纖維網-超高韌性水泥基復合材料組合橋面結構及方法技術

本發明專利技術公開了一種纖維網?超高韌性水泥基復合材料組合橋面結構及方法，包括橋面板和澆注于橋面板層上的纖維網增強的超高韌性水泥基復合材料鋪裝層，在纖維網增強的超高韌性水泥基復合材料鋪裝層上鋪筑瀝青混凝土磨耗層。本發明專利技術的纖維網—超韌性水泥基復合材料橋面組合結構中，纖維網增強超高韌性水泥基復合材料鋪裝層的使用，避免了傳統瀝青混凝土鋪裝在溫度及車輛荷載反復作用下產生的縱向裂縫和波浪推移、以及局部擁包、粉碎性裂縫等病害，提高了車通暢性和舒適性，而且對橋梁結構的耐久性的提高也有很大幫助。

【技術實現步驟摘要】
纖維網-超高韌性水泥基復合材料組合橋面結構及方法
本專利技術涉及一種橋面組合結構、鋪裝材料及其施工方法，具體的是一種纖維網-超高韌性水泥基復合材料組合橋面結構及施工方法。
技術介紹
隨著我國經濟的快速發展，橋梁作為公路的重要組成部分，其里程及所占公路的比重不斷提高。橋梁結構的耐久性及橋面的使用功能也越來越受到重視。合理和可靠的橋面鋪裝體系，不僅能為橋梁提供行駛性能良好而耐久的橋面，而且能作為橋面板的有效防護體系，防止水份的滲透，保證橋梁結構耐久性。目前高等級公路橋面鋪裝主要采用瀝青混凝土，但是瀝青混凝土鋪裝層易發生車轍、推移、開裂、坑槽、脫離等早期病害，直接影響行車的舒適性及安全性，并導致橋面養護維修費用大大提高。超高韌性水泥基復合材料(EngineeredCementitiousComposites，縮寫為ECC)，是一種具有超高韌性的纖維增強混凝土。不同與普通的纖維增強混凝土(FRC)，ECC是一種經細觀力學設計的先進材料，具有多縫隙穩態開裂的特點，其極限拉應變穩定高于3％，是鋼筋屈服應變的20倍以上，28天抗壓強度可達到50MPa以上，極限彎拉強度可超過14MPa，密度小于2kg/cm3，抗沖擊性能優于鋼纖維混凝土。同時ECC具有優異的耐久性能。因此，采用ECC作為橋面鋪裝材料可有效解決現有橋面鋪裝病害。但ECC相對普通混凝土而言，其收縮大，同時，ECC存在黏度較大、不易抹平、表面易起泡等施工問題。因此本專利技術通過改變ECC的組分，減少其早期收縮，并提出一種新型適用于ECC的攤鋪裝置。
技術實現思路
本專利技術的目的是解決現有橋面鋪裝出現的病害問題，提供一種自重輕、鋪裝厚度薄、抗開裂、抗疲勞性能強、溫度穩定性能好、行駛性能優異的纖維網—超高韌性水泥基復合材料橋面組合結構，及其相應的一種施工工藝簡單、速度快、施工安全、經濟合理的纖維網—超高韌性水泥基復合材料橋面組合結構的施工方法和適用的施工設備。本專利技術提出的技術方案為一種纖維網—超高韌性水泥基復合材料橋面組合結構以及施工方法，該組合橋面結構包括纖維網增強的超高韌性水泥基材料層和瀝青混凝土磨耗層，具體的結構如下：纖維網—超高韌性水泥基復合材料組合橋面結構，包括橋面板和澆注于橋面板層上的纖維網增強的超高韌性水泥基復合材料鋪裝層，在纖維網增強的超高韌性水泥基復合材料鋪裝層上鋪筑瀝青混凝土磨耗層。上述本專利技術中的纖維網—超高韌性水泥基復合材料組合橋面結構中，所述的纖維網增強超高韌性水泥基復合材料鋪裝層是由超高韌性水泥基復合材料澆筑而成,纖維網設置在超高韌性水泥基復合材料層的中部。所述的超高韌性水泥基復合材料，包括水泥和粉煤灰組成的復合型膠凝材料、增稠劑、石英砂、聚乙烯醇纖維、水、玻璃微珠、預處理淀粉和高效減水劑。其各組分所占的質量比例為，水泥15％～30％，粉煤灰25％～35％，石英砂10％～25％，增稠劑0.02％～0.03％，水12％～20％，纖維1％～1.5％，減水劑0.1％～0.3％，空心玻璃微珠0％～10％，預處理淀粉0％～3％。所述的超高韌性水泥基復合材料，包括水泥和粉煤灰組成的復合型膠凝材料、增稠劑、石英砂、PE纖維、水、玻璃微珠、預處理淀粉和高效減水劑。其各組分所占的質量比例為，水泥15％～30％，粉煤灰25％～35％，石英砂10％～25％，增稠劑0.02％～0.03％，水12％～20％，纖維1％～1.5％，減水劑0.1％～0.3％，空心玻璃微珠0％～10％，預處理淀粉0％～3％。具體的施工方法如下：步驟1對橋面進行清潔，清除橋面的臟物，并保持工作面的潔凈、干燥；步驟2鋪裝軌道在橋面安裝導軌作為鋪裝設備行走軌道。步驟3安裝纖維網纖維網應拉緊、平整、置于超高韌性水泥基復合材料層的中部。步驟4攤鋪超高韌性水泥基復合材料層超高韌性水泥基復合材料層使用圖2鋪裝設備進行攤鋪，施工步驟如下：4-1超高韌性水泥基復合材料可采用廠伴或現場拌合。分批次檢測其坍落擴展度，合格后方可使用。4-2將超高韌性水泥基復合材料由料斗倒入特制的鋪裝設備，當料斗內的超高韌性水泥基復合材料堆積至料斗高度的一半時開啟電機使設備在導軌上緩慢前進，前進速度為1～3m/min。隨著設備的前進，找平板抹平材料表面,實現超高韌性水泥基復合材料的攤鋪。壓實板壓在抹平后的超高韌性水泥基復合材料表面上，防止擠壓隆起。4-3嚴格控制超高韌性水泥基復合材料的坍落擴展度，保證自密性。澆筑完成后，進行精平飾面。步驟5覆蓋養生超高韌性水泥基復合材料鋪筑完后，采用土工布、塑料薄膜覆蓋等方式進行養生，強度達到要求后利用灑水車上橋直接灑水養生，養護時間不得少于七天。步驟6攤鋪磨耗層在水泥基復合材料鋪裝層4上方鋪筑磨耗層,完成纖維網一超高韌性水泥基復合材料組合橋面結構的施工。步驟4中所述的攤鋪裝置，其可以高效的完成超高韌性水泥基復合材料攤鋪的設備；包括料斗，找平板，壓實板，驅動輪，導軌，轉軸及液壓柴油發動機；所述的驅動輪包括四個，其中兩個是主動輪，另外兩個是被動輪；兩個主動輪安裝在轉軸的兩端，所述的轉軸通過液壓柴油發動機驅動，所述的料斗上下均開口，且在料斗的一側底部設有焊接在一個水平面上的找平板和壓實板，且找平板的一端焊接在料斗側，另一端與壓實板焊接。本專利技術的有益效果如下：本專利技術的纖維網—超韌性水泥基復合材料橋面組合結構中，纖維網增強超高韌性水泥基復合材料鋪裝層的使用，避免了傳統瀝青混凝土鋪裝在溫度及車輛荷載反復作用下產生的縱向裂縫和波浪推移、以及局部擁包、粉碎性裂縫等病害，提高了車通暢性和舒適性，而且對橋梁結構的耐久性的提高也有很大幫助。上述本專利技術中的纖維網—超韌性水泥基復合材料橋面組合結構中，纖維網—超韌性水泥基復合材料橋面組合結構的設置并不需要采用復雜的施工工藝和高投入的施工設備，因此設備投入少，操作簡單，對勞動力素質和工藝要求較低。同時，超高韌性水泥基復合材料具有良好的充填性能。施工過程中，無需震搗，節省勞動力、加快施工進度、消除施工噪聲危害。由于超高韌性水泥基復合材料相較于普通混凝土而言，密度較低。同時，玻璃微珠的加入進一步降低超高韌性水泥基復合材料的密度，降低鋪裝層自重，提高了橋梁的承載力。預處理淀粉減少了鋪裝層的早期收縮開裂，進一步提高了鋪裝層的耐久性，延長了橋梁的服役壽命。超高韌性水泥基復合材料與纖維網配合使用，讓纖維網作為承擔抗拉作用的主要受力構件，可以有效的控制超高韌性水泥基復合材料鋪裝層的開裂，提高了鋪裝層的整體強度，降低了鋪裝層的設計高度，使得橋面組合結構的自重降低，進一步提高了橋梁的承載力。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實例沿橋梁縱截面圖；圖2為本專利技術實例的特制攤鋪裝置；圖中：1、瀝青混凝土磨耗層；2、橋面板層；3、纖維網；4、纖維網增強超高韌性水泥基復合材料鋪裝層；5、料斗；6、導軌；7、驅動輪；8、轉軸；9、液壓柴油發動機；10、找平板；11、壓實板。具體實施方式應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請提供進一步的說明。除非另有指明，本本文檔來自技高網...

【技術保護點】
纖維網—超高韌性水泥基復合材料組合橋面結構，其特征在于，包括橋面板和澆注于橋面板層上的纖維網增強的超高韌性水泥基復合材料鋪裝層，在纖維網增強的超高韌性水泥基復合材料鋪裝層上鋪筑瀝青混凝土磨耗層。

【技術特征摘要】
1.纖維網—超高韌性水泥基復合材料組合橋面結構，其特征在于，包括橋面板和澆注于橋面板層上的纖維網增強的超高韌性水泥基復合材料鋪裝層，在纖維網增強的超高韌性水泥基復合材料鋪裝層上鋪筑瀝青混凝土磨耗層。2.如權利要求1所述的纖維網—超高韌性水泥基復合材料組合橋面結構，其特征在于，所述的纖維網增強超高韌性水泥基復合材料鋪裝層是由超高韌性水泥基復合材料澆筑而成,纖維網設置在超高韌性水泥基復合材料層的中部。3.如權利要求1所述的纖維網—超高韌性水泥基復合材料組合橋面結構，其特征在于，所述的超高韌性水泥基復合材料，包括水泥和粉煤灰組成的復合型膠凝材料、增稠劑、石英砂、聚乙烯醇纖維、水、玻璃微珠、預處理淀粉和高效減水劑；其各組分所占的質量比例為，水泥15％～30％，粉煤灰25％～35％，石英砂10％～25％，增稠劑0.02％～0.03％，水12％～20％，纖維1％～1.5％，減水劑0.1％～0.3％，空心玻璃微珠0％～10％，預處理淀粉0％～3％。4.如權利要求1所述的纖維網—超高韌性水泥基復合材料組合橋面結構，其特征在于，所述的超高韌性水泥基復合材料，包括水泥和粉煤灰組成的復合型膠凝材料、增稠劑、石英砂、PE纖維、水、玻璃微珠、預處理淀粉和高效減水劑。其各組分所占的質量比例為，水泥15％～30％，粉煤灰25％～35％，石英砂10％～25％，增稠劑0.02％～0.03％，水12％～20％，纖維1％～1.5％，減水劑0.1％～0.3％，空心玻璃微珠0％～10％，預處理淀粉0％～3％。5.權利要求1-3任一所述的纖維網—超高韌性水泥基復合材料組...

【專利技術屬性】
技術研發人員：管延華，劉相陽，葛智，高楠，孫仁娟，劉傳波，李金路，李濤，任亮，
申請(專利權)人：山東大學，
類型：發明
國別省市：山東,37