專利名稱：水泥混凝土橋面倒裝式瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要應(yīng)用于水泥混凝土橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，特別設(shè)計用于解決水泥混凝土橋面的平整度、抵抗車轍變形和層間破壞，屬于交通運輸工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
橋面鋪裝是指為了保證車輛安全舒適地通過橋面，在其上鋪筑的防護面層，是橋梁結(jié)構(gòu)的重要組成部分。其作用在于防止車輪直接磨耗行車道板，保護主梁免受雨水及其它有害物質(zhì)的侵蝕，并起到擴散荷載的作用。橋面鋪裝質(zhì)量的好壞和耐久性將直接影響到汽車的行駛質(zhì)量和橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性能。水泥混凝土橋面鋪裝一般都沿用道路路面的鋪裝經(jīng)驗，根據(jù)設(shè)計厚度選擇沿線路面結(jié)構(gòu)的表面層和中面層結(jié)構(gòu)，而中面層結(jié)構(gòu)多數(shù)浙青混凝土結(jié)構(gòu)，然而，調(diào)查數(shù)據(jù)表明:水泥混凝土橋的浙青混凝土鋪裝的破損率往往遠高于臨近路基段，所占比例最高的病害依次為車轍、推移和水破壞，分析原因發(fā)現(xiàn)，對于水泥混凝土橋橋面浙青混凝土鋪裝，由于兩種材料間存在較大的模量差，導(dǎo)致浙青層和水泥混凝土層之間的黏結(jié)不良，層間處于滑動脫開狀態(tài)，浙青混凝土層在行車荷載作用下處于單獨受力狀態(tài)，加之材料本身抗高溫性能不足，直接導(dǎo)致推移、車轍病害的出現(xiàn)。另一方面，由于現(xiàn)澆的水泥混凝土板往往平整度不良，因此，浙青混凝土鋪裝時其厚度并不均勻，而沿用道路中面層設(shè)計的浙青混凝土中集料的公稱最大粒徑一般為 19mm，這一設(shè)計導(dǎo)致層厚與材料的公稱最大粒徑比過小，鋪裝中出現(xiàn)明顯的離析，空隙偏大顯現(xiàn)，這一問題是導(dǎo)致路面水損害的誘因之一。因此，水泥混凝土橋面的鋪裝不應(yīng)簡單沿用公路路面設(shè)計的方案，而應(yīng)該針對其特點進行結(jié)構(gòu)和材料的設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種適用于水泥混凝土橋梁橋面浙青混凝土倒裝式鋪裝結(jié)構(gòu)設(shè)計，能較好的解決由于現(xiàn)澆水泥混凝土板平整度差，浙青鋪裝層鋪裝厚度薄厚不均勻，層厚與混合料公稱最大粒徑比不合理導(dǎo)致的浙青鋪裝層材料離析滲水問題；以及水泥混凝土橋面鋪裝常見的由于層間黏結(jié)失效和浙青混凝土高溫穩(wěn)定性不足導(dǎo)致的剪切推移破壞。本發(fā)明還提供該鋪裝結(jié)構(gòu)的施工方法。技術(shù)方案原理:本發(fā)明提出不同于以往橋面鋪裝設(shè)計沿用公路路面結(jié)構(gòu)，按照混合料表面層至下面層逐層材料公稱最大粒徑遞增的設(shè)計方法，采用材料公稱最大粒徑遞減的設(shè)計原則設(shè)計橋面鋪裝雙層鋪裝結(jié)構(gòu)。水泥混凝土橋面倒裝式浙青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)，從橋面至表層以次由如下結(jié)構(gòu)層組成:水泥混凝土橋面板抗剪槽，黏結(jié)防水層，小粒徑浙青混凝土調(diào)平層，防水層和中粒徑浙青混凝土抗滑表層；所述小粒徑浙青混凝土調(diào)平層采用公稱最大粒徑為9.5mm集料的SBS聚合物改性浙青混凝土，且其中>4.75mm粒徑的集料所占集料總重量比例不低于60%，0.075mm粒徑集料所占集料總重量比例不低于9%，中粒徑浙青混凝土抗滑表層采用公稱最大粒徑為13.2mm或16mm集料的SBS聚合物改性浙青混凝土,且其中>4.75mm粒徑的集料所占集料總重量比例為65 75%，0.075mm粒徑集料所占集料總重量比例不低于7%。所述黏結(jié)防水層由1.8 2.2kg/m2SBS聚合物改性浙青膜與9.5 13.2mm單粒徑碎石復(fù)合結(jié)構(gòu)組成，碎石用量為7 8kg/m2。所述防水層為0.8 1.0kg/m2乳化SBS聚合物改性浙青膜。所述水泥混凝土橋面板抗剪槽為延橋面橫向的刻制槽，間隔寬度為10 15cm，刻槽寬度為I 1.5cm，槽深度為0.5 1cm。所述小粒徑浙青混凝土調(diào)平層平均厚度為3-4cm。所述中粒徑浙青混凝土防滑表層平均厚度為4cm。上述鋪裝結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟:(I)在水泥混凝土橋面刻槽，清除雜物并干燥橋面；(2)在干燥的橋面按照1.8 2.2kg/m2劑量灑鋪聚合物改性浙清膜，然后按照7 8kg/m2的劑量撒9.5 13.2mm單粒徑碎石，形成黏結(jié)防水層；(3)在黏結(jié)防水層上鋪筑3-4cm厚公稱最大粒徑為9.5mm的SBS聚合物浙青混凝土調(diào)平層；(4)灑鋪0.8 1.0kg/m2乳化SBS聚合物改性浙青膜防水層；(5)在防水層上鋪筑4cm厚公稱最大粒徑為13.2mm或16_的聚合物改性浙青混凝土抗滑表層；(6)養(yǎng)生12h,開放交通。所述步驟(I)利用小型銑刨機延橋面橫向方向按照10 15cm間隔進行刻槽，槽寬I 1.5cm,槽深度為0.5 Icm,然后用高壓水將表面碎塊沖洗干凈,晾至干燥。采用銑刨機直接刻制在水泥混凝土橋面板或水泥混凝土過渡層上，起到增加水泥混凝土板與浙青混凝土連結(jié)的作用，減小水平剪切力導(dǎo)致的層間黏結(jié)失效。本發(fā)明的從表面層至下面層，混合料的最大公稱粒徑遞減，即小粒徑集料層位于下面層，而發(fā)明的小粒徑浙青混凝土調(diào)平層采用平均3-4cm厚公稱最大粒徑為9.5mm的SBS聚合物浙青混凝土，且其中>4.75mm粒徑的集料所占集料總重量比例不低于60%,0.075mm粒徑集料所占集料總重量比例不低于9%。鋪筑在黏結(jié)防水層后可使黏結(jié)層的單粒徑碎石和混合料中部分碎石壓入水泥混凝土板抗剪槽中。而在表面層即中粒徑浙青混凝土防滑表層采用平均4cm厚公稱最大粒徑為13.2mm或16mm的SBS聚合物改性浙青混凝土,且其中>4.75mm粒徑的集料所占集料總重量比例為65 75%，0.075mm粒徑集料所占集料總重量比例不低于7%。黏結(jié)防水層采用1.8 2.2kg/m2SBS聚合物改性浙青膜與9.5 13.2mm單粒徑碎石復(fù)合結(jié)構(gòu)，起到防水和增強黏結(jié)雙重作用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明鋪裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢特征1、均勻性好本發(fā)明采用上粗下細的倒裝式結(jié)構(gòu)，有效解決了由于現(xiàn)澆水泥混凝土板的平整度差，在下面層施工中如采用較大公稱粒徑浙青混凝土將會出現(xiàn)的按照平均厚度控制施工，出現(xiàn)的局部鋪裝厚度過薄，厚度與材料最大公稱粒徑比不合理導(dǎo)致的混合料離析，空隙過大，滲水破壞的問題。2、抗剪切推移性能好本發(fā)明在水泥混凝土板表層設(shè)置橫向抗剪槽，提高水泥混凝土板與浙青混凝土層之間的黏結(jié)力，緩解由于水泥混凝土橋面與浙青混凝土鋪裝兩層材料異性導(dǎo)致的應(yīng)力、應(yīng)變不連續(xù)出現(xiàn)的層間剪切型破壞。3、抗高溫變形能力強本發(fā)明在表面層和中面層材料均采用SBS聚合物改性浙青膠結(jié)料，并控制其粗集料(>4.75_)的含量，形成骨架密實性的浙青混凝土結(jié)構(gòu)，提高了結(jié)構(gòu)在荷載作用下的抗高溫變形能力，避免小粒徑浙青混凝土高溫抗變形能力不足的隱患。


圖1.橋面設(shè)置剪切槽效果圖2.橋面拉拔力檢測結(jié)果
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。實施例1某位于河北省的水泥混凝土橋橋面鋪裝工程，主橋采用跨徑為138m+138m的獨塔單索面鋼箱疊合箱梁斜拉橋，水泥混凝土橋面為現(xiàn)澆成型，橋面采用浙青混凝土鋪裝。設(shè)計為城市主干路I級。根據(jù)該工程的具體條件，進行如下設(shè)計:1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計水泥混凝土橋面板設(shè)計有抗剪槽,槽間隔為10 15cm,槽寬為I 1.5cm,槽深度控制在0.5 1cm。如圖1所示。
`
采用倒裝式浙青混凝土,表面層為骨架密實型AC-13改性浙青混凝土,厚度4mm,下面層為骨架密實型AC-10改性浙青混凝土，厚度為3.5mm，黏結(jié)防水層浙青灑鋪量為1.8 2.2kg/m2，碎石為13.2mm單粒徑石灰石，防水層為乳化改性浙青，灑布量為0.8
1.0kg/m2。5.2材料設(shè)計1.浙青表1.SBS聚合物改性浙青技術(shù)要求
權(quán)利要求
1.水泥混凝土橋面倒裝式浙青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)，從橋面至表層以次由如下結(jié)構(gòu)層組成:水泥混凝土橋面板抗剪槽，黏結(jié)防水層，小粒徑浙青混凝土調(diào)平層，防水層和中粒徑浙青混凝土抗滑表層；所述小粒徑浙青混凝土調(diào)平層采用公稱最大粒徑為9.5mm集料的SBS聚合物浙青混凝土，且其中>4.75mm粒徑的集料所占集料總重量比例不低于60%,0.075mm粒徑集料所占集料總重量比例不低于9%，中粒徑浙青混凝土抗滑表層采用公稱最大粒徑為13.2mm或16mm集料的SBS聚合物改性浙青混凝土,且其中>4.75mm粒徑的集料所占集料總重量比例為65 75%，0.075mm粒徑集料所占集料總重量比例不低于7%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋪裝結(jié)構(gòu)，所述黏結(jié)防水層由1.8 2.2kg/m2SBS聚合物改性浙青膜與9.5 13.2mm單粒徑碎石復(fù)合結(jié)構(gòu)組成,碎石用量為7 8kg/m2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋪裝結(jié)構(gòu)，所述防水層為0.8 1.0kg/m2乳化SBS聚合物改性浙青膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋪裝結(jié)構(gòu)，所述水泥混凝土橋面板抗剪槽為延橋面橫向的刻制槽，間隔寬度為10 15cm，刻槽寬度為I 1.5cm，槽深度為0.5 1cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋪裝結(jié)構(gòu)，所述小粒徑浙青混凝土調(diào)平層平均厚度為3-4cm。
6.根據(jù)權(quán)利 要求1所述的鋪裝結(jié)構(gòu)，所述中粒徑浙青混凝土防滑表層平均厚度為4cm。
7.權(quán)利要求1所述的水泥混凝土路面倒裝式浙青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟:(I)在水泥混凝土橋面刻槽，清除雜物；(2)在干燥的橋面按照1.8 2.2kg/m2劑量灑鋪聚合物改性浙清膜，然后按照7 8kg/m2的劑量撒9.5 13.2mm單粒徑碎石，形成黏結(jié)防水層；(3)在黏結(jié)防水層上鋪筑3-4cm厚公稱最大粒徑為9.5mm的聚合物浙青混凝土調(diào)平層；(4)灑鋪0.8 1.0kg/m2乳化SBS聚合物改性浙青膜防水層；(5)在防水層上鋪筑4cm厚公稱最大粒徑為13.2mm或16_的聚合物改性浙青混凝土抗滑表層；(6)養(yǎng)生12h,開放交通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的施工方法，所述步驟(I)利用小型銑刨機延橋面橫向方向按照10 15cm間隔進行刻槽，槽寬I 1.5cm，槽深度為0.5 1cm，然后用高壓水將表面碎塊沖洗干凈，晾至干燥。
全文摘要
本發(fā)明涉及水泥混凝土橋面倒裝式瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)，從橋面至表層以次由如下結(jié)構(gòu)層組成水泥混凝土橋面板抗剪槽，黏結(jié)防水層，小粒徑瀝青混凝土調(diào)平層，防水層和中粒徑瀝青混凝土抗滑表層。本發(fā)明的從表面層至下面層，混合料的最大公稱粒徑遞減，即小粒徑集料層位于下面層，按照該方案進行設(shè)計的橋面瀝青混凝土鋪裝檢測結(jié)果表明該技術(shù)方案具有良好的高溫、密實性，其黏結(jié)防水層具有較高的拉拔強度，可有效避免瀝青混凝土層在車輛荷載作用下的剪切推移破壞。
文檔編號E01D19/12GK103243648SQ201310193869
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月23日
發(fā)明者王旭東, 張蕾, 周興業(yè), 曾峰, 肖倩, 張宇, 張晨晨, 單伶燕 申請人:交通運輸部公路科學(xué)研究所, 中路高科(北京)公路技術(shù)有限公司