[发明专利]纤维网-超高韧性水泥基复合材料组合桥面结构及方法

说明书

本发明公开了一种纤维网‑超高韧性水泥基复合材料组合桥面结构及方法，包括桥面板和浇注于桥面板层上的纤维网增强的超高韧性水泥基复合材料铺装层，在纤维网增强的超高韧性水泥基复合材料铺装层上铺筑沥青混凝土磨耗层。本发明的纤维网—超韧性水泥基复合材料桥面组合结构中，纤维网增强超高韧性水泥基复合材料铺装层的使用，避免了传统沥青混凝土铺装在温度及车辆荷载反复作用下产生的纵向裂缝和波浪推移、以及局部拥包、粉碎性裂缝等病害，提高了车通畅性和舒适性，而且对桥梁结构的耐久性的提高也有很大帮助。

技术领域

本发明涉及一种桥面组合结构、铺装材料及其施工方法，具体的是一种纤维网-超高韧性水泥基复合材料组合桥面结构及施工方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，桥梁作为公路的重要组成部分，其里程及所占公路的比重不断提高。桥梁结构的耐久性及桥面的使用功能也越来越受到重视。合理和可靠的桥面铺装体系，不仅能为桥梁提供行驶性能良好而耐久的桥面，而且能作为桥面板的有效防护体系，防止水份的渗透，保证桥梁结构耐久性。目前高等级公路桥面铺装主要采用沥青混凝土，但是沥青混凝土铺装层易发生车辙、推移、开裂、坑槽、脱离等早期病害，直接影响行车的舒适性及安全性，并导致桥面养护维修费用大大提高。

超高韧性水泥基复合材料（Engineered Cementitious Composites，缩写为ECC），是一种具有超高韧性的纤维增强混凝土。不同与普通的纤维增强混凝土（FRC），ECC是一种经细观力学设计的先进材料，具有多缝隙稳态开裂的特点，其极限拉应变稳定高于3%，是钢筋屈服应变的20倍以上，28天抗压强度可达到50MPa以上，极限弯拉强度可超过14MPa，密度小于2kg/cm³，抗冲击性能优于钢纤维混凝土。同时ECC具有优异的耐久性能。因此，采用ECC作为桥面铺装材料可有效解决现有桥面铺装病害。但ECC相对普通混凝土而言，其收缩大，同时，ECC存在黏度较大、不易抹平、表面易起泡等施工问题。因此本发明通过改变ECC的组分，减少其早期收缩，并提出一种新型适用于ECC的摊铺装置。

发明内容

本发明的目的是解决现有桥面铺装出现的病害问题，提供一种自重轻、铺装厚度薄、抗开裂、抗疲劳性能强、温度稳定性能好、行驶性能优异的纤维网—超高韧性水泥基复合材料桥面组合结构，及其相应的一种施工工艺简单、速度快、施工安全、经济合理的纤维网—超高韧性水泥基复合材料桥面组合结构的施工方法和适用的施工设备。

本发明提出的技术方案为一种纤维网—超高韧性水泥基复合材料桥面组合结构以及施工方法，该组合桥面结构包括纤维网增强的超高韧性水泥基材料层和沥青混凝土磨耗层，具体的结构如下：

纤维网—超高韧性水泥基复合材料组合桥面结构，包括桥面板和浇注于桥面板层上的纤维网增强的超高韧性水泥基复合材料铺装层，在纤维网增强的超高韧性水泥基复合材料铺装层上铺筑沥青混凝土磨耗层。

上述本发明中的纤维网—超高韧性水泥基复合材料组合桥面结构中，所述的纤维网增强超高韧性水泥基复合材料铺装层是由超高韧性水泥基复合材料浇筑而成,纤维网设置在超高韧性水泥基复合材料层的中部。

所述的超高韧性水泥基复合材料，包括水泥和粉煤灰组成的复合型胶凝材料、增稠剂、石英砂、聚乙烯醇纤维、水、玻璃微珠、预处理淀粉和高效减水剂。其各组分所占的质量比例为，水泥15%~30%，粉煤灰25%~35%，石英砂10%~25%，增稠剂0.02%~0.03%，水12%~20%，纤维1%~1.5%，减水剂0.1%~0.3%，空心玻璃微珠0%~10%，预处理淀粉0%~3%。

所述的超高韧性水泥基复合材料，包括水泥和粉煤灰组成的复合型胶凝材料、增稠剂、石英砂、PE纤维、水、玻璃微珠、预处理淀粉和高效减水剂。其各组分所占的质量比例为，水泥15%~30%，粉煤灰25%~35%，石英砂10%~25%，增稠剂0.02%~0.03%，水12%~20%，纤维1%~1.5%，减水剂0.1%~0.3%，空心玻璃微珠0%~10%，预处理淀粉0%~3%。