一种预制钢筋混凝土简支梁桥桥面铺装维修结构及施工方法

摘要

本发明公开了一种预制钢筋混凝土简支梁桥桥面铺装维修结构，包括单层或双层钢筋的水泥混凝土铺装层，在所述的水泥混凝土铺装层上涂覆有以酯类粘结剂为底胶的粘结防水层，在所述的粘结防水层上铺设有由固化剂、聚氨酯和骨料拌合成的胶质混凝土铺装层，在所述的胶质混凝土铺装层上设置有抗滑层。本发明还公开了预制钢筋混凝土简支梁桥桥面铺装维修结构的施工方法。与现有技术相比，本发明的优点在于：采用新型材料，各结构层厚度更加合理、性能更加突出，上下铺装层之间粘结强度好，施工方便，维修费用低廉。

说明书

技术领域

本发明涉及一种路面的铺装结构技术，尤其是涉及一种预制钢筋混凝土简支梁桥桥 面铺装病害的治理技术及施工方法。

背景技术

早些年，各种中小跨径的多跨预制钢筋砼简支梁桥在工程中应用较多，13～20m预 应力空心板梁尤其大量采用，其桥面系一般采用三～五跨一联的钢筋混凝土连续结构。 由于设计上存在缺陷，施工质量不能完全得到保证，营运时遭遇大量超载、超限车辆的 长期重复作用，梁板铰缝混凝土和桥面连续缝结构出现损坏的几率较大。因此，在投入 使用一定年限后，梁板铰缝混凝土和桥面连续缝结构开始出现破损、开裂，使得整个桥 面的沥青混凝土铺装层相继出现开裂、破碎、浸水等早期损坏现象，当使用时间一久， 早期损坏部分桥面沥青混凝土会逐渐发展成碎裂、坑洞等损害，危及行车安全，周而复 始，损害扩大。桥面铺装损坏后，防水功能丧失，渗水会引起梁体钢筋的锈蚀，进一步 影响桥梁的使用寿命。为确保桥梁安全营运，预防行车事故发生，需及时进行桥梁桥面 系的维修处理。

预制钢筋砼简支梁桥铰缝混凝土损坏的主要原因是：一、行车道划分后使行驶车辆 行驶轨迹具有规律性，因此行车道上的板梁承受重复荷载的几率大大增加，导致某些预 制梁铰缝疲劳破坏；二、营运时遭遇大量超载、超限车辆的长期重复作用；三、设计方 面，铰缝结构尺寸较小导致板间横向联结薄弱，设置桥面超高或预制板设置预拱度不合 适等原因造成某些局部铺装厚度不够，铺装钢筋直径较小、间距设置较大等情况降低了 铺装层的整体化作用、与梁体的协同作用减小、整体刚度降低，结构计算中结构受力假 设与实际不符造成结构安全系数不够，结构设计阶段对施工中出现的可能性考虑不周密 等；四、施工方面，预制板铰缝及顶面凿毛不到位，混凝土标号未达到设计要求，振捣 不密实，钢筋网位置控制不准，钢筋绑扎不合要求等。

预制钢筋砼简支梁桥桥面连续损缝损坏的主要原因是：一、荷载方面，交通量猛增、 车辆大型化、超载及超限现象严重造成荷载等级超过设计标准；二、设计方面，桥面连 续缝传力钢筋与两侧水泥混凝土桥面铺装的固结，在气温变化过程中，热胀冷缩会使传 力钢筋对桥面连续结构产生压缩和拉伸现象，压缩时易导致向上的变形，另外，在小而 薄的桥面连续结构混凝土体内布置密集的钢筋，加上梁板安装时高低不平引起的误差、 钢筋保护层厚度等因素，使得桥面连续结构的质量和效果难以控制；三、施工方面，梁 体预制和安装时尺寸控制不严，引起桥面标高参差不齐，易造成桥面连续铺装层局部脱 空，桥面连续结构体积薄而小，钢筋密集，施工质量不易控制等。

近年来，我国数量庞大的预制钢筋混凝土简支梁桥梁的桥面铺装亟待维修整治，常 见的桥面铺装层维修设计有：方案一、清除原有铺装层，按原设计厚度重新浇筑水泥混 凝土铺装和摊铺沥青混凝土。由于结构层厚度的限制，无法彻底根除上述缺陷，因此隐 患依然存在，且防水性差，使用年限难以保证；方案二、取消沥青混凝土铺装层，采用 单层的水泥混凝土铺装，配置双层钢筋，这样设计提高了铺装层的刚度和承载力，但同 时也继承了混凝土桥面的缺点，如抗滑性、行车舒适性差，反光强易晃眼，维修困难等， 且防水性差。

因此，基于新型材料开发一种质量可靠、费用合理、维修方便并拥有自主知识产权 的桥面铺装维修技术意义重大。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种质量可靠、 能改变结构层强度和厚度的预制钢筋混凝土简支梁桥桥面铺装维修结构。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种维修方便、 维修费用合理的预制钢筋混凝土简支梁桥桥面铺装维修结构的施工方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该预制钢筋混凝土简支梁桥 桥面铺装维修结构，包括单层或双层钢筋的水泥混凝土铺装层，在所述的水泥混凝土铺 装层上涂覆有以酯类粘结剂为底胶的粘结防水层，在所述的粘结防水层上铺设有由固化 剂、聚氨酯和骨料拌合成的胶质混凝土铺装层，在所述的胶质混凝土铺装层上设置有抗 滑层。

优选地，所述酯类粘结剂的组分包括有热固性胶连聚酯、催化剂和氧化剂，所述的 催化剂采用有机钴盐，所述的氧化剂采用过氧化甲乙酮溶液，且所述的热固性胶连聚酯、 催化剂、氧化剂的质量配比为(80～120)：(2～6)：1。

进一步优选，所述的热固性胶连聚酯、催化剂、氧化剂的质量配比为100：4：1。

进一步优选，所述过氧化甲乙酮溶液的有效氧化浓度为35％。

进一步优选，所述酯类粘结剂的涂覆量为0.3～0.6kg/㎡。酯类粘结防水层构成整个 铺装结构的防水、防腐层。

胶质混凝土铺装层可以有多种材料搅拌混合而成，优选地，所述的固化剂采用TDI 三聚体，所述的骨料采用粒径大小为0.075～9.5mm的圆砾，合成所述聚氨酯的原料为 二苯基甲烷-4，4’-异氰酸酯和四苯基甲烷四异氰酸酯，并且，所述固化剂、聚氨酯和骨 料的质量配比为1：(15～25):(600～1500)。

进一步优选，所述固化剂、聚氨酯和骨料的质量配比为1：20:1000。

进一步优选，所述胶质混凝土铺装层的厚度为10～50mm。胶质混凝土铺装层可以 适用拟修复的原桥面铺装层厚度，并作为整个铺装结构的表面功能层。

进一步优选，粒径为0.85～2.0mm的单粒径石英砂均匀布撒在所述的胶质混凝土铺 装层上以构成所述的抗滑层，且所述单粒径石英砂的撒布量为0.3～0.5kg/㎡。采用上述 结构的抗滑层后，可以明显提高桥面铺装构造深度。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：该预制钢筋混凝土简支梁桥 桥面铺装维修结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

①、清除桥面上原有的沥青混凝土和水泥混凝土铺装层，清除已损坏的铰缝混凝土；

②、原梁体表面凿毛，清除浮浆；

③、安装钢筋，浇筑铰缝混凝土；

④、安装钢筋，浇筑所述的水泥混凝土铺装层；

⑤、待水泥混凝土铺装层的混凝土强度达到要求后在其表面上按0.3～0.6kg/㎡的标 准立即刮涂酯类粘结剂以构成所述的粘结防水层；

⑥、在粘结防水层刮涂后立即浇筑厚度为10～50mm的胶质混凝土铺装层；

⑦、在胶质混凝土凝固前表面拉毛，并均匀布撒粒径为0.85～2.0mm的单粒径石英 砂以构成所述的抗滑层(4)，撒布量为0.3～0.5kg/㎡。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用新型材料，各结构层厚度更加合理、性 能更加突出，上下铺装层之间粘结强度好，施工方便，费用低廉。具体有：增加水泥混 凝土铺装层厚度，配置单层或者双层钢筋，以提高该铺装层复合受力性能和整体刚性； 设置高强粘结层解决上下铺装层之间的粘结问题，大大提高了防水性能；采用新型桥面 铺装材料替代沥青混凝土铺装层，作为桥面铺装结构上面层的胶质混凝土，具有以下优 点：①良好的整体性和防水性，能确保整个桥面不透水、渗水，起到防水作用；②良好 的耐高温性能；③高耐磨性，其耐磨性能是普通水泥混凝土的十倍；④良好的抗压、抗 折强度，能抵抗大流量车辆荷载的重复作用，确保桥面不出现车辙、裂缝等破坏。本发 明的方法对施工环境条件的要求不高，不需要特殊的施工机具、苛刻的工艺要求，工程 造价相对低廉。

附图说明

图1为本发明实施例的铺装结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中的预制钢筋混凝土简支梁桥桥面铺装维修结构包括水泥混 凝土铺装层1、粘结防水层2、胶质混凝土铺装层3和抗滑层4。其中，水泥混凝土铺装 层1配置单层或双层钢筋，以提高该铺装层复合受力的性能和整体刚性，该水泥混凝土 铺装层1采用C50钢纤维混凝土，厚度为15～18cm，粘结防水层2是以酯类粘结剂为 底胶涂覆在水泥混凝土铺装层1上，胶质混凝土铺装层3由固化剂、聚氨酯和骨料拌合 而成，且胶质混凝土铺装层3铺设在酯类粘结防水层2上，抗滑层4设置在胶质混凝土 铺装层3上。

本实施例中，酯类粘结剂的组分包括热固性胶连聚酯、催化剂和氧化剂，催化剂采 用有机钴盐，氧化剂采用有效氧化浓度为35％的过氧化甲乙酮溶液，热固性胶连聚酯、 催化剂、氧化剂的最佳质量配比为(80～120)：(2～6)：1，其最佳配比为100：4：1。 涂覆时，酯类粘结剂的涂覆量标准为0.3～0.6kg/㎡。粘结防水层2构成整个铺装结构的 防水、防腐层。

胶质混凝土铺装层3的厚度为10～50mm，以适应拟修复的原桥面铺装层厚度，并 作为表面功能层。胶质混凝土铺装层3中的固化剂采用TDI三聚体，骨料采用粒径大小 为0.075～9.5mm的圆砾，合成聚氨酯的原料为二苯基甲烷-4，4’-异氰酸酯和四苯基甲 烷四异氰酸酯。并且，固化剂、聚氨酯和骨料的质量配比为1：(15～25):(600～1500)， 其中，最佳配比为1：20:1000。胶质混凝土铺装层3可以适用拟修复的原桥面铺装层厚 度，并作为整个铺装结构的表面功能层。

本实施例中，抗滑层4由粒径为0.85～2.0mm的单粒径石英砂构成，单粒径石英砂 均匀布撒在胶质混凝土铺装层3上，撒布量为0.3～0.5kg/㎡。抗滑层4可以提高桥面铺 装构造的深度。

本实施例中钢桥桥面铺装结构的铺装方法，包括如下步骤：

①、清除桥面上原有的沥青混凝土和水泥混凝土铺装层，清除已损坏的铰缝混凝土；

②、原梁体表面凿毛，清除浮浆；

③、安装钢筋，浇筑铰缝混凝土；

④、安装钢筋，浇筑所述的水泥混凝土铺装层1；

⑤、待水泥混凝土铺装层1的混凝土强度达到要求后在其表面上按0.3～0.6kg/㎡的 标准立即刮涂酯类粘结剂以构成所述的粘结防水层2；

⑥、在粘结防水层2刮涂后立即浇筑厚度为10～50mm的胶质混凝土铺装层3；

⑦、在胶质混凝土凝固前表面拉毛，并均匀布撒粒径为0.85～2.0mm的单粒径石英 砂以构成所述的抗滑层4，撒布量为0.3～0.5kg/㎡。

待抗滑层4铺设完毕后，养护2小时后达到任意时间内开放交通。

本实施例中所使用的胶质混凝土中的胶料的性能如表1：

表1胶质混凝土中胶料性能

*测试必须在添加引发剂之前进行。

胶质混凝土与现有沥青混凝土的性能对比见表2。

表2胶质混凝土与性能对比

性能 胶质混凝土 沥青混凝土 层间粘结性 优 良 防水性 优 良 耐磨性 优 优 耐高温性 优 中 抗车辙性能 优 中 延展性 优 良 抗氯离子侵入、防腐蚀性 优 中