合时，其结合强度较高。
221内填充有填料5，填料5为聚氨酯硬质泡沫或岩棉。相邻缓冲件22下部相对的两端之间存在间隙222以适应缓冲件22随季节变化产生的形变。“人”字形型材一方面对整个正交异性板增强的铺装机构起支撑强化作用，另一方面，在受到外界载荷时，缓冲件22下方的圆弧段能够发生微形变，减少正交异性钢板1的受力，使正交异性钢板1不易断裂，延长其使用寿
命，从而提高正交异性板增强的铺装机构的抗裂性以及稳定性。
件22包括若干配合设置的支撑片材223和波浪状的缓冲片224，支撑片材223的两端分别与
纤维布层21粘接，缓冲片224的两端悬空设置与纤维布层21并不接触，支撑片材223沿纵向
开设有若干供缓冲片224嵌入的槽口2231，缓冲片224嵌入槽口2231的部分与支撑片材223
粘接，缓冲件22与微缓冲层2之间空隙中填充有填料5。支撑片材223用于嵌设缓冲片224，另外，其能够对整个正交异性板增强的铺装机构起支撑强化作用。在受到外界载荷时，缓冲片
224能够将振动引导至缓冲片224上，缓冲片224将振动传递至填料5，而填料5具有一定的形变能力，因此，微缓冲层2能够显著减少正交异性钢板1的受力，使正交异性钢板1不易断裂，延长其使用寿命，从而提高正交异性板增强的铺装机构的抗裂性以及稳定性。
A、配制电解液（以1L去离子水为例）：按质量份数计，将下列各组分进行充分混合，硼砂
200g、氟硼酸钠300g、硫酸锰10g、EDTA二钠100g份、冰乙酸100g、去离子水1000g；
B、将正交异性钢板1上侧除油、酸洗和活化处理；
C、微等离子渗入法制备耐磨纳米层11：在室温下，将正交异性钢板1的上侧面与负极相
连并进入电解液中，以石墨为阳级，工作电压为300V，处理时间为30分钟，即可在正交异性钢板1上表面渗入耐磨纳米层11。
A、配制电解液（以1L去离子水为例）：按质量份数计，将下列各组分进行充分混合，硼砂
300g、氟硼酸钠400g、硫酸锰20g、EDTA二钠200g份、冰乙酸150g、去离子水1000g；
B、将正交异性钢板1上侧除油、酸洗和活化处理；
C、微等离子渗入法制备耐磨纳米层11：在室温下，将正交异性钢板1的上侧面与负极相
连并进入电解液中，以石墨为阳级，工作电压为450V，处理时间为20分钟，即可在正交异性钢板1上表面渗入耐磨纳米层11。
A、配制电解液（以1L去离子水为例）：按质量份数计，将下列各组分进行充分混合，硼砂
400g、氟硼酸钠500g、硫酸锰30g、EDTA二钠300g份、冰乙酸200g、去离子水1000g；
B、将正交异性钢板1上侧除油、酸洗和活化处理；
C、微等离子渗入法制备耐磨纳米层11：在室温下，将正交异性钢板1的上侧面与负极相
连并进入电解液中，以石墨为阳级，工作电压为600V，处理时间为10分钟，即可在正交异性钢板1上表面渗入耐磨纳米层11。
A、配制电解液（以1L去离子水为例）：按质量份数计，将下列各组分进行充分混合，硼砂
200g、氟硼酸钠300g、硫酸锰30g、EDTA二钠100g、乙醇100g、去离子水1000g；
B、将薄钢板4上侧除油、酸洗和活化处理；
C、微等离子渗入法制备纳米多孔层41：在室温下，将薄钢板4的上侧面与负极相连并进
入电解液中，以石墨为阳级，工作电压为300V，处理时间为30分钟，即可在薄钢板4上表面渗入纳米多孔层41。
A、配制电解液（以1L去离子水为例）：按质量份数计，将下列各组分进行充分混合，硼砂
300g、氟硼酸钠400g、硫酸锰40g、EDTA二钠200g、乙醇150g、去离子水1000g；
B、将薄钢板4上侧除油、酸洗和活化处理；
C、微等离子渗入法制备纳米多孔层41：在室温下，将薄钢板4的上侧面与负极相连并进
入电解液中，以石墨为阳级，工作电压为450V，处理时间为20分钟，即可在薄钢板4上表面渗入纳米多孔层41。
A、配制电解液（以1L去离子水为例）：按质量份数计，将下列各组分进行充分混合，硼砂
400g、氟硼酸钠500g、硫酸锰50g、EDTA二钠2、300g、乙醇200g、去离子水1000g；
B、将薄钢板4上侧除油、酸洗和活化处理；
C、微等离子渗入法制备纳米多孔层41：在室温下，将薄钢板4的上侧面与负极相连并进
入电解液中，以石墨为阳级，工作电压为600V，处理时间为10分钟，即可在薄钢板4上表面渗入纳米多孔层41。
强的铺装结构，包括如下步骤：
（1）先在正交异性钢板1和薄钢板4上侧分别渗入耐磨纳米层11和纳米多孔层41；
（2）将纤维布与树脂固化成一体形成纤维布层21；
（3）在正交异性钢板1的上侧均匀涂覆一层环氧树脂胶，将步骤（2）中的纤维布层21粘
接于正交异性钢板1上侧；
（4）在纤维布层21的上侧均匀涂覆一层环氧树脂胶，将缓冲件22粘接于纤维布层21上
侧；
（5）在缓冲件22与纤维布层21之间的空隙中填入填料5；
（6）将另一纤维布层21的下侧均匀涂覆一层环氧树脂胶，将其粘接于缓冲件22上方；
（7）在另一纤维布层21的上侧均匀涂覆一层环氧树脂胶，将薄钢板4粘接于纤维布层21
的上侧；
（8）最后浇筑磨耗层3，待磨耗层3凝结硬化后，磨耗层3、薄钢板4、微缓冲层2、正交异性钢板1结合为一体，形成正交异性钢板刚度增强的铺装结构。
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