[发明专利]一种高聚物钢桥面铺装结构

说明书

本发明公开了一种高聚物钢桥面铺装结构，采用高分子可控聚合与拓扑合成技术，通过配伍性、力学性能、路用性能、施工和易性对比最终采用单组分高分子聚合物。确定高分子聚合物的配伍设计方案及制备工艺后制备高分子聚合物混凝土。本发明开发出替代传统沥青基铺装材料的高分子聚合物混凝土桥面铺装材料，通过对新型材料铺装结构的性能验证及设计优化，最终形成预计使用寿命可达20年以上的高分子聚合物桥面铺装结构。采用本项目聚合物树脂作为胶结材料制备的路面、桥面铺装材料，施工温度范围为5℃～50℃，具有卓越的高温耐车辙性能、低温抗弯曲性能、抗疲劳性能，以及优异的耐磨性、耐水性、耐老化性等特点。

技术领域

本发明涉及道路工程材料技术领域，具体为一种路用性能优异的高分子聚合物混凝土钢桥面铺装结构。

背景技术

钢桥面铺装是大跨径钢梁桥建设的关键技术之一，钢桥面铺装技术面临的难点有：①铺装层在光滑的钢板上的粘结、防滑移和防水防腐问题；②铺装层在钢桥纵肋和横隔板上方处于不利的弯拉应变状态；③铺装层不仅要求高低温稳定性好，还要适用钢桥较大的变形。

现有技术的结构或方法主要有浇筑式沥青混凝土铺装、SMA铺装和环氧树脂沥青混凝土铺装。现有的沥青混凝土柔性结构钢桥面铺装仍存在车辙、坑槽、推移、拥包等一系列病害。SMA铺装由于局部密水性不够(局部离析),易导致透水产生桥面破坏；浇筑式沥青空隙率接近零具有优良的防水、抗老化性能、抗裂性能强、对钢板追从性好，但高温稳定性差，施工需专用设备，施工复杂，施工温度高；环氧树脂沥青铺装强度高、整体性好、高温性能好、具有很好的抗疲劳性能，但低温抗裂性能差、工艺复杂，施工难度大(施工时防水要求高)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高聚物钢桥面铺装结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高聚物钢桥面铺装结构，首先制备铺装结构中的高分子聚合物混凝土，其次将所述高分子聚合物混凝土按一定方法和技术要求进行铺装，形成高聚物钢桥面铺装结构；其中，高分子聚合物混凝土的制备包括以下步骤：

步骤1：制备高分子聚合物胶结料，在聚醚多元醇中添加3％的聚合物树脂及1％的多异氰酸酯；

步骤2：制备高聚物沥青混合料，混合料包括集料、填料、高分子聚合物混凝土；集料包括细集料及粗集料，所述细集料为碎石料、所述粗集料选用玄武岩；所述填料先用矿粉；所述高分子聚合物混凝土选取AC-13；制备混合料，首先要求高分子聚合物胶结料135℃的旋转粘度为1.0～3.0MPa，与细集料为碎石料具有优异的裹覆性；选用不结晶的聚醚多元醇作为软段，添加3％的聚合物树脂，进行混合料常温拌合；此外，添加1％的多异氰酸酯，合成的聚氨酯树脂具有较温和的固化速度和平缓的粘度上升曲线，树脂的凝胶时间大于4小时，且施工温度范围为5℃～50℃；

步骤3：高分子粘结剂按7.0％胶石比来确定；

步骤4：取集料、填料，高分子聚合物胶结料按照高聚物混合料级配采用AC-13级配比进行拌合，先对集料进行20秒初拌让粗细集料充分混合，之后加入拌合好的高分子聚合物胶结料，在常温下进行两次90秒拌合，通过马歇尔试验方法击实成型试件，对不同成型方法及不同时间成型后养护时间分别进行劈裂试验；在进行不同成型方法试验时，控制拌合后静置时间为1.5小时，养护时间为三天，击实次数分别为25次、50次、75次；在对试件成型后不同养护时间进行劈裂强度测试时，击实次数为50次，拌合后静置时间为1.5小时，养护时间分别为1d、2d、3d、5d、7d，制备完成高分子聚合物混凝土；

所述高分子聚合物混凝土按一定方法和技术要求进行铺装具体步骤为：第一步，桥面铺装现状调研；第二步，基于病害的调研的结构层设计技术指标要求；第三步，对步骤4中高分子聚合物混凝土研发及试验；第四步，防水粘结层及铺装层技术要求；第五步，性能验证及材料优化设计；第六步，进行铺装，形成高聚物钢桥面铺装结构。