一种基于高性能橡胶混凝土的桥面铺装结构的制作方法

1.本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种基于高性能橡胶混凝土的桥面铺装结构。


背景技术：

2.随着我国国民经济的快速发展，公路交通建设尤其是公路桥梁建设取得了令人瞩目的成就。桥面铺装是直接铺筑在桥面板(主梁)上的保护层，是桥梁上部结构的重要组成部分，它不但需要直接承受车轮的压力、冲击及剪切荷载，并在汽车和气候环境的反复作用下被磨耗和风化，还受到桥梁上部结构的约束，起着保护桥梁主体和为行车提供舒适、安全的路面功能的作用。所以桥面铺装不但需要具有抵抗外界荷载和桥梁变形的能力，还需要具有平整性、抗滑耐磨耗性等特点。
3.另外，桥面铺装还应具有良好的防水效果，从而保证雨水及其它有害物质不会通过铺装层渗透到桥面板而侵蚀桥梁上部结构。
4.目前我国桥梁结构设计时，对桥面铺装一般不作专门的计算分析，在实际设计中，桥面铺装只作为桥梁工程的附属结构，设计者对其花费精力甚少。事实上，桥面铺装实际受力却很复杂，加之现阶段我国大部分桥梁普遍存在交通量繁重、重载和超载、桥面铺装材料选用以及施工方法造成厚薄不均等现象，使得桥面铺装出现了严重的早期损坏现象，而且许多高速公路上桥面铺装的各种损害要比普通路段严重得多。桥面铺装一旦出现破损，必然威胁到桥梁结构的安全性。
5.水泥混凝土桥面铺装是一种传统的结构形式，曾以刚度大、强度高、成本低等优点被广泛采用，但在车辆荷载的长期作用下，水泥混凝土铺装层的自身问题逐渐暴露出来，易开裂、疲劳破坏、渗水等病害导致后期维修费用增高、结构使用寿命下降。因此，深入分析研究水泥混凝土桥面铺装的破坏原因及机理、提高水泥混凝土桥面铺装的耐久性是十分必要的。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是提供一种基于高性能橡胶混凝土的桥面铺装结构，以克服上述现有技术中的不足。
7.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于高性能橡胶混凝土的桥面铺装结构，包括自下而上铺设于桥面上的橡胶水泥混凝土现浇层、sbr改性乳化沥青防水层和沥青混凝土面层，橡胶水泥混凝土现浇层的受拉区内预设单层双向钢筋网。
8.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
9.进一步，桥面上所铺设的橡胶水泥混凝土现浇层、sbr改性乳化沥青防水层和沥青混凝土面层的总厚度为16.3cm～18.3cm。
10.进一步，沥青混凝土面层采用sma
‑
13级配或sma
‑
16级配，空隙率为3.5％～4.5％，厚度为8.0cm～12.0cm。
11.进一步，sbr改性乳化沥青防水层的sbr改性乳化沥青的用量为0.5kg/m2～0.6kg/m2。
12.进一步，橡胶水泥混凝土现浇层的厚度为8.0cm～10.0cm。
13.进一步，橡胶水泥混凝土现浇层中所用橡胶颗粒粒径为1～2mm，其掺加方式为等体积替代20％轻集料，掺量为60kg/m2～65kg/m2。
14.进一步，橡胶颗粒于橡胶水泥混凝土现浇层中作为细集料。
15.进一步，橡胶颗粒来源于粉碎化处理的废旧轮胎。
16.进一步，单层双向钢筋网为纵向钢筋与横向钢筋垂直交叉分布的网片。
17.进一步，纵向钢筋与横向钢筋的铺设间距为10cm
×
10cm。
18.进一步，单层双向钢筋网与桥面间的净距为2.0cm～2.5cm。
19.进一步，单层双向钢筋网所采用的纵向钢筋与横向钢筋为hrb400级φ10带肋钢筋。
20.本发明的有益效果是：
21.1)采用高性能橡胶水泥混凝土材料作为桥面铺装的现浇层，把废旧橡胶粉碎化处理成橡胶颗粒经过硅烷偶联剂表面改性处理作为细集料掺加到混凝土中可以很好地改善混凝土的抗疲劳性、弯曲韧性、抗渗性和耐水性，且对原材料、设计及施工的要求也相对简单；
22.2)橡胶集料来源于废旧轮胎，随着我国汽车持有量的快速增长，轮胎的产量和废旧轮胎的数量逐年增多，将橡胶水泥混凝土应用于桥面铺装有助于解决废旧橡胶的回收和资源利用问题，生态环保意义突出，该种新型桥面铺装结构符合公路交通科技发展方向，具有良好的经济社会效益和工程应用前景；
23.3)本发明的桥面铺装结构具有良好的抗渗与抗裂性能、适宜的强度及较好的经济技术效益，在应用到工程中时能够提高其抗变形性能和行车舒适度，保护梁体免受雨水侵蚀冻胀作用，延长其使用寿命，减少养护及后期维修费用；
24.4)刚度适中，橡胶水泥混凝土的弹性模量在1.5
×
104mpa～3.5
×
104mpa之间，既可以减小板底分布载荷，又有较大的变形能力，提高行车舒适性；
25.5)弯曲韧性好.相比于同等强度的普通混凝土，橡胶水泥混凝土的抗折强度更大，在实际使用中减小了铺装层开裂的可能；
26.6)耐水性好，依靠材料本身特性使得橡胶水泥混凝土桥面铺装适用于降雨量较大的地区和在短期浸水的桥面；
27.7)阻尼大，橡胶水泥混凝土抵抗动态冲击的能力强，可以很好的保护梁体免受冲击破坏；
28.8)疲劳寿命长，橡胶水泥混凝土桥面铺装在车轮的反复作用下，不易产生疲劳破坏，铺装的设计使用年限长，其后期维修费用低；
29.9)本桥面铺装结构采用sbr改性乳化沥青防水层，可以将橡胶水泥混凝土及沥青混凝土面层牢固地粘结在一起，避免桥面铺装发生层间剪切破坏，sbr改性乳化沥青水性能好，施工简便，环境污染少，经济效益明显。
附图说明
30.图1为本发明所述基于高性能橡胶混凝土的桥面铺装结构的断面图。
31.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
32.1、橡胶水泥混凝土现浇层，2、sbr改性乳化沥青防水层，3、沥青混凝土面层，4、单层双向钢筋网。
具体实施方式
33.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
34.实施例1
35.如图1所示，一种基于高性能橡胶混凝土的桥面铺装结构，包括自下而上铺设于桥面上的橡胶水泥混凝土现浇层1、sbr改性乳化沥青防水层2和沥青混凝土面层3，橡胶水泥混凝土现浇层1的受拉区内预设单层双向钢筋网4，桥面上的橡胶水泥混凝土现浇层1、sbr改性乳化沥青防水层2和沥青混凝土面层3的总厚度为16.3cm；
36.其中，沥青混凝土面层3采用sma
‑
13级配，空隙率为3.5％，厚度为8.0cm；
37.sbr改性乳化沥青防水层2的sbr改性乳化沥青的用量为0.5kg/m2；
38.橡胶水泥混凝土现浇层1所用橡胶颗粒粒径为1～2mm，其掺加方式为等体积替代20％轻集料，掺量为60kg/m2，厚度为8.0cm；
39.单层双向钢筋网4为纵向钢筋与横向钢筋垂直交叉分布的网片，其与桥面间的净距为2.0cm。
40.实施例2
41.如图1所示，一种基于高性能橡胶混凝土的桥面铺装结构，包括自下而上铺设于桥面上的橡胶水泥混凝土现浇层1、sbr改性乳化沥青防水层2和沥青混凝土面层3，橡胶水泥混凝土现浇层1的受拉区内预设单层双向钢筋网4，桥面上的橡胶水泥混凝土现浇层1、sbr改性乳化沥青防水层2和沥青混凝土面层3的总厚度为18.3cm；
42.其中，沥青混凝土面层3采用sma
‑
16级配，空隙率为4.5％，厚度为10.0cm；
43.sbr改性乳化沥青防水层2的sbr改性乳化沥青的用量为0.6kg/m2；
44.橡胶水泥混凝土现浇层1所用橡胶颗粒粒径为1～2mm，其掺加方式为等体积替代20％轻集料，掺量为65kg/m2，厚度为8.0cm；
45.单层双向钢筋网4为纵向钢筋与横向钢筋垂直交叉分布的网片，其与桥面间的净距为2.5cm。
46.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。