專利名稱：：一種水泥混凝土橋橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于交通運(yùn)輸工程
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種直接鋪設(shè)在水泥混凝土橋橋面上的鋪裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：水泥混凝土橋橋面鋪裝是指為了保證車輛安全舒適地通過橋面，在水泥混凝土橋橋面上鋪筑的防護(hù)面層。鋪裝層直接鋪設(shè)在水泥混凝土板上，在行車荷載、風(fēng)載、溫度變化及地震等因素的影響下，其受力和變形遠(yuǎn)較公路路面和機(jī)場(chǎng)道面復(fù)雜，因而對(duì)其強(qiáng)度、穩(wěn)定性、疲勞耐久性等均有更高要求。同時(shí)，又由于鋪裝所處的特殊位置，在使用性能上又有重量輕、高粘結(jié)性、不透水性等特殊要求。橋面鋪裝是橋梁行車系的重要組成部分，它的好壞直接關(guān)系到行車的安全性、舒適性、橋梁耐久性及投資效益和社會(huì)效益，因此橋面鋪裝是水泥混凝土橋梁建設(shè)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。隨著我國(guó)高速公路建設(shè)迅猛發(fā)展，我國(guó)興建了一大批水泥混凝土橋，由于大部分設(shè)計(jì)與施工人員對(duì)水泥混凝土橋橋面鋪裝體系認(rèn)識(shí)不足，橋面鋪裝完成之后短時(shí)間內(nèi)鋪裝層出現(xiàn)了嚴(yán)重的早期病害，鋪裝層的使用耐久性多數(shù)情況下無法滿足設(shè)計(jì)要求，大大降低了橋梁主體結(jié)構(gòu)的使用耐久性，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。水泥混凝土橋橋面鋪裝問題不僅是工程界的難題，也是國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。國(guó)外對(duì)橋面鋪裝面層的設(shè)計(jì)(包括鋪裝材料選擇和厚度、結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì))主要是釆用基于材料性能試驗(yàn)之上的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。例如，對(duì)鋪裝層厚度的設(shè)計(jì)，各國(guó)根據(jù)本國(guó)的經(jīng)驗(yàn)采用不同的厚度值，日本提出雙層鋪裝結(jié)構(gòu)的上層鋪裝采用密集配改性瀝青混凝土，下層采用澆注式瀝青混凝土，其空隙率接近于零，主張鋪裝厚度為60~75mm，歐美一些國(guó)家則采用40mm左右；對(duì)瀝青混凝土種類的選擇各國(guó)也不相同，但均盡量采用優(yōu)質(zhì)的瀝青混凝土來提高橋面鋪裝的耐久性能。橋面鋪裝結(jié)構(gòu)分為單層結(jié)構(gòu)與雙層結(jié)構(gòu)，其中以雙層結(jié)構(gòu)居多。國(guó)內(nèi)對(duì)水泥混凝土橋橋面鋪裝體系的研究較少，設(shè)計(jì)中主要沿用公路瀝青路p的設(shè)計(jì)方法，沒有形成一整套系統(tǒng)的橋面鋪裝的設(shè)計(jì)、施工方法。國(guó)內(nèi)水泥混凝土橋橋面瀝青混凝土鋪裝厚度一般為6~8cm，特殊情況下增至10cm;鋪裝層采用雙層結(jié)構(gòu)，下面層采用34cm整平層，采用中粒式瀝青混凝土；表面層的厚度和混合料類型與其相鄰橋頭引線的行車道上的瀝青表面層的厚度、混合料級(jí)配類型相同，以便與橋頭引線部分一起施工，減少接縫，在上、下面層之間灑布粘層瀝青，保證橋面鋪裝層的整體性。目前，我國(guó)已建成并投入使用大量的水泥混凝土橋，其鋪裝層使用狀況不容樂觀，大部分橋梁在建成通車后不久即出現(xiàn)車轍，橫向推移、開裂等病害，國(guó)內(nèi)部分水泥混凝土橋橋面鋪裝層的病害調(diào)查如下表所示。表1國(guó)內(nèi)部分水泥混凝土橋橋面鋪裝層病害調(diào)査<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>水泥混凝土橋橋面鋪裝層過早出現(xiàn)的車轍、橫向推移、開裂等病害，不僅威脅到高速行車的安全，也影響了橋面板的使用壽命，同時(shí)也造成了一定的社會(huì)影響。發(fā)明人收集整理了大量水泥混凝土橋面鋪裝調(diào)査資料，對(duì)我國(guó)水泥混凝土橋橋面鋪裝早期病害進(jìn)行了研究，分析認(rèn)為，防水粘結(jié)層的使用不當(dāng)，鋪裝設(shè)計(jì)過程中片面強(qiáng)調(diào)材料的某一方面性能，鋪裝層抗疲勞性能不足，超載與大交通量等是造成我國(guó)水泥混凝土橋橋面鋪裝早期破壞的主要原因，而水泥混凝土橋橋面的不利使用條件、鋪裝施工過程中的質(zhì)量控制問題也是其重要的影響因素。表l為國(guó)內(nèi)部分水泥混凝土橋橋面鋪裝病害調(diào)查。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種水泥混凝土橋橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)，水泥混凝土橋面板上方依次設(shè)置有環(huán)氧瀝青混凝土層和SMA13瀝青混凝土層；所述水泥混凝土橋面板與環(huán)氧瀝青混凝土層之間通過防水粘結(jié)層粘合，所述環(huán)氧瀝青混凝土層與所述SMA13瀝青混凝土層之間通過粘結(jié)層粘合。所述環(huán)氧瀝青混凝土層的厚度為2540mm;所述SMA13瀝青混凝土層的厚度為3045mm;所述防水粘結(jié)層的厚度為0.40.8mrn;所述粘結(jié)層的厚度為1.21.6mm。所述環(huán)氧瀝青混凝土層中環(huán)氧瀝青混凝土是由環(huán)氧瀝青結(jié)合料與瀝青混合料混合而成，混合比例為510:100，以重量份計(jì)；所述環(huán)氧瀝青結(jié)合料由環(huán)氧樹脂加熱至80士5"C后與加熱至125土5"C的環(huán)氧瀝青結(jié)合料用添加固化劑的基質(zhì)瀝青混合而成，混合比例為100:520，以重量份計(jì)；所述環(huán)氧瀝青結(jié)合料用添加固化劑的基質(zhì)瀝青為市售商品。環(huán)氧瀝青結(jié)合料中的環(huán)氧樹脂需要達(dá)到的技術(shù)要求如表2所示表2環(huán)氧樹脂的技術(shù)要求<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>環(huán)氧瀝青結(jié)合料中的添加固化劑的基質(zhì)瀝青要達(dá)到的技術(shù)要求如表3所示表3結(jié)合料用添加固化劑的基質(zhì)瀝青的技術(shù)要求<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>環(huán)氧瀝青結(jié)合料的技術(shù)要求如表4所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>所述SMA13瀝青混凝土層中SMA13瀝青混凝土是由SMA13瀝青混凝土用結(jié)合料與SMA13瀝青混合料混合而成，混合比例為510:100，以重量份計(jì)；SMA13瀝青用結(jié)合料的技術(shù)要求如表5所示表5SMA13瀝青用結(jié)合料的技術(shù)要求<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>所述防水粘結(jié)層采用環(huán)氧瀝青粘結(jié)料制成，所述環(huán)氧瀝青粘結(jié)料由環(huán)氧樹脂加熱至80土5'C后與加熱至150士5。C的環(huán)氧瀝青粘結(jié)料用添加固化劑的基質(zhì)瀝青混合而成，混合比例為100:300800，以重量份計(jì)；所述環(huán)氧瀝青粘結(jié)料用添加固化劑的基質(zhì)瀝青為市售商品。所述環(huán)氧瀝青粘結(jié)料中的環(huán)氧樹脂的技術(shù)要求如表6所示:表6環(huán)氧樹脂的技術(shù)要求<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>所述環(huán)氧瀝青粘結(jié)料中的添加固化劑的基質(zhì)瀝青的技術(shù)要求如表7所示表7粘結(jié)料用添加固化劑的基質(zhì)瀝青的技術(shù)要求<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>所述環(huán)氧瀝青粘結(jié)料的技術(shù)要求如表8所示:表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本發(fā)明中所述的環(huán)氧瀝青混合料和SMA13瀝青混合料，在操作中一般要求使兩種混合料的實(shí)際生產(chǎn)配合比各級(jí)篩孔的累計(jì)通過百分率接近于表10的級(jí)配范圍中值。表10礦料級(jí)配各級(jí)篩孔的累計(jì)通過百分率<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表10中，瀝青用量以重量百分比計(jì)。本發(fā)明的有益效果為1、本發(fā)明水泥混凝土橋的"防水粘結(jié)層+環(huán)氧瀝青混凝土+粘結(jié)層+SMA13瀝青混凝土"鋪裝具有較高的密實(shí)度和適度的空隙率，在常溫條件下有較高的強(qiáng)度和較低的勁度模量，低溫條件下有較高的強(qiáng)度，較低的勁度模量和較小的溫度收縮系數(shù)；該鋪裝結(jié)構(gòu)具有良好的抗疲勞性能和良好的水穩(wěn)定性，有很好的變形能力，可以更好的滿足高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、常溫抗疲勞和各層粘結(jié)力的要求。通過大量的材料選擇、配比和各種性能指標(biāo)的試驗(yàn)，實(shí)際工程的應(yīng)用表明，該新型鋪裝結(jié)構(gòu)能夠滿足車輛荷載、工作溫度和耐久性的要求；2、本發(fā)明水泥混凝土橋橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)，采用"防水粘結(jié)層+環(huán)氧瀝青混凝土層+粘結(jié)層+SMA13瀝青混凝土層"的新型耐久性鋪裝結(jié)構(gòu)類型，其中，防水粘結(jié)層能夠防止水分侵入以保護(hù)水泥混凝土板，并與橋面板充分粘結(jié)，提供足夠的附著力以抵抗溫度變化、重車剎車所'造成的剪力；下層環(huán)氧瀝青混凝土層為保護(hù)層，分散荷載，將水泥混凝土橋橋面板不平整部分加以整平，并保護(hù)下層的防水膜，使其不受機(jī)械施工的傷害；同時(shí)使鋪裝與橋面板緊密連結(jié)一致，兼具防水作用；粘結(jié)層起到保證上下鋪裝層的協(xié)同作用，共同承擔(dān)車輛的荷載作用；上層SMA13瀝青混凝土層為磨耗層，直接與車輪接觸，為滿足行駛安全的需求提供具有足夠的摩擦力，并提供平整的路面，以滿足行駛舒適性要求，同時(shí)具有足夠的抗反彎曲的能力和較強(qiáng)的抗車轍性能；8200910035092.63、本發(fā)明方案改善了橋面鋪裝層的高溫穩(wěn)定性與抗疲勞性能，并取得了結(jié)構(gòu)的低溫抗裂性、變形追從性與使用耐久性等方面的綜合平衡；本發(fā)明方案的變形適應(yīng)能力強(qiáng)，疲勞壽命也相當(dāng)好，該組合方案在技術(shù)上可行，在各項(xiàng)指標(biāo)相差不大的前提下，具有更高的性價(jià)比，其綜合性能最好。圖1為本發(fā)明水泥混凝土橋橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)的示意圖。具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例的方式，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。實(shí)施例l如圖1所示，一種水泥混凝土橋橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)，水泥混凝土橋面板1上方依次設(shè)置有環(huán)氧瀝青混凝土層2和SMA13瀝青混凝土層3;所述水泥混凝土橋面板1與環(huán)氧瀝青混凝土層2之間通過防水粘結(jié)層4粘合，所述環(huán)氧瀝青混凝土層2與所述SMA13瀝青混凝土層3之間通過粘結(jié)層5粘合；所述環(huán)氧瀝青混凝土層2的厚度為35mm;所述SMA13瀝青混凝土層3的厚度為38mm;所述防水粘結(jié)層4的厚度為0.6mm;所述粘結(jié)層5的厚度為1.5mm。所述環(huán)氧瀝青混凝土層2中環(huán)氧瀝青混凝土是由環(huán)氧瀝青結(jié)合料與瀝青混合料混合而成，混合比例為6:100，以重量份計(jì)；所述環(huán)氧瀝青結(jié)合料由環(huán)氧樹脂加熱至83'C后與加熱至126'C的環(huán)氧瀝青結(jié)合料用添加固化劑的基質(zhì)瀝青混合而成，混合比例為100:520，以重量份計(jì)；所述SMA13瀝青混凝土層3中SMA13瀝青混凝土是由SMA13瀝青混凝土用結(jié)合料與SMA13瀝青混合料混合而成，混合比例為6:100，以重量份計(jì)；所述防水粘結(jié)層4采用環(huán)氧瀝青粘結(jié)料制成，所述環(huán)氧瀝青粘結(jié)料由環(huán)氧樹脂加熱至8(TC后與加熱至15(TC的環(huán)氧瀝青粘結(jié)料用添加固化劑的基質(zhì)瀝青混合而成，混合比例為100:600，以重量份計(jì)；所述粘結(jié)層5采用SBS改性乳化瀝青粘結(jié)層。本實(shí)施例中的水泥混凝土橋橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)，測(cè)試結(jié)果如表11表13:表11本實(shí)施例中水泥混凝土橋橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)6(TC車轍試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表12本實(shí)施例中水泥混凝土橋橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)疲勞壽命測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表13本實(shí)施例中水泥混凝土橋橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)空隙率測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>本實(shí)施例中的水泥混凝土橋橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)中，對(duì)環(huán)氧瀝青混凝土和SMA13瀝青混凝土進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表14表17:表1460'C車轍試驗(yàn)結(jié)果名<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表15-15°0」、梁低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果名<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表17凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果名<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)施例24如圖1所示，一種水泥混凝土橋橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)，水泥混凝土橋面板1上方依次設(shè)置有環(huán)氧瀝青混凝土層2和SMA13瀝青混凝土層3;所述水泥混凝土橋面板1與環(huán)氧瀝青混凝土層2之間通過防水粘結(jié)層4粘合，所述環(huán)氧瀝青混凝土層2與所述SMA13瀝青混凝土層3之間通過粘結(jié)層5粘合；各層的厚度及材料參數(shù)見表18，其他同實(shí)施例l。表18實(shí)施例24中各層的厚度及材料參數(shù)實(shí)施例234環(huán)氧瀝青混凝土層厚度(mm)254030A:B7:畫10:腦5:100C:D跳520100:520跳520混合時(shí)c溫度rc)758085混合時(shí)D溫度rc)120125130SMA13瀝青混凝土層厚度(mm)353045E:F10:1007:1005:謂防水粘結(jié)層厚度(mm)0.40.60.8C:H100:300100:500100:800混合時(shí)G溫度rc)858075混合時(shí)H溫度rc)150155145粘結(jié)層厚度(mm)1.51.61.2說明表中，A表示環(huán)氧瀝青結(jié)合料，B表示瀝青混合料，A:B表示兩者的配比；C表示環(huán)氧樹脂，D表示環(huán)氧瀝青結(jié)合料用添加固化劑的基質(zhì)瀝青，C:D表示環(huán)氧樹脂與環(huán)氧瀝青結(jié)合料用添加固化劑的基質(zhì)瀝青兩者的配比；E:F表示SMA13瀝青混凝土用結(jié)合料與SMA13瀝青混合料混合比例；H表示環(huán)氧瀝青粘結(jié)料用添加固化劑的基質(zhì)瀝青，C:H表示環(huán)氧樹脂與環(huán)氧瀝青粘結(jié)料用添加固化劑的基質(zhì)瀝青兩者的配比。1權(quán)利要求1、一種水泥混凝土橋橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)，其特征在于水泥混凝土橋面板(1)上方依次設(shè)置有環(huán)氧瀝青混凝土層(2)和SMA13瀝青混凝土層(3)；所述水泥混凝土橋面板(1)與環(huán)氧瀝青混凝土層(2)之間通過防水粘結(jié)層(4)粘合，所述環(huán)氧瀝青混凝土層(2)與所述SMA13瀝青混凝土層(3)之間通過粘結(jié)層(5)粘合。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的水泥混凝土橋橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述環(huán)氧瀝青混凝土層(2)的厚度為2540mm;所述SMA13瀝青混凝土層G)的厚度為3045mm;所述防水粘結(jié)層(4)的厚度為0.40.8mm;所述粘結(jié)層(5)的厚度為1.21.6mm。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥混凝土橋橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述環(huán)氧瀝青混凝土層(2)中環(huán)氧瀝青混凝土是由環(huán)氧瀝青結(jié)合料與瀝青混合料混合而成，混合比例為510:100，以重量份計(jì)；所述環(huán)氧瀝青結(jié)合料由環(huán)氧樹脂加熱至80土5'C后與加熱至125±5"的環(huán)氧瀝青結(jié)合料用添加固化劑的基質(zhì)瀝青混合而成，混合比例為100:520，以重量份計(jì)；所述SMA13瀝青混凝土層G)中SMA13瀝青混凝土是由SMA13瀝青混凝土用結(jié)合料與SMA13瀝青混合料混合而成，混合比例為510:100，以重量份計(jì)；所述防水粘結(jié)層(4)采用環(huán)氧瀝青粘結(jié)料制成，所述環(huán)氧瀝青粘結(jié)料由環(huán)氧樹脂加熱至80土5'C后與加熱至150士5'C的環(huán)氧瀝青粘結(jié)料用添加固化劑的基質(zhì)瀝青混合而成，混合比例為100:300800，以重量份計(jì)；所述粘結(jié)層(5)采用SBS改性乳化瀝青粘結(jié)層。全文摘要本發(fā)明提供一種水泥混凝土橋橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)，水泥混凝土橋面板(1)上方依次設(shè)置有環(huán)氧瀝青混凝土層(2)和SMA13瀝青混凝土層(3)；所述水泥混凝土橋面板(1)與環(huán)氧瀝青混凝土層(2)之間通過防水粘結(jié)層(4)粘合，所述環(huán)氧瀝青混凝土層(2)與所述SMA13瀝青混凝土層(3)之間通過粘結(jié)層(5)粘合。本發(fā)明方案改善了橋面鋪裝層的高溫穩(wěn)定性與抗疲勞性能，并取得了結(jié)構(gòu)的低溫抗裂性、變形追從性與使用耐久性等方面的綜合平衡；本發(fā)明方案的變形適應(yīng)能力強(qiáng)，疲勞壽命也相當(dāng)好，該組合方案在技術(shù)上可行，在各項(xiàng)指標(biāo)相差不大的前提下，具有更高的性價(jià)比，其綜合性能最好。文檔編號(hào)E01D19/12GK101654903SQ20091003509公開日2010年2月24日申請(qǐng)日期2009年9月15日優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日發(fā)明者彭廣銀,剛李,王建偉,趙永國(guó),錢振東,陳團(tuán)結(jié),陳磊磊,明霍,衛(wèi)黃申請(qǐng)人:東南大學(xué);中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司