[发明专利]一种复合型树脂混凝土钢桥面铺装结构及其施工方法

说明书

本发明提供了一种复合型树脂混凝土钢桥面铺装结构及其施工方法；钢桥面铺装结构包括钢桥面板、树脂类防水粘结层、树脂混凝土层；其中，树脂混凝土层中铺设有加强层。加强层为钢筋网片，和/或，纤维材料，和/或，碎石粒。本发明提供的技术方案通过在树脂混凝土中增设加强层，提升其整体的强度；同时，使用树脂类防水粘结层连接钢桥面板和树脂混凝土层，可使得二者的粘结强度更高，并使得其抗剪性能得到显著提升。

技术领域

本发明涉及钢桥面板铺装领域，尤其是涉及一种复合型树脂混凝土钢桥面铺装结构及其施工方法。

背景技术

随着正交异性钢桥面板技术的发展并在现代桥梁中的应用不断扩大，钢桥面铺装技术成为了桥梁设计中不可或缺的一部分。钢桥面铺装成为了影响桥梁耐用性、行车舒适性的重要因素。

目前，国内外主流的钢桥面铺装材料以热拌沥青混凝土或改性密级配沥青混凝土、高温拌和浇注式沥青混凝土、改性沥青SMA和环氧沥青混凝土为主。热拌沥青混凝土或改性密级配沥青混凝土价格虽然低廉，但是其在钢桥面上的路用性能却严重不足。浇注式沥青混凝土具有优良的防水、抗老化性能，无需防水层，抗裂性能强，对钢板的追从性、与钢板间的黏结性能均好于一般沥青混凝土，但是高温稳定性差，易形成车辙。改性沥青SMA具备较好的柔韧性、一定的抗松散能力、抗裂能力、有一定抗塑流和抗永久变形的能力，不易产生车辙，具有粗糙的表面构造，但是它的主要缺点在于铺装层与钢桥面板的粘结强度不足。环氧沥青混凝土具有较高强度，高温时抗塑流和永久变形能力相对较强，低温抗裂性能较好，以及一定的抗疲劳性能和抵抗化学物质侵蚀的能力；但是它的主要缺点在于环氧沥青混凝土的配制工艺比较复杂，施工中对时间和温度要求十分严格，施工难度大，材料费用比较高。

通过对国内外钢桥面铺装的病害类型及成因分析，发现当前钢桥面复合型铺装结构在铺装表层易出现开裂等病害。产生开裂类型的病害主要是因为钢桥面板在荷载作用下各种变形引起，特别是在负弯矩部位。这一方面说明桥面结构刚度不足，产生过大的挠变等，另一方面也说明了铺装层结构的随变性能不足；产生脱层病害主要是因为铺装结构与钢板间的抗剪强度不足，铺装结构与钢板形成的组合结构整体的中和轴面为水平剪力最大位置，中和轴面靠近铺装结构与钢桥面板的连接界面，这对界面的抗剪切能力是巨大挑战，所以在剪切强度无法满足要求的情况下会选择通过设置剪力钉的方式提高抗剪强度，但是焊接剪力钉增加了施工工序，延长了施工周期，对施工条件的要求较高。因此，迫切需要一种能够适应我国交通重载超载情况并对施工条件、施工环境要求较低的钢桥面铺装技术。

发明内容

本发明的目的是为了解决钢桥面由于自身刚度不够或在重载超载的作用下变形过大，钢结构容易出现疲劳开裂等问题，以及在剪切应力、温度变化影响下发生脱层的问题。对于开裂问题，通常的解决方法是提高钢板表面铺装材料的弹性模量或增加铺装层厚度，从而降低钢桥面板的挠度，但是铺装表面的应力会增加，导致铺装表面出现裂缝等病害。对于脱层问题，通常的解决办法是焊接剪力钉，但增加的工序严重影响了工期，提高了对施工条件的要求。

为解决上述问题，一方面，本发明提供一种复合型树脂混凝土钢桥面铺装结构，钢桥面铺装结构从下到上依次包括：钢桥面板、树脂类防水粘结层、树脂混凝土层；其中，树脂混凝土层中铺设有加强层，加强层包括钢筋网片和/或纤维材料和/或碎石粒。

树脂类防水粘结层可以有效连接钢桥面板和树脂混凝土层，其无需焊接剪力钉，并且可以防止上层的铺装结构和钢桥面板产生相对移动。树脂混凝土层是由树脂改性得到的，具备高粘结强度，零孔隙率，因此具有防水的功能；树脂类防水粘结层和树脂混凝土层配合形成有效的防水屏障，避免钢桥面板遇水腐蚀，提高了铺装结构的使用寿命。另一方面，通过在树脂混凝土中增加增强层，提升其整体的强度；进一步使抗剪性能得到显著提升。

此外，加强层为钢筋网片和/或纤维材料和/或碎石粒。钢筋网片和/或纤维材料和/或碎石粒能够进一步有效提高钢桥面铺装结构的强度，提升钢桥面铺装结构的整体刚度，并降低钢桥面板应力幅以及铺装表层的应力应变。