具有温度调节功能的水泥混凝土桥面铺装层制造技术

本发明专利技术公开了一种具有温度调节功能的水泥混凝土桥面铺装层，属于桥梁建设技术领域，所述水泥混凝土桥面铺装层由FRP筋、中空FRP筋、中空FRP扣管和水泥混凝土组成，FRP筋纵向均匀分布于桥面铺装层中，中空FRP筋横向均匀分布于桥面铺装层中，相邻两根中空FRP筋通过中空FRP扣管连接，所述中空FRP筋和中空FRP扣管连接形成连通的中空孔道，所述中空孔道设有进水口和出水口。本发明专利技术可以有效地调节水泥混凝土内部温度，保证水泥混凝土强度的发展，减少裂缝的产生，同时可以快速融化冬季桥面冰雪，消除除冰盐对桥梁主体结构的损害，对延长桥梁使用寿命具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
具有温度调节功能的水泥混凝土桥面铺装层
本专利技术涉及桥梁建设
，特别是涉及一种具有温度调节功能的水泥混凝土桥面铺装层。
技术介绍
桥面铺装层是桥梁工程中一种特殊的附属结构，主要起着保护桥梁结构主体和为行车提供舒适、安全的路面功能作用，同时还要承受车轮荷载的直接作用，并与主梁一起承受外界荷载的作用。水泥混凝土桥面铺装层是桥面铺装的主要结构形式之一，主要应用于桥梁主体结构刚度较大的情况下，如主梁为钢筋混凝土结构时。水泥混凝土桥面铺装层是大面积暴露于空气中的薄板结构，混凝土表面极易产生裂缝，裂缝出现后桥面铺装层的抗渗性能大幅度降低，导致雨水或有害介质渗入铺装层中引起钢筋锈蚀，从而使桥面铺装层发生损坏。冬季降雪后，桥面容易结冰，为保证桥面的正常通行，在桥面使用除冰盐是融化冰雪的主要手段之一。由于除冰盐的大量使用，导致其中的氯离子渗入桥面铺装层和桥梁主体结构中，引起钢筋锈蚀，造成安全隐患。从桥梁的使用现状看，因水泥混凝土产生裂缝和钢筋锈蚀引起的桥面铺装层和主体结构发生开裂、破损已经成为桥梁结构的主要病害之一。由于钢筋腐蚀造成的结构功能的过早退化或者承载力不足大大缩短了结构的使用寿命。另外，桥面铺装层属于大面积混凝土结构，混凝土施工过程中产生的水化热使混凝土内温度不均匀，容易出现裂缝，严重影响工程质量和正常使用。纤维增强聚合物(FRP)筋作为一种具有高强、轻质、耐腐蚀、耐疲劳等特点的新型复合材料，将其用于桥面铺装层中，能够代替传统钢筋直接受力，解决桥面铺装层中的钢筋锈蚀问题，但是并未解决桥面结冰或除冰盐引起的桥梁主体结构中的钢筋锈蚀问题。【专利技术内容】本专利技术针对现有水泥混凝土桥面铺装层易产生裂缝和钢筋锈蚀的病害，以及冬季结冰影响正常使用的不利情况，提供一种具有温度调节功能的水泥混凝土桥面铺装层。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:一种具有温度调节功能的水泥混凝土桥面铺装层，所述水泥混凝土桥面铺装层由FRP筋、中空FRP筋、中空FRP扣管和水泥混凝土组成，FRP筋纵向均匀分布于桥面铺装层中，中空FRP筋横向均匀分布于桥面铺装层中，相邻两根中空FRP筋通过中空FRP扣管连接，所述中空FRP筋和中空FRP扣管连接形成连通的中空孔道，所述中空孔道设有进水口和出水口。所述中空FRP筋的两端设有垂直于中空FRP筋且与其为一体结构的端头，中空FRP扣管的两端设有垂直于中空FRP扣管且与其为一体结构的端头。所述中空FRP筋的端头长度为20 mm，所述中空FRP扣管的端头长度为10 mm。所述中空FRP筋和中空FRP扣管采用建筑结构胶连接。所述中空FRP筋和中空FRP扣管均包括中空孔道，所述中空孔道外周面轴向包裹有以聚合物和金属粉末组成的胶液基体，所述胶液基体内还设有纤维增强材料。所述聚合物为环氧树脂、乙烯基酯或不饱和聚酯中的一种、两种或两种以上的任意组合。所述金属粉末为铁粉、铝粉或钢粉。所述纤维增强材料为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维或玄武岩纤维。所述FRP筋直径为l(Tl2mm，所述中空FRP筋内径为10 mm，所述中空FRP扣管内径为16 mm。本专利技术的有益积极效果是:本专利技术提出的具有温度调节功能的水泥混凝土桥面铺装层，可以有效地调节水泥混凝土内部温度，保证水泥混凝土强度的发展，减少裂缝的产生，可以有效地解决因为施工温度、养护环境及管养手段等引起的桥面铺装层病害问题，同时可以快速融化冬季桥面冰雪，消除除冰盐对桥梁主体结构的损害，对延长桥梁使用寿命具有重要意义。【附图说明】图1为本专利技术中空FRP筋的结构示意图； 图2为本专利技术中空FRP扣管的结构示意图； 图3为本专利技术的结构示意图； 图4为本专利技术中空FRP筋及扣管剖面示意图。图中:1、进水口，2、出水口，3、FRP筋，4、中空FRP筋，5、中空FRP扣管，6、中空FRP筋端头，7、中空FRP扣管端头，8、中空孔道，9、纤维增强材料，10、金属粉末，11、聚合物。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例一 参见图1-图4，本专利技术一种具有温度调节功能的水泥混凝土桥面铺装层，所述水泥混凝土桥面铺装层由FRP筋3、中空FRP筋4、中空FRP扣管5和水泥混凝土组成，FRP筋3纵向均匀分布于桥面铺装层中，中空FRP筋4横向均匀分布于桥面铺装层中，相邻两根中空FRP筋4通过中空FRP扣管5连接，所述中空FRP筋4和中空FRP扣管5连接形成连通的中空孔道，所述中空孔道设有进水口 I和出水口 2。所述中空FRP筋4的两端设有垂直于中空FRP筋4且与其为一体结构的端头6，中空FRP扣管5的两端设有垂直于中空FRP扣管5且与其为一体结构的端头7。所述中空FRP筋4的端头6长度为20 mm,所述中空FRP扣管5的端头7长度为10mm。所述中空FRP筋4和中空FRP扣管5采用建筑结构胶连接。所述中空FRP筋包括中空孔道8，所述中空孔道8外周面轴向包裹有以聚合物11和金属粉末10组成的胶液基体，所述胶液基体内还设有纤维增强材料9。所述聚合物11为环氧乙烯基酯树脂，纤维增强材料9为玻璃纤维，金属粉末10为铝粉，玻璃纤维增强材料9的重量占中空玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋4重量的60%，胶液基体的重量占中空玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋4重量的40%，铝粉末10的重量占胶液基体重量的20%。所述中空GFRP扣管5的内部结构与中空GFRP筋4的内部结构相同。所述FRP筋直径为10?12 mm，所述中空FRP筋内径为10 mm，所述中空FRP扣管内径为16 mm。施工时，选用直径为12 mm的GFRP筋3和内径为10 mm的中空GFRP筋4代替水泥混凝土桥面铺装层中的纵、横向钢筋，其中沿桥面铺装纵向为GFRP筋3，沿桥面铺装横向为中空GFRP筋4，横向中空GFRP筋的连接采用内径为16 mm的中空GFRP扣管5并涂刷建筑结构胶进行连接。将GFRP筋3纵向均匀放置在桥面铺装层的下层，中空GFRP筋4横向均匀放置在GFRP筋3上面，且中空GFRP筋4端头6向上竖立，在纵向和横向GFRP筋交叉处采用扎丝进行绑扎，以固定GFRP筋3和中空GFRP筋4位置不发生变化。筋材绑扎完毕后，在中空GFRP扣管5端头7内壁涂刷建筑结构胶，并将中空GFRP扣管5端头7反向扣在中空GFRP筋4端头6上面，待建筑结构胶固化后，采用灌水法检验横向中空GFRP筋4形成的中空孔道是否通畅。若通畅，可进行下道工序，进行水泥混凝土的浇筑；若发生堵塞现象，需排除故障，确保中空孔道的通畅。整个桥面铺装层中并不是只有一个进水口 1和出水口 2，具体进水口和出水口的数量可根据桥面铺装面积、灌水能力以及纵向伸缩缝分区的要求进行划分。冬期施工时，水泥混凝土浇筑完毕后需要升温养护。此时可在中空孔道进水口 1处加入热水(水温根据气温进行确定)，出水口 2处进行热水的循环，将热量通过中空GFRP筋4管壁传递给筋网周围的水泥混凝土，同时在水泥混凝土表面进行保温覆盖，达到水泥混凝土水化需要的温度环境，保证水泥混凝土强度的发展，同时可以有效减少表面裂缝的产生。在桥梁运营期，冬季降雪后，桥面容易结冰，影响道路通行。为清除桥面冰雪，此时可以采用在中空孔道进水口 1处灌入热水，出水口 2处进行热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有温度调节功能的水泥混凝土桥面铺装层，其特征在于：所述水泥混凝土桥面铺装层由FRP筋、中空FRP筋、中空FRP扣管和水泥混凝土组成，FRP筋纵向均匀分布于桥面铺装层中，中空FRP筋横向均匀分布于桥面铺装层中，相邻两根中空FRP筋通过中空FRP扣管连接，所述中空FRP筋和中空FRP扣管连接形成连通的中空孔道，所述中空孔道设有进水口和出水口。

【技术特征摘要】
1.一种具有温度调节功能的水泥混凝土桥面铺装层，其特征在于:所述水泥混凝土桥面铺装层由FRP筋、中空FRP筋、中空FRP扣管和水泥混凝土组成，FRP筋纵向均匀分布于桥面铺装层中，中空FRP筋横向均匀分布于桥面铺装层中，相邻两根中空FRP筋通过中空FRP扣管连接，所述中空FRP筋和中空FRP扣管连接形成连通的中空孔道，所述中空孔道设有进水口和出水口。2.根据权利要求1所述的具有温度调节功能的水泥混凝土桥面铺装层，其特征在于:所述中空FRP筋的两端设有垂直于中空FRP筋且与其为一体结构的端头，中空FRP扣管的两端设有垂直于中空FRP扣管且与其为一体结构的端头。3.根据权利要求2所述的具有温度调节功能的水泥混凝土桥面铺装层，其特征在于:所述中空FRP筋的端头长度为20 mm，所述中空FRP扣管的端头长度为10 mm。4.根据权利要求1所述的具有温度调节功能的水泥混凝土桥面铺装层，其特征在于:所述中空FRP筋和中空FRP扣管...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵军，李光辉，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：