[發明專利]一種橋面鋪塊及鋪裝該鋪塊的橋梁及該鋪塊的加工方法

有效

• 申請號: 201510369985.X
• 申請日: 2015-06-29
• 公開（公告）號: CN104894969A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 孟祥武;李萬峰;孫福長
• 申請（專利權）人: 北京大陸益通環保科技有限公司
• 主分類號: E01D19/12
• 分類號: E01D19/12;E01D19/08;E01C5/22;B32B7/08;B32B15/06;B32B9/04;C08L17/00;C08K13/02;C08K5/09;C08K3/22;C08K3/06;C08K3/04;C08K3/38;C04
• 代理公司: 北京金之橋知識產權代理有限公司 11137
• 代理人: 朱黎光

技術領域

本發明涉及一種橋面鋪塊及該鋪塊的加工方法，本發明還涉及鋪裝該鋪塊的橋梁。

背景技術

鋼橋有利于減輕恒載和發揮空間結構的特性，是大跨徑橋梁首選的結構形式。但鋼橋面板光滑、柔韌、局部變形大、動力特性復雜、熱容小等特點都對橋面鋪裝提出了嚴格的要求。現有鋼橋面鋪裝無論澆注式瀝青混凝土(GA)、瀝青瑪蹄脂混凝土(MA)、改性瀝青(SMA)、環氧樹脂瀝青(EA)均過早出現高溫車轍、橫向推移、開裂等病害，這些病害既與鋼橋面鋪裝不利的使用條件有關也與我國的交通狀況有直接的關系，但關鍵是鋪裝的各種結構GA、MA、SMA、EA不能滿足鋼橋面鋪裝功能要求：即良好的疲勞抗開裂性能、優良高溫穩定性能、完善的防排水性能、良好的層間結合性能、與鋼板變形良好的追從性、良好的平整度與抗滑性能、盡可能小的適當的厚度(減輕結構自重)。

據不完全統計，目前國內大跨徑公路橋已完成鋼橋面鋪裝面積僅200萬平米。近20年中國鋼橋面鋪裝研究和實踐就一直未停止過。然而，迄今為止鋼橋面鋪裝問題仍未有效解決。從技術層面，鋼箱梁是大型薄壁空間結構，在溫度與荷載作用下，鋼箱梁會發生伸長、縮短、彎曲、局部下撓、扭轉等變形。橋面鋪裝要求具有追隨鋼箱梁一起協同變形的能力。另外一方面，橋面鋪裝直接承擔著車輪荷載碾壓，橋面鋪裝需要抵抗車輪荷載產生的局部變形，同時要求鋼橋面鋪裝保持外觀平順，便于行車。這種互相矛盾的需求就決定了鋼橋面鋪裝工程技術復雜性。加之我國公路普遍存在的重載車輛現象，這無疑加劇了矛盾的復雜性。鋼橋面鋪裝結構和材料與選擇，多年來不僅是我國公路工程建設中的難點和熱點技術問題，也是國際上一個尚未解決的難題。

目前世界各國的鋼橋面鋪裝基本上均采用瀝青混凝土體系。鋼橋面鋪裝結構主要有以下四大類：①德國、日本為代表的澆注式瀝青混凝土GA(Guss?Asphalt)結構，一般德國澆注式瀝青混凝土的厚度為2×35mm，日本35mm澆注式瀝青混凝土+30mm改性密級配瀝青混凝土；以英國為代表的瀝青瑪蹄脂混凝土MA(Mstic?Asphalt)結構(實際上也是澆注式瀝青混凝土，只是鋪裝厚度和工藝與日本等有所不同)，一般38mm澆筑式瀝青混凝土，其主要缺點是：高溫穩定性差,易形成車轍；施工需要一系列專用設備，施工組織較為復雜；施工時混合料的溫度非常高，達到240℃以上，對橋梁的影響不容忽視。澆注式鋼橋面鋪裝技術適用于夏季溫度不太高的國家和地區,如德國、英國、北歐等一些國家，澆注式鋼橋面鋪裝技術在日本的應用也較為廣泛。；②德國和日本等國近期采用的改性瀝青SMA結構(Stone?Mastic?Asphalt)，改性瀝青SMA主要缺點：改性瀝青SMA在路面結構中被廣泛應用，但通過對已竣工鋼橋應用調查，改性瀝青SMA在鋼橋鋪裝應用效果并不理想，路面開通不久就會出現程度不同的車轍、局部擁包、推移、泛油、局部疲勞裂縫；雙層SMA在國內早期應用較多，經過長時間的使用，一些橋梁的橋面鋪裝出現了嚴重破壞，各種破壞形式都有所表現。由于采用SBS瀝青的SMA材料抗裂性不佳，所以開裂是雙層SMA鋪裝最常見的病害之一，同時橋面還會出現車轍、坑槽、推移等病害。③以美國為代表的環氧樹脂瀝青EA(Epoxy?asphalt)混凝土結構，總厚32-76mm環氧瀝青混凝土(EA)，主要缺點是：環氧瀝青價格較高，關鍵技術多被國外大企業控制；環氧瀝青混合料的配制工藝比較復雜；環氧瀝青混合料施工中對時間和溫度要求十分嚴格，對施工環境要求苛刻，施工難度大。環氧瀝青鋪裝養護時間長，修復難度大，目前針對環氧瀝青出現損壞后的修復方法還沒有；環氧瀝青鋪裝工后表面光滑，宏觀構造深度小，特別是雨天行車安全性差。環氧瀝青鋪裝發生的主要問題在于施工控制，施工控制不嚴是鋪裝發生損壞的主要原因。其柔韌性相對瀝青材料來說較差，橋面鋪裝容易出現開裂等病害；由于環氧瀝青鋪裝層密不透水，施工時內部殘留的水分容易導致鋪裝層鼓包病害，如沒有得到有效的處理，會進一步發展成為坑槽。環氧瀝青鋪裝的修復至今沒有好的辦法，銑刨后重新鋪裝需要長時間的養生，對交通影響非常大，修復施工往往要屈服于交通的壓力，最終影響修復的效果。

鋼橋橋面鋪裝一般由防銹層、粘結層、瀝青混合料鋪裝層構成，直接鋪筑于鋼箱梁頂板之上，總厚度在35-80mm之間。由于鋼箱梁橋面鋪裝的使用條件、施工工藝、質量控制與要求的特殊性，對它的強度、抗疲勞性能、抗車轍性能、抗剪切性能以及變形協調性等均有較高的要求，我國目前尚未形成普遍有效的鋼橋面鋪裝設計理論與方法。