一种磁粉改性钢桥面沥青铺装结构

1.本实用新型涉及桥梁工程桥面与道路工程路面的沥青铺装领域，尤其涉及一种磁粉改性钢桥面沥青铺装结构，适用于钢桥面沥青铺装体系。


背景技术：

2.随着我国交通事业的高速发展，大跨径桥梁的建设也越来越多。其中，由于正交异性钢桥面板箱梁体系具有自重轻、侧向抗风能力强、运输和架设方便、空间结构受力性能更佳及施工周期较短等优点，在现代桥梁建设特别是大跨径桥梁建设中得到广泛应用。与此同时，钢桥面铺装是大跨径钢箱梁桥建设的关键技术之一，一直受到国内外学术界与工程界的高度关注与重视。
3.由于沥青混凝土具有重量轻、变形协调能力强、与钢桥面板粘结性能良好、维修方便及行车舒适等优点，成为正交异性钢桥面板首选的铺装结构形式。钢桥面沥青混凝土铺装结构直接铺筑于正交异性钢桥面板上，由于正交异性钢桥面板柔度大，在行车荷载及温度变化、风载和地震等自然因素共同作用下，其受力和变形要比一般的沥青混凝土路面及水泥混凝土桥梁上沥青桥面铺装复杂得多，工作环境也更为严苛，从而导致钢桥面沥青铺装层容易产生推移、车辙、脱层和疲劳开裂等早期损坏现象。因此，钢桥面沥青铺装技术至今仍是一个尚未很好解决的世界性技术难题，其关键是因钢桥面沥青铺装层与钢桥面板之间的层间粘结性及刚度差异而造成的变形追从性不协调问题。为此，研发一种提高沥青铺装层之间及其与钢桥面板之间层间粘结性和变形追从性的钢桥面沥青铺装结构，具有重要的理论和实际意义及工程应用价值。
4.钢桥面沥青铺装结构主要由防腐层、防水粘结层、缓冲层、保护层、粘层和磨耗层等构成，直接铺筑于钢桥面板之上。据此，通过使用磁粉改性沥青防水粘结层、磁粉改性沥青砂胶缓冲层及磁粉改性沥青混凝土保护层，并采用外加磁场对磁粉进行磁化，从而在保持传统材料之间及其与钢桥面板之间的物化粘结作用的基础上，综合粉体改性、磁力粘结和磁致硬化作用，进一步增加各磁粉改性铺装层之间及其与钢桥面板之间的磁力粘结效果，并且磁粉改性沥青形成磁流变弹性体，可提高磁粉改性铺装层的整体强度和刚度，降低与钢桥面板之间的刚度差异，从而增强钢桥面沥青铺装结构体系的层间结合性能和变形追从性及路用性能和耐久性。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，其目的在于提供一种层间粘结性强和变形追从性优且经济耐久的磁粉改性钢桥面沥青铺装结构。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种磁粉改性钢桥面沥青铺装结构，其特征在于：从上至下主要包括沥青混凝土磨耗层、粘层、磁粉改性沥青混凝土保护层、磁粉改性沥青砂胶缓冲层、磁粉改性沥青防水粘结层和钢桥面板防腐层六层组成，总铺装厚度为25～130mm；其中，缓冲层和防腐层根据
实际情况需要设置或不设。
8.作为对上述技术方案的进一步改进：
9.所述的磁粉改性沥青混凝土保护层中掺入质量分数为0.1％～50.0％的磁粉，所述的磁粉改性沥青砂胶缓冲层中掺入质量分数为0.5％～85.0％的磁粉，所述的磁粉改性沥青防水粘结层中掺入质量分数为0.1％～50.0％的磁粉，并对磁粉进行充磁磁化；所述的磁粉为毫米级、微米级或纳米级的钕铁硼磁粉、钡铁氧体磁粉、锶铁氧体磁粉、四氧化三铁磁粉、羰基铁粉、铝镍钴磁粉等任意一种或一种以上组合的能均匀分散于沥青与沥青混合料中、磁化后带有磁性且不易消磁的磁性颗粒；所述的磁粉充磁方式可采用电容式脉冲充磁机、无储能脉冲充磁机或恒流充磁机等快速高效的充磁机进行充磁。
10.所述的磁粉改性沥青混凝土保护层的级配类型可为沥青玛蹄脂碎石混合料(sma)、浇注式沥青混合料(ga)和环氧沥青混合料(ea)等任一种适用于钢桥面铺装的沥青混合料，其中部分矿粉和细集料组分采用磁粉替代，层厚为10～60mm；且与所述的沥青混凝土磨耗层之间能很好地进行结构和材料组合，磨耗层层厚为15～70mm。
11.所述的磁粉改性沥青砂胶缓冲层厚度为2～10mm，其中部分矿粉组分采用磁粉替代，且与所述的磁粉改性沥青混凝土保护层和磁粉改性沥青防水粘结层之间能很好地粘结组合。
12.所述的磁粉改性沥青防水粘结层采用磁粉复合改性沥青，涂布量为0.5～3.0kg/m2，且与所述的磁粉改性沥青混凝土保护层或磁粉改性沥青砂胶缓冲层及钢桥面板防腐层或钢桥面板之间能很好地粘结组合。
13.所述的沥青混凝土磨耗层、粘层和钢桥面板防腐层可按传统技术设置，并与各磁粉改性铺装层之间能很好地组合形成整体沥青铺装体系。
14.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
15.与传统钢桥面沥青铺装结构相比，本实用新型通过采用磁粉改性沥青防水粘结层、磁粉改性沥青砂胶缓冲层和磁粉改性沥青混凝土保护层分别替代传统的防水粘结层、缓冲层和保护层，形成新型磁粉改性钢桥面沥青铺装结构，并运用充磁机外加磁场对磁粉进行磁化，从而可在保持传统材料之间及其与钢桥面板之间的物化粘结作用的基础上，综合磁化磁粉的粉体改性、磁力粘结和磁致硬化作用，进一步增加各磁粉改性铺装层之间及其与钢桥面板之间的磁力粘结效果，并且磁粉改性沥青形成磁流变弹性体，可提高磁粉改性铺装层的整体强度和刚度，降低与钢桥面板之间的刚度差异，从而增强钢桥面沥青铺装结构体系的层间结合性能和变形追从性及路用性能和耐久性。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
17.图1为本实用新型一种磁粉改性的双层sma钢桥面沥青铺装结构示意。
18.图2为本实用新型一种磁粉改性的双层ea钢桥面沥青铺装结构示意。
19.图3为本实用新型一种磁粉改性的sma+ga钢桥面沥青铺装结构示意。
20.图中各标号表示：
21.1、沥青混凝土磨耗层；2、粘层；3、磁粉改性沥青混凝土保护层；4、磁粉改性沥青砂胶缓冲层；5、磁粉改性沥青防水粘结层；6、防腐层；7、钢桥面板。
具体实施方式
22.下面结合实施例对本实用新型进行进一步说明，实施例仅是本实用新型的优选实施方式，不是对本实用新型的限定。
23.实施例1：
24.图1示出了本实用新型一种磁粉改性的双层sma钢桥面沥青铺装结构实施例，本实施例各铺装层从上至下为：50mm sbs改性沥青混凝土sma-13磨耗层1+1.0～1.2kg/m
2 sbs改性沥青粘层2+30mm磁粉改性沥青混凝土sma-10保护层3+3～5mm磁粉改性沥青砂胶缓冲层4+0.9～1.1kg/m2磁粉改性沥青防水粘结层5+50～100μm环氧富锌漆防腐层6+清洁度sa2.5级和粗糙度60～100μm钢桥面板7。
25.本实施例中，磁粉改性沥青混凝土sma-10保护层3中掺入质量分数为2.0％的钕铁硼磁粉，磁粉改性沥青砂胶缓冲层4中掺入质量分数为20.0％的钕铁硼磁粉，磁粉改性沥青防水粘结层5中掺入质量分数为6.0％的钕铁硼磁粉；并采用高压脉冲式充磁机进行充磁，从而形成整个磁粉改性的双层sma钢桥面沥青铺装结构。
26.实施例2：
27.图2示出了本实用新型一种磁粉改性的双层ea钢桥面沥青铺装结构实施例，本实施例各铺装层从上至下为：25mm环氧沥青混凝土ea-10磨耗层1+0.4～0.5kg/m2环氧沥青粘层2+25mm磁粉改性环氧沥青混凝土ea-10保护层3+0.9～1.1kg/m2磁粉改性环氧沥青防水粘结层5+50～100μm环氧富锌漆防腐层6+清洁度sa2.5级和粗糙度60～100μm钢桥面板7。
28.本实施例中，磁粉改性环氧沥青混凝土ea-10保护层3中掺入质量分数为2.0％的钕铁硼磁粉，磁粉改性环氧沥青防水粘结层5中掺入质量分数为6.0％的钕铁硼磁粉；并采用高压脉冲式充磁机进行充磁，从而形成整个磁粉改性的双层ea钢桥面沥青铺装结构。
29.实施例3：
30.图3示出了本实用新型一种磁粉改性的sma+ga钢桥面沥青铺装结构实施例，本实施例各铺装层从上至下为：50mm sbs改性沥青混凝土sma-13磨耗层1+0.3～0.5kg/m2改性乳化沥青粘层2+30mm磁粉改性浇注式沥青混凝土ga-10保护层3+0.9～1.1kg/m2磁粉改性沥青防水粘结层5+50～100μm环氧富锌漆防腐层6+清洁度sa2.5级和粗糙度60～100μm钢桥面板7。
31.本实施例中，磁粉改性浇注式沥青混凝土ga-10保护层3中掺入质量分数为10.0％的钕铁硼磁粉，磁粉改性沥青防水粘结层5中掺入质量分数为6.0％的钕铁硼磁粉；并采用高压脉冲式充磁机进行充磁，从而形成整个磁粉改性的sma+ga钢桥面沥青铺装结构。
32.虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动，如改变沥青混合料沥青种类和级配类型及改变磁粉类型、掺配比例和方式等，均为本实用新型常见变化，在此不一一详述。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。