一种刚柔复合式钢桥面铺装结构及其铺装方法专利检索-桥梁专利检索查询-专利查询网

一种刚柔复合式钢桥面铺装结构及其铺装方法
申请号	CN202111671935.9	申请日	2021-12-31	公开(公告)号	CN114277677B	公开(公告)日	2024-04-26
申请人	江苏中路工程技术研究院有限公司;			发明人	张辉; 张志祥; 李娣; 赵梦龙; 张忍; 周橙琪;
摘要	本发明涉及钢桥面铺装工程领域，具体涉及一种新型刚柔复合式钢桥面铺装结构及其铺装方法。其技术要点如下：包括在钢桥面板上依次铺设的二阶环氧防水粘结层、GA10浇注式沥青混凝土层、常温型树脂粘层及RSMA10常温固化树脂混凝土层。本发明的钢桥面铺装结构中，下层GA10浇注式沥青混凝土具有良好的变形追从性，保证与钢板的有效粘结，提升铺装的整体性；上层RSMA10常温固化型树脂混凝土具有优异的高温稳定性，能够保证铺装在夏季高温不出现车辙；其次RSMA10兼具较大的构造深度，因此本发明的铺装结构抗滑性能优于传统的EA10热拌环氧沥青混凝土；同时RSMA10常温固化树脂混凝土对施工温度要求低，常温施工无烟尘，绿色环保。
权利要求	1.一种刚柔复合式钢桥面铺装结构，其特征在于，在钢面板表面由下往上依次铺设有二阶环氧防水粘层，GA10浇注式沥青混凝土下面层，常温型树脂粘结层和RSMA10常温固化树脂混凝土上面层；其中，按照重量份数计算，所述RSMA10常温固化树脂混凝土上面层包括如下组分：常温固化型树脂胶结料7 10份，矿料90 93份和纤维0.3 0.6份；所述矿料包括不同粒~ ~ ~ 径的集料和矿粉；所述常温固化型树脂胶结料由A组分和B组分组成，A组分:B组分的质量比为（4.5 5）: ~ 1；按照重量份数计算，所述A组分包括：双酚A型缩水甘油醚环氧树脂100份和非活性环氧树脂稀释剂10 15份；所述B组分包括：固化剂80 90份和消泡剂1 2份； ~ ~ ~ 所述固化剂是酸酐化合物、酯、酰胺中的一种或几种组合；按照重量份数计算，所述固化剂是甲基四氢苯酐75份 85份、2‑乙基‑4‑甲基咪唑3 5份~ ~ 和苯基磺酰胺2 5份组成； ~ 按照重量份数计算，所述GA10浇注式沥青混凝土下面层包括如下组分：浇注式沥青胶结料10 20份，矿料80 90份，外掺剂0.3 1份；所述矿料包括不同粒径的集料和矿粉； ~ ~ ~ 所述外掺剂为复合增效温拌剂，按照重量份数计算，具体组分为：油醇6 12份，丙烯酰~ 胺或其环氧化物1 6份，石油树脂0.1 1份和环氧硬脂酰丙烯酸酯0.1 2份。 ~ ~ ~ 2.根据权利要求1所述的一种刚柔复合式钢桥面铺装结构，其特征在于，所述矿料为SMA级配。 3.根据权利要求1所述的一种刚柔复合式钢桥面铺装结构，其特征在于，所述GA10浇注 2 式沥青混凝土下面层撒布玄武岩碎石，碎石粒径13 20mm，撒布量10 12kg/m。 ~ ~ 4.根据权利要求1所述的刚柔复合式钢桥面铺装结构的铺装方法，其特征在于，具体包括如下操作步骤： S1、钢板喷砂除锈处理，并喷涂环氧富锌防腐底漆； S2、对环氧富锌表面进行清洁处理，涂布二阶环氧树脂防水粘结层； S3、配制GA10浇注式沥青混凝土，采用沥青摊铺机进行摊铺； S4、采用二阶环氧树脂粘结料将碎石裹附，将预裹附后的碎石均匀撒布在GA10浇注式沥青混凝土表面，使其自然下沉； S5、待GA10浇注式沥青混凝土冷却硬化后，在其表面涂布常温型树脂粘结料； S6、配制RSMA10常温固化树脂沥青混凝土，将RSMA10常温固化型树脂混凝土铺筑在已经涂有常温型树脂粘结料的GA10浇注式沥青混凝土表面，碾压完成后，常温封闭养生3 5天~ 即可开放交通。 5.根据权利要求4所述的刚柔复合式钢桥面铺装结构的铺装方法，其特征在于，步骤S4中，二阶环氧树脂粘结料用量为碎石质量的0.5 1.2%，预拌的树脂碎石粒径为13 20mm。 ~ ~
说明书全文	一种刚柔复合式钢桥面铺装结构及其铺装方法技术领域 [0001] 本发明涉及钢桥面铺装技术领域，具体涉及一种新型刚柔复合式钢桥面铺装结构及其铺装方法。背景技术 [0002] 钢桥面铺装一直以来就是道路桥梁领域的研究热点，作为直接承受车辆荷载的结构，钢桥面铺装不仅具有供车辆行驶的功能，还能够有效保护钢桥面板主体结构不受磨损以及雨水的侵蚀。 [0003] 传统的浇注式以及改性沥青SMA铺装结构都存在高温性能不足的问题，在夏季高温及车荷载的耦合作用下，极易产生车辙。热拌环氧类铺装虽具有较好的高温稳定性，但因抗滑性能不足，且容易形成贯穿裂缝，造成铺装底部钢板暴露的问题。 [0004] 有鉴于上述现有钢桥面铺装中存在的缺陷，本发明人基于从事此类材料多年丰富经验及专业知识，配合理论分析，加以研究创新，开发一种新型刚柔复合式钢桥面铺装结构及其铺装方法，通过合理的结构设计和材料创新，提高铺装的抗滑性能以及使用寿命。发明内容 [0005] 本发明的第一个目的是提供一种新型刚柔复合式钢桥面铺装结构，将浇注式沥青混合料作为下面层，获得良好的变形追从性和抗裂性能；将常温固化树脂SMA为上面层，以获得良好的高温稳定性及抗滑性能。 [0006] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的： [0007] 本发明提供的一种新型刚柔复合式钢桥面铺装结构，在钢面板表面由下往上依次铺设有二阶环氧防水粘层，GA10浇注式沥青混凝土下面层，常温型树脂粘结层和RSMA10常温固化树脂混凝土上面层； [0008] 其中，按照重量份数计算，RSMA10常温固化树脂混凝土上面层包括如下组分： [0009] 常温固化型树脂胶结料7～10份，矿料90～93份和纤维0.3～0.6份；矿料包括不同粒径的集料和矿粉。 [0010] 本发明中，采用柔性的GA10浇注式沥青混凝土作为下面层，搭配刚性的RSMA10常温固化树脂混凝土上面层，既保证了铺装的良好变形追从性，又通过RSMA10常温固化树脂混凝土上面层的优异的高温稳定性保证了铺装在夏季高温下不出现车辙。 [0011] 本发明中的RSMA10兼具较大的构造深度，且通过环氧混合料与SMA级配的结合，获得了优异的抗滑性能。 [0012] 进一步的，按照重量份数计算，GA10浇注式沥青混凝土下面层包括如下组分：浇注式沥青胶结料10～20份，矿料80～90份，外掺剂0.3～1份；矿料包括不同粒径的集料和矿粉。 [0013] 进一步的，常温固化树脂混凝土的级配为SMA级配。 [0014] 进一步的，矿粉是石灰岩矿粉。 [0015] 进一步的，集料包括粗集料和细集料，由玄武岩破碎而成。 [0016] 进一步的，浇注式沥青胶结料由直馏式30#沥青和TLA湖沥青按照质量比(7:3)～(6:4)组成。 [0017] 进一步的，外掺剂为复合增效温拌剂，按照重量份数计算，具体组分为：油醇6～12份，丙烯酰胺或其环氧化物1～6份，石油树脂0.1～1份和环氧硬脂酰丙烯酸酯0.1～2份。 [0018] 进一步的，GA10浇注式沥青混凝土下面层撒布玄武岩碎石，碎石粒径13～20mm，撒2 布量10～12kg/m。 [0019] 进一步的，常温固化型树脂胶结料由A组分和B组分组成，A组分:B组分的质量比为(4.5～5):1。 [0020] 进一步的，按照重量份数计算，A组分包括：双酚A型缩水甘油醚环氧树脂100份和非活性环氧树脂稀释剂10～15份；B组分包括：固化剂80～90份和消泡剂1～2份。 [0021] 进一步的，固化剂是酸酐化合物、酯、酰胺中的一种或几种组合。 [0022] 进一步的，按照重量份数计算，固化剂是甲基四氢苯酐75份～85份、2‑乙基‑4‑甲基咪唑3～5份和苯基磺酰胺2～5份。 [0023] 本发明中提出了一种新型的常温固化剂，2‑乙基‑4‑甲基咪唑为促进剂，苯基磺酰胺既有酰胺基团且含有苯磺基，使常温型树脂粘结层和RSMA10常温固化树脂混凝土上面层之间粘结强度大幅提高，避免柔性下面层和刚性上面层之间受力后剥离，提高了层间的抗剥离性能。 [0024] 进一步的，纤维为木质纤维。 [0025] 本发明的第二个目的是提供一种新型刚柔复合式钢桥面铺装结构的铺装方法，具有同样的技术效果。 [0026] 本发明的上述技术目的是由以下技术方案实现的： [0027] 一种新型刚柔复合式钢桥面铺装结构的铺装方法，具体包括如下操作步骤： [0028] S1、钢板喷砂除锈处理，并喷涂环氧富锌防腐底漆； [0029] S2、对环氧富锌表面进行清洁处理，涂布二阶环氧树脂防水粘结层； [0030] S3、配制GA10浇注式沥青混凝土，采用沥青摊铺机进行摊铺； [0031] S4、采用二阶环氧树脂粘结料将碎石裹附；将预裹附后的碎石均匀撒布在GA10浇注式沥青混凝土表面，使其自然下沉； [0032] S5、待GA10浇注式沥青混凝土冷却硬化后，在其表面涂布常温型树脂粘结料； [0033] S6、配制RSMA10常温固化树脂沥青混凝土，将RSMA10常温固化型树脂混凝土铺筑在已经涂有常温型树脂粘结料的GA10浇注式沥青混凝土层表面，碾压完成后，常温封闭养生3～5天即可开放交通。 [0034] 进一步的，步骤S1中钢板喷砂除锈处理，要求达到清洁度Sa2.5级以上，粗糙度大于60μm。 [0035] 进一步的，步骤S2中二阶环氧树脂防水粘结层的涂布量0.4～0.6kg/m2。 [0036] 进一步的，步骤S3中采用沥青摊铺机进行摊铺，并辅助人工进行摊铺厚度与平整度的控制。 [0037] 进一步的，步骤S4中预拌结束后，让碎石自然冷却，并保证每粒碎石分散且不粘结。 [0038] 进一步的，步骤S4中，二阶环氧树脂粘结料用量为0.5～1.2％，预拌的树脂碎石粒径为13～20mm。 [0039] 进一步的，步骤S5中常温型树脂粘结料的涂布量0.5～0.6kg/m2。 [0040] 进一步的，步骤S6中，采用常规沥青混合料摊铺设备将RSMA10常温固化型树脂混凝土铺筑在已经涂有常温型树脂粘结料的GA10浇注式沥青混凝土层表面，采用30t胶轮压路机进行碾压4～6遍，完成后常温封闭养生3～5天即可开放交通。 [0041] 综上所述，本发明具有以下有益效果： [0042] 本发明提出的新型刚柔复合式钢桥面铺装结构，不仅具有传统的刚柔复合式高温性能好、变形追从性能优良的特点，同时铺装上面层采用常温固化型树脂混合料RSMA10取代传统的热拌环氧沥青混合料EA10，具有施工便捷、绿色环保的优点。上面层常温固化树脂混凝土采用SMA级配，具有较大的构造深度，解决了环氧类铺装抗滑性能不足的缺陷。具体实施方式 [0043] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的一种新型刚柔复合式钢桥面铺装结构及其铺装方法，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。 [0044] 实施例中所用原料来源： [0045] 湖沥青：特立尼达湖沥青； [0046] 30#沥青：中国石油化工股份有限公司； [0047] 二阶环氧树脂：江苏中路交通科学技术有限公司； [0048] 常温型树脂粘结料：江苏中路交通科学技术有限公司； [0049] 复合增效温拌剂：江苏中路交通科学技术有限公司； [0050] RSMA10中的矿料：冷拌高韧树脂； [0051] 矿粉：上海天函矿粉科技公司。 [0052] 本具体实施方式中，浇注式沥青混凝土GA10级配范围如表1所示；常温固化树脂混凝土RSMA10中矿料的级配范围如表2所示。 [0053] 表1浇注式沥青混凝土GA10级配范围 [0054] [0055] 表2常温固化树脂混凝土RSMA10级配范围 [0056] [0057] 实施例1：一种新型刚柔复合式钢桥面铺装结构及其铺装方法 [0058] 本实施例中提供的新型刚柔复合式钢桥面铺装结构，由下往上依次铺设有二阶环氧防水粘层，GA10浇注式沥青混凝土下面层，常温型树脂粘结层及RSMA10常温固化树脂混凝土上面层。 [0059] 其中，按照重量份数计算，GA10浇注式沥青混凝土下面层包括如下组分：浇注式沥青胶结料12份，矿料88份，外掺剂1份；矿料包括不同粒径的集料和矿粉，下面层撒布玄武岩2 碎石，碎石粒径13～20mm，撒布量12kg/m。 [0060] 其中，按照重量份数计算，RSMA10常温固化型树脂混凝土上面层包括如下组分：常温固化型树脂胶结料10份，矿料90份，纤维0.6份；矿料包括不同粒径的集料和矿粉。 [0061] 其中，新型刚柔复合式钢桥面铺装结构采用二阶环氧树脂作为防水粘结层，涂布2 量为0.6kg/m。 [0062] 其中，新型刚柔复合式钢桥面铺装结构采用常温型树脂粘结剂将上下面层粘结，2 涂布量为0.55kg/m。 [0063] 其铺装方法如下： [0064] S1、钢板喷砂除锈处理，要求达到清洁度Sa2.5级以上，粗糙度大于60μm，并喷涂环氧富锌防腐底漆； [0065] S2、对环氧富锌表面进行清洁处理，涂布二阶环氧树脂防水粘结层，涂布量0.6kg/2 m； [0066] S3、配制GA10浇注式沥青混凝土，采用沥青摊铺机进行摊铺，并辅助人工进行摊铺厚度与平整度的控制； [0067] S4、采用二阶环氧树脂粘结料将碎石裹附，二阶环氧树脂粘结料用量为碎石质量的1.2％，预拌的树脂碎石粒径为13～20mm；预拌结束后让碎石自然冷却，并保证每粒碎石分散、不粘结；将预裹附后的碎石均匀撒布在GA10浇注式沥青混凝土表面，使其自然下沉。 [0068] S5、待GA10浇注式沥青混凝土冷却硬化后，在其表面涂布常温型树脂粘结料，涂布2 量0.55kg/m。 [0069] S6、配制RSMA10常温固化树脂沥青混凝土，采用常规沥青混合料摊铺设备将RSMA10常温固化型树脂混凝土铺筑在已经涂有常温型树脂粘结料的GA10浇注式沥青混凝土层表面，采用30t胶轮压路机进行碾压5遍，完成后常温封闭养生5天开放交通。 [0070] 实施例2：一种新型刚柔复合式钢桥面铺装结构及其铺装方法 [0071] 本实施例中提供的新型刚柔复合式钢桥面铺装结构，由下往上依次铺设有二阶环氧防水粘层，GA10浇注式沥青混凝土下面层，常温型树脂粘结层及RSMA10常温固化树脂混凝土上面层。 [0072] 其中，按照重量份数计算，GA10浇注式沥青混凝土下面层包括如下组分：浇注式沥青胶结料10份，矿料90份，外掺剂0.4份；矿料包括不同粒径的集料和矿粉。下面层撒布玄武2 岩碎石，碎石粒径13～20mm，撒布量10kg/m。 [0073] 其中，按照重量份数计算，RSMA10常温固化型树脂混凝土上面层包括如下组分：常温固化型树脂胶结料8份，矿料92份，纤维0.4份；矿料包括不同粒径的集料和矿粉。 [0074] 其中，常温固化型树脂胶结料由A组分和B组分组成，A组分:B组分的质量比为5:1；照重量份数计算，A组分包括：双酚A型缩水甘油醚环氧树脂100份和非活性环氧树脂稀释剂 15份；B组分包括：固化剂90份和消泡剂1份； [0075] 其中，按照重量份数计算，固化剂由甲基四氢苯酐85份、2‑乙基‑4‑甲基咪唑5份和苯基磺酰胺5份组成。 [0076] 其中，新型刚柔复合式钢桥面铺装结构采用二阶环氧树脂作为防水粘结层，涂布2 量为0.5kg/m。 [0077] 其中，新型刚柔复合式钢桥面铺装结构采用常温型树脂粘结剂将上下面层粘结，2 涂布量为0.5kg/m。 [0078] 其铺装方法如下： [0079] S1、钢板喷砂除锈处理，要求达到清洁度Sa2.5级以上，粗糙度大于60μm，并喷涂环氧富锌防腐底漆； [0080] S2、对环氧富锌表面进行清洁处理，涂布二阶环氧树脂防水粘结层，涂布量0.5kg/2 m； [0081] S3、配制GA10浇注式沥青混凝土，采用沥青摊铺机进行摊铺，并辅助人工进行摊铺厚度与平整度的控制； [0082] S4、采用二阶环氧树脂粘结料将碎石裹附，二阶环氧树脂粘结料用量为碎石质量的0.8％，预拌的树脂碎石粒径为13～20mm；预拌结束后让碎石自然冷却，并保证每粒碎石分散、不粘结；将预裹附后的碎石均匀撒布在GA10浇注式沥青混凝土表面，使其自然下沉。 [0083] S5、待GA10浇注式沥青混凝土冷却硬化后，在其表面涂布常温型树脂粘结料，涂布2 量0.5kg/m。 [0084] S6、配制RSMA10常温固化树脂沥青混凝土，采用常规沥青混合料摊铺设备将RSMA10常温固化型树脂混凝土铺筑在已经涂有常温型树脂粘结料的GA10浇注式沥青混凝土层表面，采用30t胶轮压路机进行碾压4遍，完成后常温封闭养生3天开放交通。 [0085] 性能测试：对实施例1～2中新型刚柔复合式钢桥面铺装结构的性能进行测试，测试方法按照《JTG E20‑2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程》进行，结果见表2～5。 [0086] 表3.实施例1～2的GA10浇注式沥青混凝土下面层的性能指标参数[0087] 性能指标实施例1 实施例2毛体积相对密度 1.903 1.875 贯入度/mm 1.4 1.3 流动度/s 17 19 60℃动稳定度/(次/mm) 636 574 ‑10℃弯曲破坏应变/με 3577 3902 15℃，10Hz动态模量/MPa 8757 8805 [0088] 表4.实施例1～2的RSMA10常温固化树脂混凝土上面层的各项指标参数[0089]性能指标实施例1 实施例2 固化后70℃马歇尔稳定度/KN 56.2 51.8 流值/0.1mm 32.5 36.3 60℃动稳定度/(次/mm) ＞20000 ＞20000 ‑10℃弯曲破坏应变/με 8644 8715 浸水残留马歇尔稳定度％ 98.5 98.1 冻融劈裂强度比/％ 91.1 92.4 构造深度/mm 0.99 0.97 摩擦系数/BPN 69 68 [0090] 表5铺装结构性能对比 [0091] [0092] [0093] 由上表可知： [0094] (1)本发明提供的刚柔复合铺装结构的高温性能较好，60℃动稳定度＞20000次/mm。 [0095] (2)15℃、10Hz最接近路面的服役状态条件，本发明提供的刚柔复合铺装结构的动态模量大于普通浇注式沥青混合料。 [0096] (3)铺装上面层RSMA10的构造深度接近1mm，摩擦系数接近70BPN，表明本发明提供的刚柔复合式铺装具有良好的抗滑性能。 [0097] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例展示如上，但并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

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