[发明专利]一种梯度功能桥面铺装材料及其制备方法

说明书

本发明属于桥面铺装技术领域，具体涉及一种梯度功能桥面铺装材料及其制备方法。本发明提供的梯度功能桥面铺装材料，按照重量份数计算，包括如下组分：浇注式沥青胶结料10~25份、矿料75~90份、钢纤维1~2份和外掺剂0.4~1份。其中，矿料包括轻质集料、普通集料和矿粉，轻质集料占矿料总质量的比例为1~99%。本发明利用轻质集料与普通集料和胶结料的密度差，使铺装顶面富集轻集料，起到增强层间抗剪性能的效果，底面富集普通集料和胶结料，充分发挥其变形追从性。同时，可使桥面铺装在厚度不变的情况下减重10%~60%，或保持恒载不变的情况下提升铺装厚度1cm~3cm。进一步，可实现节约优质集料，保护环境的目的。

技术领域

本发明属于桥面铺装技术领域，具体涉及一种梯度功能桥面铺装材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着国内交通行业的蓬勃发展，桥梁数量逐年递增。与此同时，早期修建的桥梁已进入老化阶段，需要进行加固改造的桥梁越来越多。在对老化桥梁进行改造的过程中，桥面铺装是对改造质量具有重要影响的因素之一。对桥面铺装来讲，与路基段铺装相比，其受力条件更为严峻，需要更优异的路用性能来满足使用耐久性要求；对桥梁主体结构来讲，与路基相比，铺装层自重荷载对其结构设计影响显著。因此，桥面铺装均追求较薄的厚度，以减轻自身恒载，但桥面铺装厚度减薄，必然造成承载能力及耐久性的降低。

有鉴于上述现有的桥面铺装技术中存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种梯度功能桥面铺装材料及其制备方法，以提高承载能力及耐久性，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种梯度功能桥面铺装材料，在保证路用性能不降低的情况下，减轻浇注式沥青混凝土重量，为铺装组合结构厚度提升提供空间，增强铺装承载力，延长铺装使用寿命，节约优质集料。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

本发明提出的梯度功能桥面铺装材料，按照重量份数计算，包括如下组分：浇注式沥青胶结料10～25份、矿料75～90份、钢纤维1～2份和外掺剂0.4～1份；其中，矿料包括轻质集料、普通集料和矿粉；轻质集料占矿料总质量的比例为1～99％。本发明通过轻质集料与普通集料和胶结料的密度差(轻集料表观相对密度0.9左右，普通集料表观相对密度2.6～2.9，胶结料密度1.1左右)，经过拌锅充分拌和并摊铺成型后，铺装顶面富集轻集料，且有部分轻集料凸出，其他集料和矿粉下沉，形成纵向的梯度；其中轻集料凸出能够起到增强层间抗剪性能的效果，而底面富集普通集料和胶结料，则充分发挥其变形追从性，使桥面在受力时，铺装结构能够与钢板共同发生形变，防止铺装结构开裂；同时可使桥面铺装在厚度不变的情况下减重10％～60％，或保持恒载不变的情况下提升铺装厚度1cm～3cm，进而可实现节约优质集料，保护环境的目的。

进一步的，轻质集料为700级多孔碎石型页岩陶粒，且公称最大粒径为9.5mm。采用该粒径是综合考虑了混合料的高温稳定性和流动性，大于该粒径则流动性不佳，小于该粒径则动稳定度难以保证。

进一步的，普通集料是玄武岩、石灰岩或凝灰岩中的任意一种或几种的混合物，且公称最大粒径为9.5mm。

进一步的，矿粉采用石灰岩矿粉。

进一步的，钢纤维采用镀铜微丝钢纤维，长度为12mm±1mm，直径为0.2mm±0.02mm。采用镀铜微丝钢纤维可增强混合料的抗裂性能，适宜长度一般为公称最大粒径的1.2倍左右，长度过长影响纤维在混合料中的分散性，长度过短则起不到良好的加筋作用。

进一步的，浇注式沥青胶结料由直馏20-40#沥青和湖沥青按质量比6:4～7.5:2.5组成。该比例兼顾了混合料的耐高温老化性能和流动性，湖沥青比例越高，混合料耐高温老化性能越好，但其流动性越差。