钢板桥面铺装材料的制作方法

文档序号:1904547
专利名称:钢板桥面铺装材料的制作方法
技术领域
本发明的钢板桥面铺装材料的制作方法,涉及钢板桥面铺装材料的制作技术,适用于各种钢板桥,尤其适用于高强、轻型、大跨度的正交异性钢板桥面的铺装。
在桥梁建筑工程中,钢板桥面,尤其是大挠度的钢板桥面的铺装材料,不仅要求其在不同季节气候中与钢板桥面之间始终牢固地粘附在一起,而且还要求有良好的回弹性、耐压、耐冲击,耐剪裂性能,以便承受重轴、大交通量情况下产生的各种应力应变,从而保证在使用过程中不产生裂缝、车辙、拥包或推移成垄条。在国外,德、日、美、法、荷兰等国所建的钢板桥桥面铺装材料大多用沥青、环氧焦油沥青、环氧树脂沥青、乳化沥青等作为钢板桥面的铺装材料,并且采用先进的压力喷射或者喷涂金属工艺施工,来改善铺装材料的高温稳定性和低温抗裂性,以及沥青砼层与钢板桥面板的粘着性,可是对于钢桥面板中产生较大负弯矩部位导致其上方的铺装层内出现裂缝、拥包、车辙及“脱壳”、现象等还是难以克服。
由于我国的石油大多为中间基或石腊基石油,因此,几乎没有优质的能直接用于高等级公路路面或钢板桥面铺装的沥青。目前国内用于钢板桥面的铺装材料有橡胶煤沥青、沥青橡胶、氯丁橡胶沥青。可是它们的实际使用效果都不佳。例如,用氯丁胶乳改性的沥青砼作钢板的桥面铺装,由于氯丁橡胶属热脆性胶种,用它制成的铺装材料无法适应重轴、大交通量情况下钢桥挠度较大的工作状态,使用不久就出现裂缝和坑槽,直至铺装层完全“脱壳”,妨碍了正常交通运行。为此,在有的钢板桥面铺装施工中,先在钢板桥面上点焊螺纹钢筋,设置防滑键或钢筋网,然后再铺筑氯丁胶乳改性沥青砼层,以此来克服沥青砼铺装推挤现象。可是这样做一方面增加了造价,增加了施工和日后维修难度,另一方面仍难以克服裂缝、推挤、车辙,还往往有钢筋外露情况发生。
本发明的目的是,采用国产筑路沥青、化工原料、增强材料等为钢板桥面的桥梁提供一种不仅在不同季节(高温、寒冷、多雨潮湿等气候条件)中都能与钢板桥面良好粘附,而且在大交通量情况下有良好的回弹性、耐压、耐冲击、耐剪裂的钢板桥面铺装材料的制造方法。> 本发明的技术方案是,采用橡胶(可利用旧轮胎橡胶粉,球、套鞋胶粉等)来提高沥青的粘、弹性。采用熔融指数(g/min)1~10的高分子有机聚合物,(如聚乙烯、聚丙烯等)来提高沥青的耐流动性。在由此组成的铺装材料中,采用砂石矿料,及在砂石矿料中<0.074mm粒径的矿粉部分掺入活性矿粉(消石灰粉、蚬壳粉等)来提高铺装材料的水稳定性和抗流动性能。并在铺装材料中掺入增强材料(钢纤维或竹纤维),来提高耐冲击、耐压、抗剪裂及耐疲劳等的能力。
在本发明制作时,先将粉末状热塑性橡胶(可利用旧轮胎胶、硫化橡胶,再生胶,球、套鞋胶、杂胶等)与粉末或颗粒状高分子有机聚合物(如高压聚乙烯、聚丙烯、醋酸乙烯脂、聚乙烯醇等)和筑路沥青按如下重量百分比称量橡胶∶聚合物∶沥青=(12.3-24.1)∶(2.9-5.7)∶(71.4-84)放在带搅拌器的容器里加热到150~220℃后,搅拌1.5~2.5小时,得到改性沥青结合料。然后把该改性沥青结合料和增强材料(钢纤维或竹纤维)和含活性矿粉(消石灰粉或蚬壳粉)的砂石矿料按重量百分比结合料∶矿料∶增强材料=(7-10)∶(84.4-89.7)∶(3.3-5.2)在160-200℃温度下充分拌合,使增强材料能够分散均匀,即为本发明的钢板桥面铺装材料。其中活性材料(消石灰粉或蚬壳粉)占砂石矿料1.5~3%重量百分比。
本发明具有如下优点1、本发明在60℃时与纯沥青相比,粘度提高10-15倍,软化点>60℃。本发明不仅使改性沥青结合料与砂石矿料及增强材料之间具有良好的粘附性,(粘附性等级均为五级,水煮法),而且能与钢板桥面牢固的粘附。所以本发明的钢板桥面铺装材料具有粘聚力高、耐水性好、耐冲击、耐剪裂、耐压缩、回弹性好(理化技术性能指标见表一、二)的特点。
2、本发明的铺装材料制造工艺简单,操作方便,可以在施工现场进行配制,不需要特殊设备,易于施工人员掌握。
3、本发明的铺装材料施工时可使用常规设备,且不需要点焊钢筋防滑键或者敷设钢筋网,铺装方便,施工期短,若需要局部或全部更换或维修都是十分方便的。
4、本发明所选用的原材料,国内资源十分充足,价格便宜,成本低廉,为建造高强、轻型、大跨径的正交异性板钢桥提供了理想的铺装材料。
实施例1、改性沥青结合料的制作首先将橡胶粉,颗粒状或粉末的高压聚乙烯、及筑路沥青、按如下重量百分比称量好,
旧橡胶∶高压聚乙烯∶沥青=16∶5∶79然后把沥青装入带搅拌器的沥青锅中,加热至150-180℃使之熔融,然后把-16-+50目(即通过16目筛孔而仃留在50目筛上)的磨细旧橡胶粉和高压聚乙烯掺入带搅拌器的沥青锅中,继续加热至180-220℃,沥青和橡胶及聚乙烯发生物理化学反应,经过1.5-2.5小时搅拌均匀制得改性沥青结合料。
实施例2、钢板桥面铺装材料的制作先将实施例1制得的改性沥青结合料,筛孔直径为15(25)-0.074mm的砂石矿料(其中活性矿粉消石灰粉含量是矿料重量的1.5-3%)和钢纤维按如下重量百分比称量好结合料∶矿料∶钢纤维=(7∶89∶4)然后把改性沥青结合料,砂石矿料和钢纤维放在一起进行混合,使之均匀分布,便制得了本发明的钢板桥面铺装材料。用常规设备在钢板桥面上摊铺,压实成型。该铺装材料经两年多实践证明不但能经受大挠度且冲击振动强的使用要求,而且能经受高温(桥面上、下温度高达66℃和57℃)、多雨、低温潮湿的气候变化,始终与钢板桥面牢固粘连成一整体,共同承受交通车辆与气候变化的频繁交替作用,没有产生裂缝、车辙、拥包现象,更没有坑槽及形成垄条。
表一、改性沥青结合料技术性能
表二、钢板桥面铺装材料技术性能
权利要求
1.一种钢板桥面铺装材料的制造方法,其特征是(1)先将沥青、粉末状热塑性橡胶、粉末或颗粒高分子有机聚合物按(71.4-84)∶(12.3-24.1)∶(2.9-5.7)重量百分比称量好,然后将它们倒入带搅拌器的容器中,加热到150-220℃,搅拌1.5-2.5小时,制得改性沥青结合料。(2)将上述制得的改性沥青结合料、增强材料和含活性矿粉的砂石矿料按(7-10)∶(3.3-5.2)∶(84.8-89.7)重量百分比在160-200℃温度下充分拌和均匀即制备成钢板桥面铺装材料。
2.根据权利要求1所述的铺装材料,其特征是所述的热塑性橡胶可利用旧轮胎胶,硫化橡胶,再生胶、球、套鞋胶、和杂胶,使用时要磨细成-16-+50目的粉末。
3.根据权利要求1所述的铺装材料,其特征是,所述的高分子有机聚合物是熔融指数1-10的高压聚乙烯、聚丙烯、醋酸乙烯脂、聚乙烯醇。
4.根据权利要求1所述的铺装材料,其特征是,所述的增强材料是钢纤维,竹纤维。
5.根据权利要求1所述的铺装材料,其特征是,所述的活性矿粉是消石灰粉或蚬壳粉,其含量是砂石矿料的1.5-3%重量百分比。
全文摘要
一种钢板桥面铺装材料的制造方法,先将粉末状热塑性橡胶、粉末或颗粒状高分子有机聚合物和沥青按所需重量百分比称量好后加到带搅拌器的容器中,加热到150—220℃,搅拌1.5—2.5小时,制得改性沥青结合料。然后将制得的改性沥青结合料,增强材料及含活性矿粉(消石灰粉或蚬壳粉)的砂石料按比例拌和均匀即可现场铺筑。本发明的铺装材料适应各种钢板桥面,尤其适应高强、轻型、大跨度的正交异性钢板桥。该铺装材料具有良好高温稳定性与低温抗裂性,且耐压、耐冲击、耐剪裂、耐疲劳、回弹性良好。
文档编号C04B26/26GK1072400SQ9110753
公开日1993年5月26日 申请日期1991年11月19日 优先权日1991年11月19日
发明者覃淑媛 申请人:同济大学
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