Eac橋梁鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于道路施工領(lǐng)域，尤其是涉及一種EAC橋梁鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著大跨徑橋梁的不斷建成，橋梁鋼橋面鋪裝的矛盾日益突出。以往的工程實際 表明，我國的橋梁鋼橋面鋪裝不能直接套用國外的設(shè)計模式，我國鋼橋面鋪裝先后采用過 普通瀝青混凝土、改性瀝青混凝土、SMA、饒注式瀝青混凝土、美國環(huán)氧瀝青混凝土等材料， 鋼橋面鋪裝的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過單層、雙層及多層等形式，但在實際表明，絕大部分材料和結(jié)構(gòu)無 法滿足正交異性鋼橋面的特征，在投入使用之后，先后便出現(xiàn)車轍、開裂、脫層、泛油等病 害，鋼橋面鋪裝技術(shù)已成為我國橋梁發(fā)展的一個瓶頸，即使從英國引進(jìn)的澆注式瀝青混凝 土和從美國引進(jìn)的美國環(huán)氧瀝青混凝土技術(shù)，在實體橋梁上大量出現(xiàn)失敗案例，目前尋找 一種可靠、簡便、實用的橋梁鋼橋面鋪裝技術(shù)顯得十分迫切。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種質(zhì)量可靠且施工方便實用的 EAC (Epoxy Asphalt Concrete)橋梁鋼橋面環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：一種EAC橋梁鋼橋面鋪裝結(jié) 構(gòu)，所述鋪裝結(jié)構(gòu)從下至上依次包括環(huán)氧瀝青碳纖維防護(hù)層、鋪設(shè)于環(huán)氧瀝青碳纖維布層 上的環(huán)氧瀝青碎石剪力層、環(huán)氧瀝青混凝土層、改性環(huán)氧防水加固層及改性環(huán)氧碎石微表 處理層；所述環(huán)氧瀝青碳纖維防護(hù)層由涂覆于所述鋼橋面上以0. 4~0. 6kg/m2的涂布量涂 布而成的第一環(huán)氧瀝青樹脂層和粘接于該第一環(huán)氧瀝青樹脂層上的碳纖維布層構(gòu)成；所述 環(huán)氧瀝青碎石剪力層由涂覆于碳纖維布層上以1. 2~1. 5kg/ m2涂布量涂布而成的第二環(huán) 氧瀝青樹脂層和撒布于該第二環(huán)氧瀝青樹脂層上碎石剪力層構(gòu)成，碎石剪力層的碎石粒徑 為4-6mm ;所述改性環(huán)氧防水加固層由涂覆于所述環(huán)氧瀝青混凝土層上以0. 4~0. 6kg/ m2 涂布量涂布的第一改性環(huán)氧樹脂層和粘接于第一改性環(huán)氧樹脂層上的網(wǎng)格防裂布層構(gòu)成； 所述改性環(huán)氧碎石微表處理層由涂覆于改性環(huán)氧防水加固層上以〇. 8~1. 2kg/ m2涂布量 涂布的第二改性環(huán)氧樹脂層和撒布于該第二改性環(huán)氧樹脂層上的碎石微表處理層構(gòu)成。
[0005] 進(jìn)一步的，所述環(huán)氧瀝青混凝土層的厚度為30~50mm。
[0006] 本實用新型先在橋梁鋼橋面上設(shè)置一道環(huán)氧瀝青碳纖維防護(hù)層，即先在橋梁表面 鋼板進(jìn)行拋丸清潔處理，采用一種具有一定柔韌性又具強(qiáng)大剛性的環(huán)氧瀝青樹脂作為防腐 材料進(jìn)行涂布，同時貼上碳纖維布進(jìn)行加強(qiáng)，形成一道強(qiáng)大的防護(hù)層，保護(hù)橋梁鋼板本體； 同時又具有強(qiáng)大的粘接能力，擺脫夏季高溫所引起的粘性不足導(dǎo)致整體鋪裝層破壞；然后 在環(huán)氧瀝青碳纖維防護(hù)層上設(shè)置環(huán)氧瀝青碎石剪力層，在環(huán)氧瀝青碳纖維防護(hù)層未固化 前，再次涂布環(huán)氧瀝青樹脂，同時撒布4-6mm碎石約占表面積的20~30%，固化后所形成 便是環(huán)氧瀝青碎石剪力層，環(huán)氧瀝青碎石剪力層的設(shè)置解決了整體鋪裝層水平方向滑移的 問題，同時使上下層之間更融合為一體；
[0007] 再借用成熟的瀝青混凝土級配設(shè)計原理及鋪裝施工方法將其拌合攤鋪碾壓成型 為環(huán)氧瀝青混凝土層，環(huán)氧瀝青混合料可以在常溫下使用EAC專用混凝土拌和機(jī)進(jìn)行拌合 生產(chǎn)，攤鋪碾壓也可以按常規(guī)的瀝青混凝土的方式進(jìn)行施工作業(yè)；集料的粒徑可以根據(jù)鋼 橋路面的厚度要求進(jìn)行多種級配的設(shè)計，一般粒徑最大為6_，鋼橋路面的一般厚度可設(shè)計 為 30 ~50mm。
[0008] 環(huán)氧瀝青混凝土層是EAC鋪裝的關(guān)鍵技術(shù)，鋼橋面鋪裝有一個重要指標(biāo)是抗疲勞 性能，環(huán)氧瀝青混合料鋪裝層發(fā)生疲勞破壞的主要形式有兩種：一是在鋼橋面板下的加勁 頂部由于負(fù)彎矩作用使鋪裝層表面出現(xiàn)開裂；二是鋪裝層和鋼板之間黏結(jié)力喪失而產(chǎn)生滑 移。我們認(rèn)為集料級配對環(huán)氧瀝青混合料的強(qiáng)度和路用性能有很大影響，級配越細(xì)，混合料 的強(qiáng)度和疲勞壽命就越大。但對普通瀝青混合料來說，級配越細(xì)，其在高溫下的穩(wěn)定度就 越差，在車載作用下有可能出現(xiàn)泛油、車轍等破壞現(xiàn)象。對環(huán)氧瀝青樹脂來說，由于環(huán)氧樹 脂加入瀝青中，經(jīng)固化劑發(fā)生固化反應(yīng)，形成不可逆的固化物，在高溫下只會變軟但不會流 動，所以環(huán)氧瀝青混合料路面具有很好的抗變形穩(wěn)定性。
[0009] 路面的抗滑能力主要來源于其表面的廣義粗糙度和狹義粗糙度。狹義粗糙度是指 我們通過對鋼橋面板的拋丸清潔除銹、環(huán)氧瀝青碳纖防護(hù)層、環(huán)氧瀝青碎石剪力層，把原先 光滑的鋼板轉(zhuǎn)化成相對粗糙的界面；廣義的粗糙度主要由集料級配決定，它控制雨天輪胎 和路面之間積水排除的速度，從而決定潮濕路面摩擦系數(shù)隨車速變化曲線的斜率。采用偏 細(xì)級配將減少路面廣義粗糙度，從而減少潮濕狀態(tài)下路面的抗滑能力。我們通過綜合考慮 混合料的抗疲勞性能、水穩(wěn)定度、高溫穩(wěn)定度、低溫抗裂性等路用性能，通過確定混合料的 結(jié)構(gòu)參數(shù)如瀝青用量和與級配相關(guān)的空隙率，使混合料具有良好的結(jié)構(gòu)特點，從而達(dá)到要 求的性能指標(biāo)，同時消除由于負(fù)彎矩帶來的不良后果，減少潮濕狀態(tài)下路面的抗滑能力。
[0010] 在環(huán)氧瀝青混凝土層表面再設(shè)置一道改性環(huán)氧防水加固層，即在混凝土表面進(jìn)行 拋光清潔，涂布改性環(huán)氧樹脂，涂布量〇. 4~0. 6kg/ m2，同時貼上網(wǎng)格防裂布進(jìn)行加強(qiáng)，形 成一道改性環(huán)氧防水加固層；改性環(huán)氧防水加固層不僅保護(hù)環(huán)氧瀝青混凝土層，同時為更 好的連接具有行車功能的改性環(huán)氧碎石微表處理層；改性環(huán)氧碎石微表處理層，以改性環(huán) 氧樹脂作膠結(jié)材料，用量〇. 8~1. 2kg/ m2,配合適當(dāng)4~6mm碎石，一般粒徑最大為6mm，進(jìn) 行改性環(huán)氧碎石微表處理形成行車功能層，這不僅提供了舒適的行車路面，同時引入長壽 命路面鋪裝思維，日久，只需更換微表處，而鋪裝主體則長久保存，自此形成的便是完整的 EAC橋梁鋼橋面環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝技術(shù)。
[0011] 本鋪裝結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧瀝青樹脂，分別用于環(huán)氧瀝青碳纖維防護(hù)層、環(huán)氧瀝青碎石 剪力層和環(huán)氧瀝青混凝土層的膠結(jié)材料；該環(huán)氧瀝青樹脂是常溫型固化環(huán)氧瀝青樹脂材 料，由A、B兩個組分構(gòu)成，組分A包括環(huán)氧樹脂70份、重交瀝青30份、稀釋劑30份、增韌 劑18份組成、偶聯(lián)劑2份；B組分包括A型固化劑15份、B型固化劑25份、韌性固化劑10 份；所述份數(shù)按重量數(shù)計，組分A與組分B的重量比為3:1 ;所述稀釋劑為丙二醇單甲醚； 所述增韌劑為聚丙二醇二縮水甘油醚；所述硅烷偶聯(lián)劑為縮水甘油醚丙基三甲氧基硅 烷；所述A型固化劑為N-氨乙基哌嗪；所述B型固化劑為間苯二甲胺；所述韌性固化劑為 聚醚胺。
[0012] 制作工藝如下：
[0013] 1)將組分A的環(huán)氧樹脂放入70°C烘房24小時備用、將組分A中的瀝青放置加溫 容器內(nèi)，升溫至140°C并攪拌均勻備用；
[0014] 2)將組分A的加溫好的環(huán)氧樹脂及瀝青按照上述比例配置，放置同一容器內(nèi)混合 攪拌5-10min，冷卻至70°C，再按照上述比例配置稀釋劑、增韌劑、偶聯(lián)劑放置同一容器內(nèi) 混合攪拌5-8min，至均勻，分桶密封包裝；將組分B的各成分按照上述比例配置好，在常溫 下放置同一容器內(nèi)混合攪拌3-5min，至均勾，分桶密封包裝；
[0015] 3)使用時將調(diào)至好的組分A預(yù)先放入70°C烘房24小時備用，組分B常溫，按照組 分A與組分B的重量比為3:1的比例放置同一容器內(nèi)，混合攪拌3-5min，至均勻，即制得所 述環(huán)氧瀝青樹脂材料。
[0016] 環(huán)氧瀝青樹脂在本鋪裝結(jié)構(gòu)的各層中所起的作用如下：
[0017] 1)環(huán)氧瀝青碳纖維防護(hù)層：
[0018] 1、作為鋼橋面的鋪裝下層，環(huán)氧瀝青與鋼板有良好的黏結(jié)力以適應(yīng)在溫度與行車 荷載作用的復(fù)雜變形。
[0019]2、作為與鋼橋面板直接接觸的鋪裝下層，環(huán)氧瀝青更具備良好的防水與密水性。
[0020] 2)環(huán)氧瀝青碎石剪力層：
[0021] 強(qiáng)度高、韌性好，環(huán)氧瀝青牢牢地固定著碎石顆粒，有效傳遞行車荷載，把受力擴(kuò) 大到更大的面積來消化，從而提高了鋪裝層的整體抗滑能力。
[0022] 3)環(huán)氧瀝青混凝土層：
[0023] 1、由于環(huán)氧瀝青的參與環(huán)氧瀝青混凝土層表現(xiàn)出高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性能，比 其他類型的瀝青混凝土高出很多；
[0024] 2、具有級好的抗疲勞性能和水穩(wěn)定性能；
[0025] 3、具有很強(qiáng)的抵抗化學(xué)物質(zhì)侵蝕能力，包括溶劑和油；
[0026] A、B兩組分混合后其特征和性能應(yīng)符合表1的規(guī)定。EAC鋼橋面環(huán)氧瀝青樹脂的 特征和性能要求
[0027] 表 1
[0028]
[0029]
[0030] 改性環(huán)氧樹脂，主要用于改性環(huán)氧防水加固層及改性環(huán)氧碎石微表處理層，是常 溫型固化材料，由A、B兩個組分構(gòu)成，其中A組分由環(huán)氧樹脂、環(huán)氧改性劑和活性稀釋劑組 成，B組分由固化劑和促進(jìn)劑等組成。改性環(huán)氧樹脂可在市場上購得，具體制備方法不再贅 述。A、B兩組分混合后其特征和性能應(yīng)符合表2的規(guī)定。
[0031]表 2
[0032]
[0033]集料：
[0034] 集料是指天然的碎石料，可以在市場上采購，宜采用潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì) 的石料，集料規(guī)格有0~2mm、2~4mm、4~6mm三種，集料技術(shù)要求可參照下表3 ;
[0035] 集料的技術(shù)要求表3
[0036]
[0037]填料：
[0038] 填料宜采用石灰?guī)r或巖漿中的強(qiáng)基性等憎水性石料磨制的礦粉，不應(yīng)含泥土雜 質(zhì)、團(tuán)粒結(jié)塊，要求干燥，其質(zhì)量應(yīng)符合表4.
[0039] 礦粉質(zhì)量要求
[0040] 表4
[0041]
[0042]<