本发明专利技术提出了一种半装配化钢箱梁桥面铺装结构及其施工方法，此铺装结构包含由下至上在钢箱梁体桥面板上布设的预铺防锈层、预铺防水粘结层、预铺高性能结构层、粘结层、嵌挤碎石层与磨耗层，其中钢箱梁体与预铺防锈层、预铺防水粘结层、预铺高性能结构层组成预制件；半装配化铺装结构具备的优势包括：（1）性能优势：质量稳定性高、易维修；（2）施工优势：速度快、机械化程度高、对用地的需求小；（3）环保优势：质量缺陷少、废料率低、施工温度低；（4）应用优势：抗干扰强、可适应多种施工环境等。本发明专利技术面对青藏、新疆等生态脆弱却有着大量桥梁建设需求的地区以及需要高架桥快速建设分散车流的城市有着广阔的应用推广前景。市有着广阔的应用推广前景。市有着广阔的应用推广前景。
【技术实现步骤摘要】
一种半装配化钢箱梁桥面铺装结构及其施工方法
[0001]本专利技术涉及一种半装配化钢箱梁桥面铺装结构及其施工方法，尤其适用于青藏、新疆等生态脆弱环境恶劣却有着大量桥梁建设需求的地区以及需要高架桥快速建设分散车流的城市，属于道路工程
技术介绍
[0002]钢桥面铺装作为钢桥面板的保护结构以及桥梁提供通行服务的结构，通常为现场施工铺设，环境气候、人为等众多复杂因素导致铺装施工质量与工期无法保证。青藏等地区恶劣的环境因素以及脆弱的生态，使得当地施工期短暂且施工期间废弃物的排放要求较高，桥面铺装的施工面临着诸多挑战。
[0003]现阶段钢桥面沥青铺装的装配化发展较慢，尚无应用案例，原因如下：1)目前由于钢桥面板的正交异性及繁重的交通荷载作用，环氧沥青混合料凭其优良的变形协调能力与服役性能，成为了钢桥面板铺装结构中下层铺装材料的优选，但是环氧沥青混合料作为热固性材料，需要进行养生才能有良好的性能，导致施工工期较长。2)发展钢桥面铺装的装配化建设技术，可有效减少恶劣环境因素对钢桥面铺装建设的影响，厂房的标准化生产，在保证铺装层高质量、高效率的同时，能有效降低沥青混合料废弃率，减少废弃物对环境的影响，并使桥面铺装的现场施工周期期大幅缩短。现场施工阶段，热拌沥青混合料加热、拌合、摊铺作业温度高，产生大量热气、废气，碳排放高，对环境友好性差，采用温拌沥青混合料，可在满足沥青铺装层服役性能的同时有效减少碳排放与废气排放。沥青玛蹄脂碎石SMA一般在钢桥面铺装中作为上面层使用，但在实际使用过程中存在车辙、老化等病害。3)钢桥面沥青铺装厚度一般小于10cm，若单独制作预制沥青混合料铺装结构，其抗弯抗折能力弱，运输及吊装过程中容易形变发生裂缝；若在工厂阶段将双层铺装结构全部铺设在钢桥面板上，然后现场进行吊装拼接，实现完全的装配化，这会导致拼接部位服役性能下降，易发生水的侵蚀，产生钢桥面板锈蚀等重大病害。4)现阶段桥面铺装沥青混合料大都需要进行碾压才能提供足够的服役性能，工厂预制阶段桥梁预制件较难适应大型碾压机械的作业。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种半装配化钢箱梁桥面铺装结构及其施工方法，该半装配化钢箱梁桥面铺装为双层铺装结构，下层铺装与钢箱梁体共同预制，形成“钢箱梁体+沥青铺装”预制件，能满足钢桥面铺装的服役性能并适应工厂预制条件。该施工方法实现了钢桥面主体结构的工厂标准化生产，减少了钢桥面铺装的现场施工工序，缩短施工工期，降低施工环境对铺装质量的影响，同时能有效减少废弃物与废气的排放，降低施工对周围环境的影响，适用于青藏、新疆等生态脆弱环境恶劣却有着大量桥梁建设需求的地区以及需要高架桥快速建设分散车流的城市，具有广阔的应用前景。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下所示：
[0006]在进行半装配化钢箱梁桥面铺装结构，需要考虑的点包括：
[0007](a)半装配化钢箱梁桥面铺装结构的研发目的是在确保钢桥面铺装结构拥有优异的服役性能的前提下减少现场施工周期，故结构层需综合考虑性能以及与钢桥面的变形协调能力，防止运输过程以及吊装过程中产生裂缝等不利病害，磨耗层需尽量采用养护时间短的沥青混合料，确保施工速度，减少施工周期。
[0008](b)考虑到铺装结构的整体性与层间粘结性，同时考虑到双层铺装结构结构层与磨耗层对沥青混合料不同的性能要求，在结构层与磨耗层采用不同的沥青混合料，确保整个铺装结构具备优良的低温抗裂性能、高温抗车辙性能、抗疲劳性能、抗冻融循环性能等。
[0009](c)磨耗层作为直接与车辆接触的结构，同时也是直接与自然环境接触的保护层，需满足铺装结构的耐久性与行车安全舒适性，针对青藏、新疆等环境恶劣地区，磨耗层还需要有充足的抗冻融循环能力与抗紫外老化能力等。
[0010](d)半装配化钢箱梁桥面铺装结构的设计，应考虑到施工可行性及便利性，尽量采用成熟的施工机械与施工方法，减少对施工人员的培训，工厂预制阶段应尽可能运用已有技术、已有设施，减少或避免对工厂的大规模改造，促进半装配化钢箱梁桥面铺装的运用与推广。
[0011]一种半装配化钢箱梁桥面铺装结构，包括：由下至上依次在U肋及下部结构1上设置钢桥面板2、预铺防锈层3、预铺防水粘结层4、预铺高性能结构层5、粘结层6、嵌挤碎石层7与磨耗层8；
[0012]所述预铺防锈层3和预铺高性能结构层5通过预铺防水粘结层4粘结；所述预铺高性能结构层5和磨耗层8通过粘结层6粘结；所述嵌挤碎石层7镶嵌在粘结层6与磨耗层8之间；
[0013]所述U肋及下部结构1、钢桥面板2组成钢箱梁体，所述U肋及下部结构1、钢桥面板2、预铺防锈层3、预铺防水粘结层4、预铺高性能结构层5组成“钢箱梁体+沥青铺装”预制件；
[0014]所述预铺高性能结构层5采用环氧沥青混合料EA
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10进行铺设；
[0015]所述磨耗层8采用温拌SBS改性沥青玛蹄脂碎石混合料SMA
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13进行铺设。
[0016]优选地，所述环氧沥青混合料EA
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10由环氧沥青、玄武岩集料、矿粉按质量比6.4～6.8:91～93:6～9拌合而成；其中环氧沥青由基质沥青、双酚A型环氧树脂和甲基六氢苯酐固化剂按质量比18～21:10:9～11配置而成；玄武岩集料公称最大粒径为9.5mm；预铺高性能结构层5的厚度为30～40mm。
[0017]优选地，温拌SBS改性沥青玛蹄脂碎石混合料SMA
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13由SBS改性沥青、温拌剂、玄武岩集料、矿粉、木质素纤维按质量比6.3～6.5:0.2～0.35:90～93:7～10:0.3～0.4配置而成；所述磨耗层8的厚度为30～45mm。
[0018]优选地，所述预铺防锈层3采用水性环氧树脂富锌漆进行防腐喷涂，减少了传统胺类富锌防腐漆对环境的污染，具有环境友好性；水性环氧树脂富锌漆由改性水性环氧树脂、改性多元胺固化剂、锌粉混合按质量比6:2～3:15～17反应配置而成；改性水性环氧树脂由水性环氧树脂、去离子水、分散剂、消泡剂、基材润湿剂按质量比18:5～6:0.2:0.5:0.8～1.0配置而成；预铺防锈层3厚度为60～80μm。
[0019]优选地，所述预铺防水粘结层4采用环氧树脂粘结料进行喷洒布设，环氧树脂粘结料由环氧树脂与环氧树脂增韧型固化剂按质量比4:0.9～1.1配置而成；环氧树脂粘结料用量为0.60～0.95kg/m2。
[0020]优选地，所述粘结层6采用环氧沥青粘结料进行喷洒布设，环氧沥青粘结料由环氧树脂、环氧树脂增韧型固化剂、基质沥青按质量比4:0.9～1.1:4.9～5.1配置而成；环氧沥青粘结料用量为0.55～0.8kg/m2；粘结层的喷洒布设作业需待预铺高性能结构层拼接处环氧沥青混合料灌注压实3天后进行。
[0021]优选地，所述嵌挤碎石层7采用预拌沥青玄武岩碎石进行布设，预拌沥青玄武岩碎石由玄武岩碎石和环氧沥青粘结料组成，玄武岩碎石经环氧沥青粘结料裹覆后可与粘结层形成本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
，接着进行整体喷砂除锈，最后人工打磨钢桥面板（2）边角处及凹坑部位；步骤2、对钢桥面板（2）后期现场施工焊接部位进行遮盖以避免喷涂影响步骤6中的焊接质量；然后在步骤1中喷砂除锈作业结束后2~5h内进行预铺防锈层（3）的防腐喷涂 ；步骤3、采用洒布车进行预铺防水粘结层（4）环氧树脂粘结料的洒布作业；步骤4、首先进行预铺高性能结构层（5）的摊铺作业，然后进行预铺高性能结构层（5）的碾压作业；其中，碾压作业分为三阶段：首先进行初压，采用胶轮压路机，碾压遍数为3~5遍，最低作业温度为155℃，然后进行复压，采用钢轮压路机，碾压遍数为4~5遍，最低作业温度为120℃，最后进行终压，采用胶轮压路机，碾压遍数为4~5遍，最低作业温度为95℃；步骤5、预铺高性能结构层（5）环氧沥青混合料自然养生7~9天后，进行U肋及下部结构（1）与钢桥面板（2）的焊接，制成“钢箱梁体+沥青铺装”预制件；现场阶段：步骤6、首先将“钢箱梁体+沥青铺装”预制件运至现场，进行“钢箱梁体+沥青铺装”的吊装拼接，并完成钢箱梁体焊接成桥工作；然后清理预铺高性能结构层（5）表面杂物，对钢桥面板（2）焊接部位进行人工打磨除锈工作；接着在预铺防锈层（3）、预铺防水粘结层（4）、预铺高性能结构层（5）拼接处依次进行防腐喷涂、环氧树脂粘结料布设以及环氧沥青混合料的灌注，最后采用重物压载或压路机碾压的方式进行拼接处环氧沥青混合料的碾压作业；步骤7、采用洒布车进行粘结层（6）环氧沥青粘结料的洒布作业；步骤8、首先用环氧沥青粘结料对玄武岩碎石进行裹覆作业，制得预拌沥青玄武岩碎石，然后采用碎石撒布车进行嵌挤碎石层（7）的布设；步骤9、首先进行磨耗层（8）的摊铺作业；然后进行磨耗层（8）的碾压作业；碾压作业分为三阶段：首先进行初压，采用钢轮压路机，碾压遍数为4~5遍，最低作业温度为135℃，然后进行复压，采用钢轮压路机，碾压遍数为3~4遍，最低作业温度为100℃，最后进行终压，采用钢轮压路机，碾压遍数为4~5遍，最低作业温度为75℃。9.根据权利要求8所述的半装配化钢箱梁桥...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱振东，钱李鹏，薛永超，汤文杰，谢宇欣，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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