可预制式水泥混凝土桥面沥青铺装结构及其装配化工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种预制式水泥混凝土桥面沥青铺装结构及其装配化工艺，配制自流平沥青砂浆铺装材料，并在工厂铺筑在预制桥梁节段上，实现铺装结构与桥梁节段的共同预制，然后将工厂制作的“梁体结合铺装”预制件运送到工程现场并吊装拼接起来，最后现场铺筑上层沥青混凝土磨耗层，完成梁体和桥面铺装施工；本发明专利技术有效减少施工环境对铺装质量的影响，降低施工成本，大幅缩短施工工期，尤其适用于青藏地区等桥面铺装施工环境恶劣地区以及一些城市高架桥梁快速建造需求。桥梁快速建造需求。桥梁快速建造需求。

【技术实现步骤摘要】
可预制式水泥混凝土桥面沥青铺装结构及其装配化工艺


[0001]本专利技术涉及一种可预制式水泥混凝土桥面沥青铺装结构及其装配化工艺，尤其适用于青藏地区等桥面铺装施工环境恶劣地区以及一些城市高架桥梁快速建造需求，属于道路工程


技术介绍

[0002]作为桥梁提供通行服务功能的结构，桥面铺装通常是现场施工完成铺筑。现场施工受气候环境、人为等因素干扰，质量控制和工期难以保证，导致同种铺装结构在同类桥梁中服役性能差异极大现象。特别是对于一些气候环境恶劣的地区，例如青藏地区面临高寒缺氧环境，有效施工期十分短暂，为现场施工带来严峻考验。发展桥面铺装装配化建造技术可实现铺装快速高品质施工，突破恶劣施工环境条件限制，通过预制工厂环境下的标准化生产，实现沥青铺装绿色化、少人化、高效率和高质量。
[0003]桥面铺装为薄层结构(厚度<10cm)，若单独制作桥面铺装预制件，搬运过程中易发生形变，且沥青桥面铺装预制件与桥梁梁段难以拼装。桥面铺装装配化实施的可行方案是将沥青铺装在工厂铺筑在预制桥梁节段上，实现桥面铺装与桥梁梁段共同预制，形成桥面系产品，用于现场吊装拼接桥梁施工。但现阶段水泥混凝土桥面沥青铺装材料多以碾压式沥青混合料为主，工厂预制桥梁梁段作业面无法满足大型碾压机械的作业条件。上述原因导致桥面沥青装配化技术发展缓慢，国内尚无工程应用。推动装配式桥面沥青铺装应用的关键是材料和工艺升级，采用兼顾服役性能和工厂装配工艺需求的高性能自流平沥青铺装材料，在此基础上建立完备可行的预制拼装成套工艺。
专利技术内容
[0004]本专利技术提供一种可预制式水泥混凝土桥面沥青铺装结构及其装配化工艺，有效减少施工环境对铺装质量的影响，降低施工成本，大幅缩短施工工期，尤其适用于青藏地区等桥面铺装施工环境恶劣地区以及一些城市高架桥梁快速建造需求。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种可预制式水泥混凝土桥面沥青铺装结构，其特征在于：包括桥梁梁段结合沥青铺装的预制件，预制件包括桥梁梁体预制节段，在桥梁梁体预制节段的表面铺设下粘结层，下粘结层的表面铺筑沥青砂浆铺装层；
[0007]相邻预制件拼接时，在相邻的沥青砂浆铺装层之间填充无缝伸缩缝材料进行拼接形成整体；
[0008]在沥青砂浆铺装层的表面铺设上粘结层，上粘结层的表面铺筑沥青混凝土磨耗层；
[0009]作为本专利技术的进一步优选，前述的上粘结层和下粘结层成分相同，均为粘结剂，所述的粘结剂包括环氧树脂和固化剂，固化剂含沥青，且环氧树脂和固化剂的质量比范围为10:29
‑
10:55；
[0010]作为本专利技术的进一步优选，前述的沥青砂浆铺装层采用环氧砂浆铺筑，环氧砂浆包括环氧沥青结合料和混合矿料，且环氧沥青结合料与混合矿料的质量比范围为0.95:10
‑
1.1:10；
[0011]所述的混合矿料包括玄武岩集料和石灰岩矿粉组成的混合物；
[0012]作为本专利技术的进一步优选，混合矿料包括多个档位的混合物，分别为第一档矿料、第二档矿料、第三档矿料、第四档矿料、第五档矿料以及第六档矿料，且各个档位混合物的质量比为第一档：第二档：第三档：第四档：第五档：第六档＝28.3:13.2:15.8:15:9.5:18.2；
[0013]其中，第一档矿料为粒径在1.18
‑
2.36mm范围的矿料，第二档矿料为粒径在0.6
‑
1.18mm范围的矿料，第三档矿料为粒径在0.3
‑
0.6mm范围的矿料，第四档矿料为粒径在0.15
‑
0.3mm范围的矿料，第五档矿料为粒径在0.075
‑
0.15mm范围的矿料，第六档矿料为粒径小于0.075mm的矿料；
[0014]作为本专利技术的进一步优选，环氧沥青结合料包括双酚A型环氧树脂、改性脂肪胺类固化剂、酚类相容剂以及70号基质沥青，且双酚A型环氧树脂、改性脂肪胺类固化剂、酚类相容剂以及70号基质沥青的质量比为1:0.8:0.2:3；
[0015]作为本专利技术的进一步优选，所述沥青混凝土磨耗层采用沥青玛蹄脂碎石混合料SMA
‑
13铺筑，沥青玛蹄脂碎石混合料SMA
‑
13包括改性沥青与混合矿料，所述的混合矿料包括玄武岩集料和石灰岩矿粉组成的混合物；
[0016]其中，混合矿料级配采用SMA
‑
13混合料级配；
[0017]改性沥青与混合矿料的油石比为5.8％
‑
6.3％；
[0018]作为本专利技术的进一步优选，所述无缝伸缩缝材料包括环氧沥青和混合矿料混合组成，环氧沥青和混合矿料的质量比范围为20:100
‑
30:100；
[0019]其中，环氧沥青由A组分和B组分组成，其中，A组分为E
‑
51型环氧树脂，B组分包括基质沥青和固化剂组成，且A组分和B组分的质量比范围为1:3.6
‑
1:7.6；
[0020]混合矿料包括玄武岩集料和石灰岩矿粉，混合矿料的粒径包括三档，分别为5
‑
10mm、10
‑
15mm、15
‑
20mm，且三档的质量比为0.3:0.35:0.35；
[0021]作为本专利技术的进一步优选，环氧砂浆的制备工艺包括以下步骤：
[0022]步骤S301：将70号基质沥青加热至120℃后，加入酚类相容剂并充分搅拌直至混合均匀，将混合液冷却至40
‑
80℃，然后加入双酚A型环氧树脂并搅拌均匀，得到环氧沥青B组分备用；
[0023]步骤S302：常温条件下将环氧沥青B组分与改性脂肪胺类固化剂混合，均匀搅拌制备环氧沥青结合料；
[0024]步骤S303：将混合矿料干燥处理后，加入步骤S302制备的环氧沥青结合料均匀混合，制备得出环氧砂浆；
[0025]所述可预制式水泥混凝土桥面沥青铺装结构的装配化工艺，包括以下步骤：
[0026]步骤S1：在工厂内将桥梁梁体预制节段固定，在水泥混凝土桥面上均匀布洒粘结剂，在水泥混凝土桥面上形成80
‑
100μm的下粘结层；
[0027]步骤S2：在下粘结层完成后的一天时间内铺筑环氧砂浆，在下粘结层表面形成厚度为1.5
‑
2cm的沥青砂浆铺装层，并采用工业抹平机器人以及小型压路机进行细部施工优
化，制作形成桥梁梁段结合沥青铺装的预制件；
[0028]步骤S3：将桥梁梁段结合沥青铺装的预制件在工厂自然养生至少30天，使得环氧砂浆充分固化后，将多个预制件运输至工程现场，吊装拼接形成一体，对沥青砂浆铺装层的拼接界面进行清洁、平整处理，均匀涂抹国产环氧沥青粘结剂，采用无缝伸缩缝材料进行界面拼接间隙填充，采用小型压实机进行机械碾压，形成无缝伸缩缝；
[0029]步骤S4：在沥青砂浆铺装层表面均匀布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可预制式水泥混凝土桥面沥青铺装结构，其特征在于：包括桥梁梁段结合沥青铺装的预制件，预制件包括桥梁梁体预制节段，在桥梁梁体预制节段的表面铺设下粘结层，下粘结层的表面铺筑沥青砂浆铺装层；相邻预制件拼接时，在相邻的沥青砂浆铺装层之间填充无缝伸缩缝材料进行拼接形成整体；在沥青砂浆铺装层的表面铺设上粘结层，上粘结层的表面铺筑沥青混凝土磨耗层。2.根据权利要求1所述的可预制式水泥混凝土桥面沥青铺装结构，其特征在于：前述的上粘结层和下粘结层成分相同，均为粘结剂，所述的粘结剂包括环氧树脂和固化剂，固化剂含沥青，且环氧树脂和固化剂的质量比范围为10:29
‑
10:55。3.根据权利要求2所述的可预制式水泥混凝土桥面沥青铺装结构，其特征在于：前述的沥青砂浆铺装层采用环氧砂浆铺筑，环氧砂浆包括环氧沥青结合料和混合矿料，且环氧沥青结合料与混合矿料的质量比范围为0.95:10
‑
1.1:10；所述的混合矿料包括玄武岩集料和石灰岩矿粉组成的混合物。4.根据权利要求3所述的可预制式水泥混凝土桥面沥青铺装结构，其特征在于：混合矿料包括多个档位的混合物，分别为第一档矿料、第二档矿料、第三档矿料、第四档矿料、第五档矿料以及第六档矿料，且各个档位混合物的质量比为第一档：第二档：第三档：第四档：第五档：第六档=28.3: 13.2: 15.8: 15: 9.5: 18.2；其中，第一档矿料为粒径在1.18
‑
2.36mm范围的矿料，第二档矿料为粒径在0.6
‑
1.18mm范围的矿料，第三档矿料为粒径在0.3
‑
0.6mm范围的矿料，第四档矿料为粒径在0.15
‑
0.3mm范围的矿料，第五档矿料为粒径在0.075
‑
0.15mm范围的矿料，第六档矿料为粒径小于0.075mm的矿料。5.根据权利要求4所述的可预制式水泥混凝土桥面沥青铺装结构，其特征在于：环氧沥青结合料包括双酚A型环氧树脂、改性脂肪胺类固化剂、酚类相容剂以及70号基质沥青，且双酚A型环氧树脂、改性脂肪胺类固化剂、酚类相容剂以及70号基质沥青的质量比为1: 0.8: 0.2: 3。6.根据权利要求5所述的可预制式水泥混凝土桥面沥青铺装结构，其特征在于：所述沥青混凝土磨耗层采用沥青玛蹄脂碎石混合料SMA
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13铺筑，沥青玛蹄脂碎石混合料SMA
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13包括改性沥青与混合矿料，所述的混合矿料包括玄武岩集料和石灰岩矿粉组成的混合物；其中，混合矿料级配采用SMA
‑
13混合料级配；改性沥青与混合矿料的油石比为5.8%
‑
6.3%。7.根据权利要求6所述的可预制...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，钱振东，黄卫，崔冰，陈团结，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：