長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構的製作方法

2023-10-04 22:30:34

本發明涉及道路鋪裝結構
技術領域：
，更具體地，涉及鋼橋面鋪裝結構
技術領域：
，特別是指一種長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構。
背景技術：
：鋼箱梁具有自重輕、跨越能力強、抗扭和橫向剛度大、彎曲應力圖形合理、剪應力小、施工迅速、環境影響小等優勢，成為橋跨部分主要結構形式之一。目前除了需要布置成上下雙層橋面的少數橋梁採用鋼桁架主梁之外，一般均採用扁平流線型鋼箱主梁。目前國內已建成的蘇通長江大橋、上海長江大橋、南京長江三橋、舟山西堠門大橋、潤揚長江大橋、江陰長江大橋等均採用鋼箱梁正交異性板形式，除了上述具有代表性的大跨徑懸吊橋外，越來越多中小跨徑橋梁也採用該形式。但是，在日漸成熟的鋼箱梁建造技術背後，潛藏著正交異性鋼橋面板的鋪裝問題，這不僅在國內沒有得到有效解決，在國際上也是備受工程界關注的熱點和難點。現階段國內主流鋼橋面鋪裝結構形式有雙層同質和雙層異質兩大類共6種，其中雙層異質有澆築式加環氧、澆築式加sma(stonemasticasphalt，瀝青瑪蹄脂碎石混合料)、環氧加sma、ers(ers(ebcl防水粘結層+ra05樹脂瀝青混凝土+sma-13瀝青混凝土)樹脂瀝青組合體系)四種，雙層同質鋪裝結構有雙層環氧、雙層sma兩種。然而，現有典型鋪裝結構體系在工程應用中或多或少都存在不同程度的病害，不少橋梁的橋面鋪裝在建成通車後不久就出現了高溫車轍、推移、裂縫等早期破壞，嚴重影響鋪裝層使用性能。經相關研究表明，引起早期病害的原因主要可以分為主觀和客觀兩大類。其中主觀原因有：①鋪裝材料性能與功能層要求不相符；②鋪裝設計過程中片面強調材料某一方面的性能；③粘結層使用不當；④橋面系剛度不足；⑤施工過程中的質量控制問題；客觀原因有：①高溫；②超載和大交通。越來越多工程實例表明：環氧瀝青混凝土作為鋪裝下層在大變形作用下易發生開裂現象、澆築時加sma在高溫超載作用下極易出現車轍推移病害、橋面系剛度不足不僅會對鋼結構造成損害，而且會引發車轍以及down-top類裂縫的發生。因此，需要提供一種鋼橋面鋪裝結構，其結構穩定，性能優異，不易損壞，使用壽命長。技術實現要素：為了克服上述現有技術中的缺點，本發明的一個目的在於提供一種長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構，其結構穩定，性能優異，不易損壞，使用壽命長，適於大規模推廣應用。本發明的另一目的在於提供一種長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構，其設計巧妙，鋪裝簡便，成本低，適於大規模推廣應用。為達到以上目的，本發明提供了一種長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構，其特點是，自上而下依次包括柔性混凝土磨耗層、剛性混凝土結構層和柔性混凝土保護層，所述柔性混凝土磨耗層安設在所述剛性混凝土結構層上，所述剛性混凝土結構層安設在所述柔性混凝土保護層上，所述柔性混凝土保護層用於安設在鋼橋面板上。所謂柔性，也可解釋為撓性，是相對剛性而言的一種物體特性。撓性是指物體受力後變形，作用力失去之後物體自身不能恢復原來形狀的一種物理性質。而剛性物體受力後，在宏觀來看其形狀可視為沒有發生改變。所述柔性混凝土磨耗層可以是任何合適的柔性混凝土磨耗層，其用於直接與車輪、環境相接觸，為滿足行駛安全的需要，必須具有足夠的摩擦係數，為滿足行車舒適性，則要滿足路面平整度要求併兼具高溫穩定性，較佳地，所述柔性混凝土磨耗層是超薄罩面。所述超薄罩面可以具有任何合適的構成，更佳地，所述超薄罩面由第一結合料與第一集料按質量比5～5.5:100混合而成，所述第一結合料是sbs改性瀝青。所述第一集料可以是任何合適的集料，更佳地，所述第一集料是玄武巖集料。所述柔性混凝土磨耗層的厚度可以根據需要確定，較佳地，所述柔性混凝土磨耗層的厚度為10mm～15mm。所述剛性混凝土結構層可以是任何合適的剛性混凝土結構層，其用於提高橋面系剛度，使剛度重分配，較佳地，所述剛性混凝土結構層是超高性能混凝土層。該層所用超高性能混凝土即高強高韌性密水性混凝土將承受層狀彈性體系的主要應力，減少磨耗層、鋼板表面及焊縫應力水平。所述超高性能混凝土層可以具有任何合適的構成，更佳地，所述超高性能混凝土層由水泥、水、鋼纖維和第二集料以體積比0.25～0.4∶0.15～0.2∶0.01～0.03∶0.28～0.5在常溫下混合而成，所述第二集料為大於0mm且小於等於5mm的連續級配集料。所述第二集料可以是任何合適的集料，更佳地，所述第二集料是玄武巖集料。所述剛性混凝土結構層的厚度可以根據需要確定，較佳地，所述剛性混凝土結構層的厚度為25mm～35mm。所述柔性混凝土保護層可以是任何合適的柔性混凝土保護層，同時承擔剛柔性之間應力吸收層的作用，分散荷載，將橋面板不平整部位加以整平，使鋪裝與鋼橋面板緊密連接，增強協同變形性，同時可以與防水粘結層(見下)共同作用，形成整體化防水層，較佳地，所述柔性混凝土保護層是改性型澆築式瀝青混凝土層。所述改性型澆築式瀝青混凝土層可以具有任何合適的構成，更佳地，所述改性型澆築式瀝青混凝土層由第二結合料與第三集料按質量比7～10∶100混合而成，所述第二結合料由特立尼達湖瀝青與苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性瀝青按質量比1:3混合而成。所述第三集料可以是任何合適的集料，更佳地，所述第三集料是玄武巖集料。所述柔性混凝土保護層的厚度可以根據需要確定，較佳地，所述柔性混凝土保護層的厚度為25mm～35mm。所述柔性混凝土保護層用於安設在鋼橋面板上可以採用任何合適的結構，較佳地，所述長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構還包括防水粘結層，所述柔性混凝土保護層粘結在所述防水粘結層上，所述防水粘結層用於粘結在所述鋼橋面板上。所述防水粘結層可以是任何合適的防水粘結層，除了要提供足夠粘結強度、抗剪強度、高溫惰性外，還需要滿足鋼橋面板和柔性混凝土保護層之間的粘結強度需求，更佳地，所述防水粘結層為溶劑型橡膠瀝青粘結層。所述溶劑型橡膠瀝青的用量為0.3l/m2～0.4l/m2。所述防水粘結層的厚度可以根據需要確定，更佳地，所述防水粘結層的厚度為0.3mm～0.4mm。所述剛性混凝土結構層安設在所述柔性混凝土保護層上可以採用任何合適的結構，較佳地，所述長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構還包括第一粘結層，所述第一粘結層粘結在所述柔性混凝土保護層上，所述剛性混凝土結構層粘結在所述第一粘結層上。所述第一粘結層可以是任何合適的粘結層，其起到保證中面層即所述剛性混凝土結構層與下臥層即所述柔性混凝土保護層的協同作用，共同承擔車輪的荷載作用，更佳地，所述第一粘結層是環氧樹脂粘結層。所述環氧樹脂粘結層可以具有任何合適的構成，更佳地，所述環氧樹脂粘結層由環氧樹脂與固化劑按質量比2:1在常溫下拌和而成，所述環氧樹脂和所述固化劑的混合物的用量為0.6l/m2～1l/m2。所述固化劑可以是任何合適的固化劑，更佳地，所述固化劑是脂肪胺類固化劑。所述第一粘結層的厚度可以根據需要確定，更佳地，所述第一粘結層的厚度為0.6mm～1mm。所述柔性混凝土磨耗層安設在所述剛性混凝土結構層上可以採用任何合適的結構，較佳地，所述長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構還包括第二粘結層，所述第二粘結層粘結在所述剛性混凝土結構層上，所述柔性混凝土磨耗層粘結在所述第二粘結層上。所述第二粘結層可以是任何合適的粘結層，其起到保證磨耗層與中面層的協同作用，更佳地，所述第二粘結層是sbs改性瀝青粘結層。所述sbs改性瀝青粘結層可以具有任何合適的構成，更佳地，所述sbs改性瀝青粘結層由sbs星型改性劑與70號基質瀝青按質量比為4～6∶100混合而成，所述sbs星型改性劑和所述70號基質瀝青的混合物的用量為0.3l/m2～0.5l/m2。所述第二粘結層的厚度可以根據需要確定，更佳地，所述第二粘結層的厚度為0.3mm～0.5mm。所述鋼橋面板可以是任何合適的鋼橋面板，較佳地，所述鋼橋面板是正交異性鋼板。本發明的有益效果在於：(1)本發明的長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構自上而下依次包括柔性混凝土磨耗層、剛性混凝土結構層和柔性混凝土保護層，柔性混凝土磨耗層安設在剛性混凝土結構層上，剛性混凝土結構層安設在柔性混凝土保護層上，柔性混凝土保護層用於安設在鋼橋面板上，即三層複合式鋪裝採用柔+剛+柔體系，柔性混凝土磨耗層為功能層，滿足排水、行車舒適性要求，剛性混凝土結構層為結構層，提高橋面系剛度，降低應力水平，柔性混凝土保護層為保護層，吸收應力、追隨鋼橋面板變形，還可以連同防水粘結層組成防水體系，因此，其結構穩定，性能優異，不易損壞，使用壽命長，適於大規模推廣應用。(2)本發明的長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構自上而下依次包括柔性混凝土磨耗層、剛性混凝土結構層和柔性混凝土保護層，柔性混凝土磨耗層安設在剛性混凝土結構層上，剛性混凝土結構層安設在柔性混凝土保護層上，柔性混凝土保護層用於安設在鋼橋面板上，即三層複合式鋪裝採用柔+剛+柔體系，柔性混凝土磨耗層為功能層，滿足排水、行車舒適性要求，剛性混凝土結構層為結構層，提高橋面系剛度，降低應力水平，柔性混凝土保護層為保護層，吸收應力、追隨鋼橋面板變形，還可以連同防水粘結層組成防水體系，因此，其設計巧妙，鋪裝簡便，成本低，適於大規模推廣應用。本發明的這些和其它目的、特點和優勢，通過下述的詳細說明、附圖和權利要求得以充分體現，並可通過所附權利要求中特地指出的手段、裝置和它們的組合得以實現。附圖說明圖1是本發明的長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構的一具體實施例的主視示意圖。圖2是鋼箱梁有限元模型圖。圖3是圖2所示的鋼箱梁有限元模型離散化後的計算單元分布圖。圖4是設計荷載示意圖。圖5是橫橋向最不利荷位示意圖。圖6是縱橋向最不利荷位示意圖。圖7是本發明的新型鋪裝結構示意圖。圖8是典型柔性鋪裝結構示意圖。圖9是典型剛性鋪裝結構示意圖。圖10是跨中肋間撓度示意圖。圖11是汽車荷載作用處結構層受力示意圖。圖12是鋼橋面板、u肋不利荷位示意圖。(符號說明)1鋼橋面板；2防水粘結層；3柔性混凝土保護層；4第一粘結層；5剛性混凝土結構層；6第二粘結層；7柔性混凝土磨耗層；8頂板；9橫隔板；10頂板u形加勁肋；11sma；12輪胎。具體實施方式為了能夠更清楚地理解本發明的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。所有的百分率均為重量百分率，除非另有指明。下述實施例1～實施例3的長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構均如圖1所示，自上而下依次包括柔性混凝土磨耗層7、第二粘結層6、剛性混凝土結構層5、第一粘結層4、柔性混凝土保護層3和防水粘結層2，所述柔性混凝土磨耗層7通過所述第二粘結層6粘結在所述剛性混凝土結構層5上，所述剛性混凝土結構層5通過所述第一粘結層4粘結在所述柔性混凝土保護層3上，所述柔性混凝土保護層3通過所述防水粘結層2粘結在鋼橋面板1上。不同之處在於：實施例1所述柔性混凝土磨耗層7是超薄罩面，厚度為10mm，由第一結合料與第一集料按質量比5.2:100混合而成，所述第一結合料是sbs改性瀝青(生產廠家：無錫市楊市建築防水材料廠，品名：地球，規格：11)。所述第一集料是玄武巖集料(生產廠家：江蘇亞邦礦業有限公司，產地：江蘇金壇)。所述第二粘結層6是sbs改性瀝青粘結層，厚度為0.4mm，由sbs星型改性劑(生產廠家：巴陵石化，品名：sbs改性劑，規格：yh-792)與70號基質瀝青(生產廠家：泰州石化，品名：70號瀝青，規格：黑色)按質量比為6∶100混合而成，混合後的改性瀝青針入度為60，所述sbs星型改性劑和所述70號基質瀝青的混合物的用量為0.4l/m2。所述剛性混凝土結構層5是超高性能混凝土層，厚度為30mm，由水泥(生廠廠家：安徽海螺水泥股份有限公司，品名：普通矽酸鹽水泥，規格：52.5級)、水、鋼纖維(生產廠家：河北方德絲網製品廠，品名：優質鋼纖維，規格：散絲0.18～0.22mm)和第二集料以體積比0.25∶0.15∶0.03∶0.4在常溫下混合而成，所述第二集料為大於0mm且小於等於5mm的連續級配集料。所述第二集料是玄武巖集料(生產廠家：江蘇亞邦礦業有限公司，產地：江蘇金壇)。所述第一粘結層4是環氧樹脂粘結層，厚度為1mm，由環氧樹脂(生產廠家：上海西蒙斯實業有限公司，品名：環氧樹脂a組分，規格：ep-20)與固化劑按質量比2:1在常溫下拌和而成，所述環氧樹脂和所述固化劑的混合物的用量為1l/m2。所述固化劑是脂肪胺類固化劑(生產廠家：上海西蒙斯實業有限公司，品名：環氧樹脂b組分，規格：ep-20)。所述柔性混凝土保護層3是改性型澆築式瀝青混凝土層，厚度為35mm，由第二結合料與第三集料按質量比7∶100混合而成，所述第二結合料由特立尼達湖瀝青(生產廠家：香港豪銀有限公司，品名：特立尼達湖瀝青，規格：黑色)與苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性瀝青(生產廠家：無錫市楊市建築防水材料廠，品名：地球，規格：11)按質量比1:3混合而成。所述第三集料是玄武巖集料(生產廠家：江蘇亞邦礦業有限公司，產地：江蘇金壇)。所述防水粘結層2為溶劑型橡膠瀝青粘結層，厚度為0.35mm，所述溶劑型橡膠瀝青(生產廠家：日瀝(上海)商貿有限公司，品名：caticoat，規格：s)的用量為0.35l/m2。其鋪裝步驟為：a、對清潔後的鋼橋面板1進行除鏽拋丸處理後灑布防水粘結層2；b、攤鋪下臥層即柔性混凝土保護層3(改性型澆築式瀝青混凝土)；c、灑布第一粘結層4(環氧樹脂粘結劑)；d、攤鋪中面層即剛性混凝土結構層5(超高性能混凝土)；e、灑布第二粘結層6(熱噴sbs改性瀝青)；f、攤鋪柔性混凝土磨耗層7(超薄罩面)。實施例2所述柔性混凝土磨耗層7是超薄罩面，厚度為12mm，由第一結合料與第一集料按質量比5:100混合而成，所述第一結合料是sbs改性瀝青(生產廠家：無錫市楊市建築防水材料廠，品名：地球，規格：11)。所述第一集料是玄武巖集料(生產廠家：江蘇亞邦礦業有限公司，產地：江蘇金壇)。所述第二粘結層6是sbs改性瀝青粘結層，厚度為0.5mm，由sbs星型改性劑(生產廠家：巴陵石化，品名：sbs改性劑，規格：yh-792)與70號基質瀝青(生產廠家：泰州石化，品名：70號瀝青，規格：黑色)按質量比為5∶100混合而成，混合後的改性瀝青針入度為50，所述sbs星型改性劑和所述70號基質瀝青的混合物的用量為0.5l/m2。所述剛性混凝土結構層5是超高性能混凝土層，厚度為25mm，由水泥(生廠廠家：安徽海螺水泥股份有限公司，品名：普通矽酸鹽水泥，規格：52.5級)、水、鋼纖維(生產廠家：河北方德絲網製品廠，品名：優質鋼纖維，規格：散絲0.18～0.22mm)和第二集料以體積比0.3∶0.2∶0.01∶0.5在常溫下混合而成，所述第二集料為大於0mm且小於等於5mm的連續級配集料。所述第二集料是玄武巖集料(生產廠家：江蘇亞邦礦業有限公司，產地：江蘇金壇)。所述第一粘結層4是環氧樹脂粘結層，厚度為0.8mm，由環氧樹脂(生產廠家：上海西蒙斯實業有限公司，品名：環氧樹脂a組分，規格：ep-20)與固化劑按質量比2:1在常溫下拌和而成，所述環氧樹脂和所述固化劑的混合物的用量為0.8l/m2。所述固化劑是脂肪胺類固化劑(生產廠家：上海西蒙斯實業有限公司，品名：環氧樹脂b組分，規格：ep-20)。所述柔性混凝土保護層3是改性型澆築式瀝青混凝土層，厚度為25mm，由第二結合料與第三集料按質量比10∶100混合而成，所述第二結合料由特立尼達湖瀝青(生產廠家：香港豪銀有限公司，品名：特立尼達湖瀝青，規格：黑色)與苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性瀝青(生產廠家：無錫市楊市建築防水材料廠，品名：地球，規格：11)按質量比1:3混合而成。所述第三集料是玄武巖集料(生產廠家：江蘇亞邦礦業有限公司，產地：江蘇金壇)。所述防水粘結層2為溶劑型橡膠瀝青粘結層，厚度為0.4mm，所述溶劑型橡膠瀝青(生產廠家：日瀝(上海)商貿有限公司，品名：caticoat，規格：s)的用量為0.4l/m2。其鋪裝步驟為：a、對清潔後的鋼橋面板1進行除鏽拋丸處理後灑布防水粘結層2；b、攤鋪下臥層即柔性混凝土保護層3(改性型澆築式瀝青混凝土)；c、灑布第一粘結層4(環氧樹脂粘結劑)；d、攤鋪中面層即剛性混凝土結構層5(超高性能混凝土)；e、灑布第二粘結層6(熱噴sbs改性瀝青)；f、攤鋪柔性混凝土磨耗層7(超薄罩面)。實施例3所述柔性混凝土磨耗層7是超薄罩面，厚度為15mm，由第一結合料與第一集料按質量比5.5:100混合而成，所述第一結合料是sbs改性瀝青(生產廠家：無錫市楊市建築防水材料廠，品名：地球，規格：11)。所述第一集料是玄武巖集料(生產廠家：江蘇亞邦礦業有限公司，產地：江蘇金壇)。所述第二粘結層6是sbs改性瀝青粘結層，厚度為0.3mm，由sbs星型改性劑(生產廠家：巴陵石化，品名：sbs改性劑，規格：yh-792)與70號基質瀝青(生產廠家：泰州石化，品名：70號瀝青，規格：黑色)按質量比為4∶100混合而成，混合後的改性瀝青針入度為40，所述sbs星型改性劑和所述70號基質瀝青的混合物的用量為0.3l/m2。所述剛性混凝土結構層5是超高性能混凝土層，厚度為35mm，由水泥(生廠廠家：安徽海螺水泥股份有限公司，品名：普通矽酸鹽水泥，規格：52.5級)、水、鋼纖維(生產廠家：河北方德絲網製品廠，品名：優質鋼纖維，規格：散絲0.18～0.22mm)和第二集料以體積比0.4∶0.18∶0.02∶0.28在常溫下混合而成，所述第二集料為大於0mm且小於等於5mm的連續級配集料。所述第二集料是玄武巖集料(生產廠家：江蘇亞邦礦業有限公司，產地：江蘇金壇)。所述第一粘結層4是環氧樹脂粘結層，厚度為0.6mm，由環氧樹脂(生產廠家：上海西蒙斯實業有限公司，品名：環氧樹脂a組分，規格：ep-20)與固化劑按質量比2:1在常溫下拌和而成，所述環氧樹脂和所述固化劑的混合物的用量為0.6l/m2。所述固化劑是脂肪胺類固化劑(生產廠家：上海西蒙斯實業有限公司，品名：環氧樹脂b組分，規格：ep-20)。所述柔性混凝土保護層3是改性型澆築式瀝青混凝土層，厚度為30mm，由第二結合料與第三集料按質量比8∶100混合而成，所述第二結合料由特立尼達湖瀝青(生產廠家：香港豪銀有限公司，品名：特立尼達湖瀝青，規格：黑色)與苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性瀝青(生產廠家：無錫市楊市建築防水材料廠，品名：地球，規格：11)按質量比1:3混合而成。所述第三集料是玄武巖集料(生產廠家：江蘇亞邦礦業有限公司，產地：江蘇金壇)。所述防水粘結層2為溶劑型橡膠瀝青粘結層，厚度為0.3mm，所述溶劑型橡膠瀝青(生產廠家：日瀝(上海)商貿有限公司，品名：caticoat，規格：s)的用量為0.3l/m2。其鋪裝步驟為：a、對清潔後的鋼橋面板1進行除鏽拋丸處理後灑布防水粘結層2；b、攤鋪下臥層即柔性混凝土保護層3(改性型澆築式瀝青混凝土)；c、灑布第一粘結層4(環氧樹脂粘結劑)；d、攤鋪中面層即剛性混凝土結構層5(超高性能混凝土)；e、灑布第二粘結層6(熱噴sbs改性瀝青)；f、攤鋪柔性混凝土磨耗層7(超薄罩面)。實施例4經檢測，上述實施例1～實施例3的長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構中的防水粘結層2的溶劑型橡膠瀝青均符合表1所示的技術要求。表1溶劑型橡膠瀝青技術要求上述實施例1～實施例3的長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構中的柔性混凝土保護層3的特立尼達湖瀝青(tla，trinidadlakeasphalt)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)改性瀝青、兩者混合後的結合料、第三集料以及改性型澆築式瀝青混凝土均分別符合表2～表6所示的技術要求。表2特立尼達湖瀝青tla技術要求試驗項目指標要求試驗方法針入度(25℃)0.1mm1～4jtge20-2011t0604軟化點℃93～98jtge20-2011t0606閃點℃≥240jtge20-2011t0611密度(15℃)g/cm31.38～1.42jtge20-2011t0603灰分％—jtge20-2011t0614表3sbs改性瀝青技術要求表4混合後瀝青技術要求表5第三集料級配要求表6改性型澆築式瀝青混凝土技術要求上述實施例1～實施例3的長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構中的第一粘結層4的環氧樹脂粘結劑均符合表7所示的技術要求。表7環氧樹脂粘結劑技術要求上述實施例1～實施例3的長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構中的剛性混凝土結構層5的超高性能混凝土的水泥、第二集料和超高性能混凝土均分別符合表8、表9和表10所示的技術要求。表8水泥技術要求檢驗項目技術要求或指標鋁酸三鈣(％)不宜＞7.0鐵鋁酸四鈣(％)不宜＜15.0游離氧化鈣(％)不得＞1.0氧化鎂(％)不得＞5.0三氧化硫(％)不得＞3.5鹼含量(％)≤0.6燒失量(％)不得＞3.0so3含量(％)不得＞3.5細度(80um)(％)不得＞10安定性(雷氏夾法)必須合格標準稠度用水量(％)不宜＞28初凝時間(min)≥150終凝時間(min)≤6003d抗折強度(mpa)≥4.53d抗壓強度(mpa)≥20.028d抗折強度(mpa)≥7.528d抗壓強度(mpa)≥42.5表9第二集料級配要求表10超高性能混凝土技術要求上述實施例1～實施例3的長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構中的第二粘結層6的sbs改性瀝青均符合表11所示的技術要求。表11sbs改性瀝青技術要求上述實施例1～實施例3的長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構中的柔性混凝土磨耗層7符合表12所示的技術要求。表12超薄磨耗層技術要求上述實施例1～實施例3的長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構，各項技術指標均能滿足作為鋼橋面鋪裝層的使用要求。本發明的長效耐疲勞性能主要體現在活載作用下局部鋼箱梁的力學響應，發明人採用大型通用有限元軟體abaqus建立鋼箱梁局部模型，分析本發明的新型鋪裝結構與另外兩種具有代表性鋪裝結構在第二、三體系上的力學響應。局部鋼箱梁模型截取某橋橫橋向6跨，縱橋向2跨，並作如下假設：①正交異性鋼橋面板鋪裝體系為均勻、連續和各向同性彈性材料的完整體系；②鋪裝層與鋼板之間是完全連續的；③不計鋪裝層與橋面系的自重。模型邊界條件：橫隔板9底部完全約束，橫橋向邊緣無橫向水平位移，縱橋向邊緣無縱向水平位移。局部鋼箱梁尺寸如表13所示。表13鋼箱梁尺寸(單位：mm)鋼箱梁模型、離散化後計算單元分布如圖2、圖3所示。設計荷載採用汽—超20級，即輪胎均布荷載0.707mpa，考慮鋪裝層的荷載擴散效果，雙輪均布荷載圖形如圖4所示，其中中心黑點表示荷載中心，尺寸單位為m。施加荷位取縱橋向跨中，橫橋向縱向加勁肋上方最不利荷位，如圖5、圖6所示，其中頂板8就是前述鋼橋面板1。本發明計算模型取實施例3鋪裝結構，對比鋪裝方案1為典型柔性鋪裝30mm澆築式+30mmsma，對比鋪裝方案2為典型剛性鋪裝60mm超高性能混凝土+30mmsma，鋪裝結構示意如圖7、圖8、圖9所示。模型計算部分局部特徵以500縮放比例展示如圖10、圖11和圖12所示。利用有限元軟體建模，對比分析選用傳統指標：層表拉應力、拉應變、鋼板與鋪裝下層之間層間剪應力、跨中相對撓度，對比結果如表14所示。表14各鋪裝方案主要計算數據由上表分析可知，在中面層uhpc(超高性能混凝土層)補強作用下，鋪裝結構層表拉應力、應變、鋼板與下層之間剪應力、跨中撓度都有了大幅度的降低，極大程度提高了橋面系的剛度，減少了第一、二類裂縫以及車轍的產生，降低鋼橋面板表面應力水平。從而，本發明的長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構為三層複合式鋪裝結構，採用柔+剛+柔體系。超薄罩面是功能層，滿足排水、行車舒適性要求；超高性能混凝土層為結構層，提高橋面系剛度，降低應力水平；改性型澆築式瀝青混凝土層為保護層，連同防水粘結層組成防水體系、吸收應力、追隨鋼橋面板變形。因此，本發明的新型鋪裝結構，採用「改性型澆築式瀝青混凝土+超高性能混凝土+超薄磨耗層」的鋪裝結構形式，在力學模型上體現為「柔+剛+柔」的三層彈性層狀體系。其中防水粘結層能夠防止鋼橋面板鏽蝕，保證鋼橋面板具有乾淨整潔的工作面，防止水分的侵入，並與鋼橋面板充分粘結，提供足夠的附著力以抵抗溫度變化、重車剎車所造成的剪力；下臥層改性型澆築式瀝青混凝土在保證70℃高溫不出現車轍的前提下，能夠很好的追從鋼橋面板的變形，在大變形作用時在鋼橋面板和中面層之間起到應變協調的作用，有效擴散通過剛性層傳遞的荷載，且空隙率接近零，兼具防水作用；第一粘結層(環氧樹脂粘結劑)起到保證中面層與下臥層的協同作用，共同承擔車輪的荷載作用；中面層超高性能混凝土承擔磨耗層傳遞的車輪荷載，能夠大幅提高橋面系剛度，減小磨耗層與鋼橋面板應力水平，減小活載作用下局部撓度，同時良好的密水性又使得該層兼具防水作用；第二粘結層(熱噴sbs改性瀝青)起到保證磨耗層與中面層的協同作用；磨耗層超薄罩面具有足夠摩擦係數、平整度，能夠保證行車舒適性與安全性，具有足夠高溫穩定性、水穩定性、抗低溫彎曲能力和疲勞性能。從而，本發明提高了橋面系的整體剛度，降低了鋪裝層表面與鋼橋面板的應力水平，減少了鋼橋面鋪裝層兩類主導裂縫的發生概率，提高了鋪裝層的疲勞性能，剛性層加入同時也提高了鋪裝層的高溫穩定性，降低車轍發生概率。本發明綜合了各層材料的性能優勢，取得了高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性、耐久性等方面的綜合平衡。本發明的鋪裝結構在提高橋面系剛度、協同變形、高溫穩定性、低溫抗裂性、疲勞性能、排水性能、行車舒適性方面具有優異的性能，鋪裝的鋼橋面在抵抗車轍、裂縫等早期破壞能力方面均有提升，提高了鋪裝層的使用年限。綜上所述，本發明的長效耐疲勞鋼橋面鋪裝結構結構穩定，性能優異，不易損壞，使用壽命長，設計巧妙，鋪裝簡便，成本低，適於大規模推廣應用。在此說明書中，本發明已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發明的精神和範圍。因此，說明書應被認為是說明性的而非限制性的。當前第1頁12