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一种树脂灌注式沥青混凝土钢箱梁桥面组合结构铺装方法

摘要

本发明涉及一种钢箱梁桥桥面铺装层的铺装方法。一种树脂灌注式沥青混凝土钢箱梁桥面组合结构铺装方法,其特征在于它包括如下步骤:一)首先对钢箱梁桥面钢板进行喷砂除锈处理;二)材料的准备:1)高粘度改性沥青的制备;2)矿料级配;3)大孔隙沥青混凝土的制备;4)热固性树脂灌浆材料的制备;三)桥面铺装层的铺装:1)在钢箱梁桥面钢板上摊铺大孔隙沥青混凝土,铺装厚度为2~4cm,并进行终压,得大孔隙沥青混凝土骨架层;2)趁大孔隙沥青混凝土骨架层还处于热状态时,利用热固性树脂灌浆材料对大孔隙沥青混凝土骨架层进行灌填;3)养护3天后,喷洒一层粘层油,并摊铺沥青磨耗表层,磨耗表层厚度为4cm。该铺装方法具有界面粘结性好、施工工艺简便的特点。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2010-11-03

    著录事项变更 IPC(主分类):C08K3/00 变更前: 变更后: 申请日:20070823

    著录事项变更

  • 2010-09-08

    专利权的转移 IPC(主分类):C08K3/00 变更前: 变更后: 登记生效日:20100729 申请日:20070823

    专利申请权、专利权的转移

  • 2009-12-02

    授权

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  • 2008-08-13

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2008-06-18

    公开

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说明书

技术领域

本发明属于材料科学与工程领域,具体涉及一种钢箱梁桥桥面铺装层的铺装方法。

背景技术

目前,钢箱梁桥凭借其自重轻、经济等显著优势,尤其适用于大跨径桥型,越来越受到开发商和设计者的青睐,钢箱梁桥面铺装技术也得到了发展。然而,随着汽车数量不断增加,特别是在中国还普遍存在较多的重型载货汽车,各种违规超载现象更是屡见不鲜,整个国家公路网的交通荷载增大,现有的钢箱梁桥面铺装方案逐渐暴露出了其钢板与铺装层脱粘、铺装层产生裂缝以及铺装层在重荷下发生推移等问题。迄今为止,主要形成了以下三种钢桥面铺装层:(1)浇注式沥青混凝土GA,该种沥青混凝土具有较高的矿粉用量(20%~27%)和高沥青用量(7%~10%),材料的空隙率几乎为零,可使沥青层不透水,防止了钢与沥青混凝土层之间的粘结层免遭水损害,同时因其沥青含量较高,使其低温柔韧性较好,与钢桥面板协调变形性能强。但对施工设备要求高,且耐高温性能较差,江阴大桥引进GA,然而在不到一年的时间,就出现了早期损坏严重;(2)改性沥青SMA,在沥青玛碲脂混合料基础上,进一步增大粗集料用量,从而形成粗骨料间良好嵌挤的骨架密实型结构,并采用纤维加筋技术,因此SMA具有热稳性优良,抗滑耐磨耗、抗裂性及泌水性均较优良的特点,但由于SMA采用断级配矿料,存在混合料与钢板之间的结合不良的问题,易出现滑移、拥包等问题;(3)环氧树脂沥青EA,在钢板与混凝土之间使用热固化性树脂作为粘接剂,能够显著提高钢板与铺装层之间的粘结性能,高温时车辙与推移现象明显减少,已用于南京长江二桥。但是环氧树脂的低温劲度大,在低温时容易开裂,并且施工较复杂,不易控制,且材料与铺装技术完全引自国外,成本较高。因此,发明一种既具有界面粘结性好,保证沥青混凝土与钢板不脱粘,在重荷载下不发生沥青混凝土的推移,又能使得施工工艺简便、经济性好的钢箱梁桥面铺装方案,将会使得大跨度钢箱梁桥面的应用得到迅猛的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种树脂灌注式沥青混凝土钢箱梁桥面组合结构铺装方法,该铺装方法具有界面粘结性好、施工工艺简便的特点。

为了实现上述目的,本发明的技术方案是:一种树脂灌注式沥青混凝土钢箱梁桥面组合结构铺装方法,其特征在于它包括如下步骤:

一)首先对钢箱梁桥面钢板进行喷砂除锈处理;

二)材料的准备:

1)、高粘度改性沥青的制备:

(1)原料的选取:高粘度改性沥青由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、活化橡胶粉、增容树脂、抗氧化剂和基质沥青组成;基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、活化橡胶粉、增容树脂、抗氧化剂的质量比为100∶7.4~14.5∶2.2~7.6∶2.4~6.7∶0.2~0.5;其中,增容树脂选用松香甘油树脂、萜烯树脂或石油树脂,抗氧化剂选用铅、锌、碳黑、钙盐或胺类,基质沥青选用AH-70重交通沥青或AH-90重交通沥青;

所述的钙盐抗氧化剂为:碳酸钙或熟石灰;所述的胺类抗氧化剂为:二甲胺或三乙基四胺;

(2)具体制备步骤是:将基质沥青熔化后掺入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增容树脂,在165~185℃温度下搅拌15~20分钟,然后采用高速乳化剪切机高速剪切30~50分钟,转速4000-6000转/分,然后在140~160℃静置15~20分钟,使其充分溶胀,加入活化橡胶粉和抗氧化剂,再高速剪切15~35分钟,即制成60℃粘度≥80000Pa.s高粘度改性沥青;

2)、矿料级配:

矿料由集料和填料组成,集料与填料的质量比为100∶2.0~6.4,集料选用玄武岩或辉绿岩,填料为石灰岩矿粉,矿料的最大粒径为16mm,矿料级配设计范围见表1:

表1矿料的级配范围

    筛孔尺寸    /mm    矿料通过以下筛孔的质量百分率/%    16    13.2    9.5    4.75    2.36    1.18    0.6    0.3    0.15    0.075    级配上限    级配下限    100    100    96    90    70    65    22    11    16    10    11    7    9    5    7    3    7    4    5    3

3)、大孔隙沥青混凝土的制备:

(1)原料的选取:大孔隙沥青混凝土由矿料、高粘度改性沥青和纤维组成,矿料、高粘度改性沥青、纤维的质量比为100∶3.7~5.3∶0~0.6;所述纤维选用聚合物纤维(包括但不仅限于聚丙烯腈纤维、聚酯纤维)、矿物纤维或木质素纤维;

(2)制备:将矿料、高粘度改性沥青和纤维混合搅拌,温度为170~185℃,出料温度不低于175℃,空隙率范围20~30%,得大孔隙沥青混凝土;

4)、热固性树脂灌浆材料的制备:

(1)原料的选取:热固性树脂灌浆材料由环氧树脂、固化剂、稀释剂和增韧剂组成,各组分质量比为环氧树脂∶固化剂∶稀释剂∶增韧剂=100∶90~110∶6~15∶1~10;

所述环氧树脂选用双酚A型环氧树脂;所述固化剂选用酸酐类固化剂(苯酮四羧酸二酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐或甲基内次甲基四氢邻苯二甲酸酐)或胺类固化剂(二乙烯三胺或间苯二甲胺);所述稀释剂选用丙酮、二甲苯、糠醛-丙酮或乙醇;所述增韧剂选用聚酰胺或邻苯二甲酸二丁酯;

(2)制备:先将环氧树脂和固化剂混合,在100~200转/分的搅拌机内均匀搅拌3~5分钟,然后保持转速不变,往搅拌机内依次加入稀释剂、增韧剂,匀速搅拌5~10分钟,即可制得粘度≤0.8Pa.s的热固性树脂灌浆材料;

三)、桥面铺装层的铺装:

1)在钢箱梁桥面钢板上摊铺大孔隙沥青混凝土,铺装厚度为2~4cm,并进行终压,得大孔隙沥青混凝土骨架层;

2)对大孔隙沥青混凝土骨架层的侧面进行密封处理,趁大孔隙沥青混凝土骨架层还处于热状态时,利用热固性树脂灌浆材料对大孔隙沥青混凝土骨架层进行灌填,用橡皮刮推刮直至大孔隙沥青混凝土骨架层的空隙填满为止,得树脂灌注式沥青混凝土铺装下层;

3)养护3天后,在树脂灌注式沥青混凝土铺装下层喷洒一层粘层油,并摊铺沥青磨耗表层,磨耗表层厚度为4cm;磨耗表层可采用高粘度改性沥青制备的SMA-13或AC-13或OGFC-13等沥青混合料类型;磨耗层材料选择、配合比设计及施工工艺参照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)。

本发明首先对钢箱梁桥面钢板进行喷砂除锈处理,再在钢板上铺装一层2~4cm高粘度改性沥青制备的大孔隙(20~25%)沥青混凝土(连通空隙率≥16.0),终压完成后,对混凝土的侧面进行密封处理,趁沥青混凝土处于热状态时,利用调制好的环氧树脂灌浆料(粘度≤1Pa.s)对大孔隙沥青混凝土进行灌填,孔隙填满后,待固化3d后,撒布一层粘层油,再铺装一层40mm的利用高粘度改性沥青制备的沥青磨耗表层。本发明以高空隙率的大孔隙沥青混凝土骨架层作为母体,其孔隙利用粘接强度高、高温稳定性好的热固性树脂灌浆材料填充,热固性树脂灌浆材料通过连通孔隙渗入到大孔隙沥青混凝土骨架层底部的钢板并与钢板间紧密粘结。一方面树脂灌浆料为韧性材料,其在沥青混凝土的大空隙中形成互穿网络结构,使得混凝土自身的抗弯拉性能得到大幅度提高;另一方面,树脂灌浆料其主体部分在桥面铺装层内部形成无数剪力钉结构,从而使得钢板与桥面铺装层形成坚固的整体结构。界面粘结性好,随从性得到增强,有效防止交通荷载作用下桥面铺装层的滑移、拥包等病害,路面的使用寿命延长。

大孔隙沥青混凝土内部存在大量的连通孔隙,热固性树脂灌浆材料在孔隙间固化,在大孔隙沥青混凝土的孔隙间形成互穿网络结构,两者间的整体性增强,而互穿网络结构形成,是铺装层的受力形式发生变化,热固性树脂灌注材料的强度高、化学性质稳定、高温性能好,能够在70℃不变软,将极大地改善铺装层整体的高温稳定性,解决目前沥青混合料高温稳定性不足,在夏季高温环境下易出现车辙、拥包的问题。

本发明主要材料的技术指标如下:

表2高粘度改性沥青的性能指标

    性能指标    技术要求    针入度(0.1mm)    针入度指数    软化点(℃)    15℃延度(cm)    60℃粘度(Pa·s)    弹性恢复(%)    ≥50    ≥0.8    ≥90    ≥150    ≥70000    ≥96

表3大孔隙沥青混凝土的性能指标

    性能指标    技术要求    空隙率(%)    连通空隙率(%)    马歇尔稳定度(kN)    60℃动稳定度(次/mm)    冻融劈裂强度比(%)    20~30    ≥16.0    ≥4.0    ≥4000℃    ≥85.0

表4热固性树脂灌浆材料的性能指标

    性能指标    技术要求    灌注时粘度(Pa·s)    140℃粘度增至100Pa·s时间(min)    25℃拉伸强度(MPa)    ≤1    ≥50    ≥1.8

表5桥面铺装层性能指标

    性能指标    技术要求    空隙率(%)    马歇尔稳定度(kN)    70℃动稳定度(次/mm)    冻融劈裂强度比(%)    与钢板粘结强度(MPa)    ≤3.0    ≥20    ≥8000    ≥90.0    ≥1.5

具体实施方式

为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1:

一种钢箱梁桥桥面铺装层的组合结构铺装方法,它包括如下步骤:

一)首先对钢箱梁桥面钢板进行喷砂除锈处理;

二)材料的准备:

1)、高粘度改性沥青的制备:

(1)原料的选取:高粘度改性沥青由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、活化橡胶粉、增容树脂、抗氧化剂和基质沥青组成;基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、活化橡胶粉、增容树脂、抗氧化剂的质量比为100∶10.6∶3.7∶2.5∶0.3;其中,增容树脂选用松香甘油树脂,抗氧化剂选用炭黑,基质沥青选用AH-70重交通沥青;

(2)具体制备步骤是:将基质沥青熔化后掺入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增容树脂,在170℃温度下搅拌18分钟,然后采用高速乳化剪切机高速剪切35分钟,转速5500转/分,然后在140℃静置17分钟,使其充分溶胀,加入活化橡胶粉和抗氧化剂,再高速剪切25分钟,即制成60℃粘度≥80000Pa.s高粘度改性沥青;

2)、矿料级配:

矿料由集料和填料组成,集料与填料的质量比为100∶3.2,集料选用辉绿岩,填料为石灰岩矿粉,矿料的最大粒径为16mm,矿料级配设计范围见表6:

表6矿料的级配范围

  筛孔尺寸  /mm    矿料通过以下筛孔的质量百分率/%    16  13.2  9.5  4.75  2.36  1.18  0.6  0.3  0.15  0.075  合成级配    100  95.1  68.3  21.0  15.1  10.3  8.3  6.9  5.7  4.1

3)、大孔隙沥青混凝土的制备:

(1)原料的选取:大孔隙沥青混凝土由矿料、高粘度改性沥青和纤维组成,矿料、高粘度改性沥青、纤维的质量比为100∶5.1∶0.2;所述纤维选用聚酯纤维;

(2)制备:将矿料、高粘度改性沥青和纤维混合搅拌,温度为180℃,出料温度为180℃,空隙率范围23.4%,得大孔隙沥青混凝土;

4)、热固性树脂灌浆材料的制备:

(1)原料的选取:热固性树脂灌浆材料由环氧树脂、固化剂、稀释剂、增韧剂组成,各组分质量比为环氧树脂∶固化剂∶稀释剂∶增韧剂=100∶100∶6∶5;

所述环氧树脂选用双酚A型环氧树脂;所述固化剂选用酸酐类固化剂(苯酮四羧酸二酐);所述稀释剂选用二甲苯;所述增韧剂选用邻苯二甲酸二丁酯;

(2)制备:先将环氧树脂和固化剂混合,在150转/分的搅拌机内均匀搅拌3分钟,然后保持转速不变,往搅拌机内依次加入稀释剂、增韧剂,匀速搅拌6分钟,即可制得粘度0.725Pa.s的热固性树脂灌浆材料;

三)、桥面铺装层的铺装:

1)将大孔隙沥青混凝土用摊铺机铺装在钢箱梁桥面钢板上,铺装厚度为3cm,并进行终压,得大孔隙沥青混凝土骨架层,施工工艺与一般开级配沥青混合料相同;

2)完成大孔隙沥青混凝土骨架层的碾压后,对大孔隙沥青混凝土骨架层侧面进行密封处理,趁沥青混凝土层还处于热状态时,将热固性树脂灌浆材料(常压下)倒在大孔隙沥青混凝土骨架层上,用橡皮刮推刮直至大孔隙沥青混凝土骨架层的空隙填满为止,得到树脂灌注式沥青混凝土铺装下层;

3)养护3天后,在树脂灌注式沥青混凝土铺装下层喷洒一层粘层油,并摊铺沥青磨耗表层,磨耗表层厚度为4cm,沥青磨耗表层采用高粘度改性沥青制备的SMA-13沥青混合料。所述的沥青磨耗表层即为铺装上面层。

在钢箱梁桥面上采用以上方法进行铺装,材料室内试验测试性能制备为:马歇尔稳定度为30kN,动稳定度为17800次/mm,桥面铺装层(沥青混合料)与钢板间的粘结强度达到2.9Mpa,钢板组合体可经受220万次疲劳测试。

实施例2:

一种树脂灌注式沥青混凝土钢箱梁桥面组合结构铺装方法,它包括如下步骤:

一)首先对钢箱梁桥面钢板进行喷砂除锈处理;

二)材料的准备:

1)、高粘度改性沥青的制备:

(1)原料的选取:高粘度改性沥青由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、活化橡胶粉、增容树脂、抗氧化剂和基质沥青组成;基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、活化橡胶粉、增容树脂、抗氧化剂的质量比为100∶7.4∶2.2∶2.4∶0.2;其中,增容树脂选用萜烯树脂,抗氧化剂选用铅,基质沥青选用AH-70重交通沥青;

(2)具体制备步骤是:将基质沥青熔化后掺入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增容树脂,在165℃温度下搅拌15分钟,然后采用高速乳化剪切机高速剪切30分钟,转速4000转/分,然后在140℃静置15分钟,使其充分溶胀,加入活化橡胶粉和抗氧化剂,再高速剪切15分钟,即制成60℃粘度≥70000Pa.s高粘度改性沥青;

2)、矿料级配:

矿料由集料和填料组成,集料与填料的质量比为100∶2.0,集料选用玄武岩,填料为石灰岩矿粉,矿料的最大粒径为16mm,矿料级配设计范围见表7:

表7矿料的级配范围

  筛孔尺寸  /mm    矿料通过以下筛孔的质量百分率/%    16    13.2  9.5  4.75  2.36  1.18  0.6  0.3  0.15  0.075  级配    100    90  65  11  10  7  5  3  4  3

3)、大孔隙沥青混凝土的制备:

(1)原料的选取:大孔隙沥青混凝土由矿料、高粘度改性沥青和纤维组成,矿料、高粘度改性沥青、纤维的质量比为100∶3.7∶0;所述纤维选用聚合物纤维(聚丙烯腈纤维);

(2)制备:将矿料、高粘度改性沥青和纤维混合搅拌,温度为170℃,出料温度为175℃,空隙率范围20~30%,得大孔隙沥青混凝土;

4)、热固性树脂灌浆材料的制备:

(1)原料的选取:热固性树脂灌浆材料由环氧树脂、固化剂、稀释剂和增韧剂组成,各组分质量比为环氧树脂∶固化剂∶稀释剂∶增韧剂=100∶90∶8∶3;

所述环氧树脂选用双酚A型环氧树脂;所述固化剂选用酸酐类固化剂(甲基六氢邻苯二甲酸酐);所述稀释剂选用丙酮;所述增韧剂选用聚酰胺;

(2)制备:先将环氧树脂和固化剂混合,在100转/分的搅拌机内均匀搅拌3分钟,然后保持转速不变,往搅拌机内依次加入稀释剂、增韧剂,匀速搅拌5分钟,即可制得粘度0.635Pa.s的热固性树脂灌浆材料;

三)、桥面铺装层的铺装:

1)在钢箱梁桥面钢板上摊铺大孔隙沥青混凝土,铺装厚度为2cm,并进行终压,得大孔隙沥青混凝土骨架层;施工工艺与一般开级配沥青混合料相同;

2)完成大孔隙沥青混凝土骨架层的碾压后,对大孔隙沥青混凝土骨架层侧面进行密封处理,趁沥青混凝土层还处于热状态时,将热固性树脂灌浆材料(常压下)倒在大孔隙沥青混凝土骨架层上,用橡皮刮推刮直至大孔隙沥青混凝土骨架层的空隙填满为止,得到树脂灌注式沥青混凝土铺装下层;

3)养护3天后,在树脂灌注式沥青混凝土铺装下层喷洒一层粘层油,并摊铺沥青磨耗表层,沥青磨耗表层厚度为4cm;沥青磨耗表层采用高粘度改性沥青制备的AC-13沥青混合料。

在钢箱梁桥面上采用以上方法进行铺装,材料室内试验测试性能制备为:马歇尔稳定度为28kN,动稳定度为18400次/mm,桥面铺装层(沥青混合料)与钢板间的粘结强度达到3.1Mpa,钢板组合体可经受220万次疲劳测试。

实施例3:

一种树脂灌注式沥青混凝土钢箱梁桥面组合结构铺装方法,它包括如下步骤:

一)首先对钢箱梁桥面钢板进行喷砂除锈处理;

二)材料的准备:

1)、高粘度改性沥青的制备:

(1)原料的选取:高粘度改性沥青由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、活化橡胶粉、增容树脂、抗氧化剂和基质沥青组成;基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、活化橡胶粉、增容树脂、抗氧化剂的质量比为100∶14.5∶7.6∶6.7∶0.5;其中,增容树脂选用石油树脂,抗氧化剂选用锌,基质沥青选用AH-90重交通沥青;

(2)具体制备步骤是:将基质沥青熔化后掺入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增容树脂,在185℃温度下搅拌20分钟,然后采用高速乳化剪切机高速剪切50分钟,转速6000转/分,然后在160℃静置20分钟,使其充分溶胀,加入活化橡胶粉和抗氧化剂,再高速剪切35分钟,即制成60℃粘度≥70000Pa.s高粘度改性沥青;

2)、矿料级配:

矿料由集料和填料组成,集料与填料的质量比为100∶6.4,集料选用辉绿岩,填料为石灰岩矿粉,矿料的最大粒径为16mm,矿料级配设计范围见表8:

表8矿料的级配范围

  筛孔尺寸  /mm    矿料通过以下筛孔的质量百分率/%    16    13.2    9.5    4.75    2.36  1.18  0.6  0.3  0.15  0.075  级配上限    100    96    70    22    16  11  9  7  7  5

3)、大孔隙沥青混凝土的制备:

(1)原料的选取:大孔隙沥青混凝土由矿料、高粘度改性沥青和纤维组成,矿料、高粘度改性沥青、纤维的质量比为100∶5.3∶0.6;所述纤维选用木质素纤维;

(2)制备:将矿料、高粘度改性沥青和纤维混合搅拌,温度为185℃,出料温度为于185℃,空隙率范围20~30%,得大孔隙沥青混凝土;

4)、热固性树脂灌浆材料的制备:

(1)原料的选取:热固性树脂灌浆材料由环氧树脂、固化剂、稀释剂和增韧剂组成,各组分质量比为环氧树脂∶固化剂∶稀释剂∶增韧剂=100∶100∶10∶8;

所述环氧树脂选用双酚A型环氧树脂;所述固化剂选用酸酐类固化剂(甲基内次甲基四氢邻苯二甲酸酐);所述稀释剂选用糠醛-丙酮;所述增韧剂选用邻苯二甲酸二丁酯;

(2)制备:先将环氧树脂和固化剂混合,在200转/分的搅拌机内均匀搅拌5分钟,然后保持转速不变,往搅拌机内依次加入稀释剂、增韧剂,匀速搅拌10分钟,即可制得粘度0.686Pa.s的热固性树脂灌浆材料;

三)、桥面铺装层的铺装:

1)在钢箱梁桥面钢板上摊铺大孔隙沥青混凝土,铺装厚度为4cm,并进行终压,得大孔隙沥青混凝土骨架层;

2)完成大孔隙沥青混凝土骨架层的碾压后,对大孔隙沥青混凝土骨架层侧面进行密封处理,趁沥青混凝土层还处于热状态时,将热固性树脂灌浆材料(常压下)倒在大孔隙沥青混凝土骨架层上,用橡皮刮推刮直至大孔隙沥青混凝土骨架层的空隙填满为止,得到树脂灌注式沥青混凝土铺装下层;

3)养护3天后,在树脂灌注式沥青混凝土铺装下层喷洒一层粘层油,并摊铺沥青磨耗表层,沥青磨耗表层厚度为4cm;沥青磨耗表层采用高粘度改性沥青制备的OGFC-13沥青混合料。

在钢箱梁桥面上采用以上方法进行铺装,材料室内试验测试性能制备为:马歇尔稳定度为32kN,动稳定度为19800次/mm,桥面铺装层(沥青混合料)与钢板间的粘结强度达到3.2Mpa,钢板组合体可经受250万次疲劳测试。

实施例4:

一种树脂灌注式沥青混凝土钢箱梁桥面组合结构铺装方法,它包括如下步骤:

一)首先对钢箱梁桥面钢板进行喷砂除锈处理;

二)材料的准备:

1)、高粘度改性沥青的制备:

(1)原料的选取:高粘度改性沥青由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、活化橡胶粉、增容树脂、抗氧化剂和基质沥青组成;基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、活化橡胶粉、增容树脂、抗氧化剂的质量比为100∶14.5∶7.6∶6.7∶0.5;其中,增容树脂选用石油树脂,抗氧化剂选用锌,基质沥青选用AH-90重交通沥青;

(2)具体制备步骤是:将基质沥青熔化后掺入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和增容树脂,在185℃温度下搅拌20分钟,然后采用高速乳化剪切机高速剪切50分钟,转速6000转/分,然后在160℃静置20分钟,使其充分溶胀,加入活化橡胶粉和抗氧化剂,再高速剪切35分钟,即制成60℃粘度≥80000Pa.s高粘度改性沥青;

2)、矿料级配:

矿料由集料和填料组成,集料与填料的质量比为100∶6.4,集料选用辉绿岩,填料为石灰岩矿粉,矿料的最大粒径为16mm,矿料级配设计范围见表9:

表9矿料的级配范围

  筛孔尺寸  /mm    矿料通过以下筛孔的质量百分率/%    16  13.2  9.5  4.75  2.36  1.18  0.6    0.3    0.15    0.075  级配上限    100  96  70  22  16  11  9    7    7    5

3)、大孔隙沥青混凝土的制备:

(1)原料的选取:大孔隙沥青混凝土由矿料、高粘度改性沥青和纤维组成,矿料、高粘度改性沥青、纤维的质量比为100∶5.3∶0.6;所述纤维选用矿物纤维;

(2)制备:将矿料、高粘度改性沥青和纤维混合搅拌,温度为185℃,出料温度为于185℃,空隙率范围20~30%,得大孔隙沥青混凝土;

4)、热固性树脂灌浆材料的制备:

(1)原料的选取:热固性树脂灌浆材料由环氧树脂、固化剂、稀释剂和增韧剂组成,各组分质量比为环氧树脂∶固化剂∶稀释剂∶增韧剂=100∶110∶15∶1;

所述环氧树脂选用双酚A型环氧树脂;所述固化剂选用胺类固化剂(间苯二甲胺);所述稀释剂选用乙醇;所述增韧剂选用邻苯二甲酸二丁酯;

(2)制备:先将环氧树脂和固化剂混合,在200转/分的搅拌机内均匀搅拌5分钟,然后保持转速不变,往搅拌机内依次加入稀释剂、增韧剂,匀速搅拌10分钟,即可制得粘度0.552Pa.s的热固性树脂灌浆材料;

三)、桥面铺装层的铺装:

1)在钢箱梁桥面钢板上摊铺大孔隙沥青混凝土,铺装厚度为4cm,并进行终压,得大孔隙沥青混凝土骨架层;

2)完成大孔隙沥青混凝土骨架层的碾压后,对大孔隙沥青混凝土骨架层侧面进行密封处理,趁沥青混凝土层还处于热状态时,将热固性树脂灌浆材料(在常温常压下)倒在大孔隙沥青混凝土骨架层上,得到树脂灌注式沥青混凝土铺装下层;

3)养护3天后,在树脂灌注式沥青混凝土铺装下层喷洒一层粘层油,并摊铺沥青磨耗表层,沥青磨耗表层厚度为4cm;沥青磨耗表层采用高粘度改性沥青制备的SMA-13沥青混合料。

在钢箱梁桥面上采用以上方法进行铺装,材料室内试验测试性能制备为:马歇尔稳定度为28kN,动稳定度为15800次/mm,桥面铺装层(沥青混合料)与钢板间的粘结强度达到2.6Mpa,钢板组合体可经受200万次疲劳测试。

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