四川定制钢桥面铺装防水层

时间:2024年04月26日 来源:

浇筑式沥青混凝土(GA)源于二十世纪五十年代的德国,当时主要应用于高速公路的修复。浇注式沥青混凝土指在高温状态下(约220°C〜260°C)进行拌和及摊铺的一种粘稠且流动性非常好的沥青混合料。该混合料中沥青、矿粉含量较大,在高温状态,流动性很大,应用特殊的滑板摊铺具有流动性的高温混合料,也可以像水泥混凝土一样人工摊铺,不需要碾压,依靠自身流动性而成型,在摊铺的浇筑式沥青混凝土表面撒布石屑,并用轻型碾压机把石屑压入热沥青混凝土表面。在重交通条件下,浇筑式沥青混凝土可以作为基层,上面加铺改性沥青混凝土面层。在浇注沥青混凝土上层撒布的石屑增加了材料的整体效能,可以提高铺装层稳定性及力学性能。浇筑式沥青混凝土整体性好,防水性能优良,期望使用寿命为20年以上,在服务期内性能表现良好,维修量很小。浇筑式沥青混凝土桥面铺装初期投资较高,但其寿命周期成本及优良的路用性能,与普通铺装材料相比则具有优越性。钢桥面铺装不同于常规道路,水进入层间后无法通过下渗散失,积聚在层间的水在振动、温度作用下向四周扩散。四川定制钢桥面铺装防水层

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然而,钢桥面铺装尤其是大跨径正交异性钢桥面的铺装技术,在国际上一直是一个难点和热点。主要体现在行车荷载、风载、温度变化及地震等因素影响下,钢桥面铺装的应力及变形复杂;防水粘结层铺装体系不能完善;沥青铺装层结构设计和材料技术参数不够合理;以及铺装层材料的测试和评价方法不够科学。由于存在这些问题,沥青铺装层受到行车荷载和气候环境因素的综合、重复作用,易于过早发生损坏和破坏,影响到钢桥的整体受力功能和交通运输的正常运行。因此,钢桥面铺装层其除了要满足抗变形和其他路用性能的一般要求外,还必须具有与桥面板良好的粘结性、对桥面板的防水防腐作用以及适应桥面板变形的抗疲劳性等。合理和可靠的桥面铺装体系,不仅能为桥梁提供行驶性能良好而耐久的桥面,而且能作为桥面板的有效防护体系,防止水分的渗透,保证桥梁结构的耐久性。北京技术钢桥面铺装材料环氧沥青作为一种升级材料,其性能方面的优越性让人拍手称赞,但其施工技术复杂与成本高昂。

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60年代的德国交通十分发达,根据本国的气候特点(夏季气温20℃左右,冬季不太冷),习惯修筑"浇筑式沥青混凝土"路面。这种结构中沥青含量12%左右,矿粉含量高。使用中发现路面的车辙十分严重,另外当时该国家的汽车为了防滑的需要,经常使用带钉的轮胎(包括欧洲一些国家亦如此),其结果是路面磨耗十分严重(1年可减薄4cm左右)。为了克服日益严重的车辙,减少路面的磨耗,公路工作者对沥青混合料的配合比进行调整,增大粗集料的比例,添加纤维稳定剂,形成了SMA结构的初形。1984年德国交通部门正式制定了一个SMA路面的设计及施工规范,SMA路面结构形式基本得以完善。这种新型的路面结构先后在德国、欧洲一些国家逐渐被推广、运用。我国***使用改性沥青是1994年首都机场高速公路,使用了奥地利技术NOVOPHALT。其关键技术在于利用间隙可不断调整的大型胶体磨使改性剂反复多次通过磨体而达到非常均匀与沥青共混,用400倍显微镜面观察切片晶体结构是否混合均匀。PE对改善高温稳定性较好,而SBS对改善低温稳定性较好,96年首都机场东跑道罩面掺入4%PE+2%SBS,另外还掺入0.4%石棉纤维,使用改性剂以后,针入度比原来沥青减少了一个等级,软化点大 为升高,粘度增加了7倍

综合以上研究发现对环氧沥青材料的改性一直是国内外学者们关注的焦点,其中在环氧沥青材料的相容性、固化剂的改性、低温增韧、降低成本等方面,人们进行了大量的研究,以东南大学为首的国产环氧沥青业已取得了不错的成绩,在国内许多正交异性钢桥上进行了工程应用,但国产环氧沥青存在的问题是后期固化速率太慢,养生时间至少15天以上,不利于及时开放交通,而且成本较高,当前始终缺乏一种能够兼顾性能与成本的环氧沥青材料,基于此,本文从分子结构设计的角度出发,对原有固化剂进行改性,合成了一种增韧型固化剂,复配了一种增容型环氧树脂,通过一系列试验验证制备了一种性能良好且后期固化较快、经济性很可观的环氧沥青材料。德国是钢桥面铺装研究较早的国家,其桥面铺装技术标准经过30余年的发展,制定了较系统的钢桥面铺装标准。

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在德国、英国早期修筑的浇筑式沥青混凝土铺装工程中,常采用湖沥青改性沥青作为胶结料以抵抗高温变形。我国早期在山东胜利黄河大桥也曾经采用了湖沥青与SBS复合改性沥青,取得了良好的使用效果,但容易出现低温开裂病害。因此在冬季温度略高的地区可以采用湖沥青改性沥青作为胶结料。德国早期浇筑式沥青混凝土用胶结料一般采用针入度20~50(0.1mm)的直馏沥青(通常采用B45级甚至B25级。近年来德国更倾向于采用聚合物改性沥青PmB45A和PmB25A作为浇筑式沥青混凝土的胶结料,以获得性能更优越且施工更环保和安全的沥青混凝土。相对于天然湖沥青改性沥青,德国聚合物改性沥青老花前的高温性能和低温性能都更为优越,老化后的指标要求相对较为宽松。国内外关于大跨径钢桥面铺装基本形成了“五种铺装材料,三类铺装结构”的格局。广东良好钢桥面铺装经验丰富

钢材导热系数比混凝土等其它材料大,因此极端高温和极端低温的影响更严重和复杂。四川定制钢桥面铺装防水层

纵向裂缝。纵向裂缝一般是结构性受力裂缝,有两类:一类是因疲劳而产生的裂缝,一类是因结构及荷载原因引起的破坏裂缝。常常出现在正交异性钢桥面板铺装层的比较大拉应力位置,位于梯形加劲肋肋顶和纵隔板顶的铺装层表面附近区域。二桥纵向裂缝***于2006年秋季被发现,发现时裂缝上口已成圆弧状。位于行车道纵隔板附近,该位置后期发现局部结构失效。疲劳试验表明,常温5kN荷载作用下疲劳寿命超过2000万次(花山玄武岩,二桥试件),常温8kN荷载作用下疲劳寿命不足200万次(花山玄武岩,三桥试件)。裂缝产生可以确认为高应力下的疲劳裂缝。③表面小坑。一类是使用期间过往车辆上掉落硬物的冲击损伤(即外伤),一类是施工留下在铺装表面的低强度杂物被汽车磨除,一般表现为凹坑。外伤是指环氧沥青混凝土铺装层由于过往车辆表面小坑一类是使用期间过往车辆上掉落硬物的冲击损伤(即外伤),一类是施工留下在铺装表面的低强度杂物被汽车磨除,一般表现为凹坑。外伤是指环氧沥青混凝土铺装层由于过往车辆。四川定制钢桥面铺装防水层

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