本发明涉及适用于旧桥改造工程技术领域，特别是涉及一种预制正交异性板钢桥面铺装结构及其铺装方法。
背景技术
随着我国交通需求的递增以及桥面复合体系使用性能要求的日益提高，我国很大一部分旧桥亟待进行维修与加固改造，而钢桥因为其强度高、刚度大、各向同性、质地均匀等优点逐渐成为了目前旧桥改造工程中的主要选择。钢桥面沥青铺装与普通沥青路面铺装相比，具有更复杂的交通条件、结构条件与环境条件。其既需要桥面铺装结构具有协同钢板变形的能力又需要保证沥青面层在承受长期行车荷载情况下的平整度与耐久性，因此对施工环境的要求也就更加苛刻，而旧桥改造工程针对的桥梁大部分都具有建成时间长、部分功能退化等特点，限制了钢桥面铺装的施工条件，从而影响到钢桥面的铺装质量。因此，发明一种适用于旧桥改造工程中钢桥面铺装的铺装结构与其铺装方法对于钢桥面铺装的顺利施工及提升铺装质量至关重要。
近年来，国内外专家学者经过大量研究与实际工程经验发现，采用环氧沥青混凝土作为铺装底层，并结合表面功能优异（抗滑性能好、平整度高、车辙变形小）、稳定性高、耐久性好的沥青混凝土作为钢桥面铺装面层，可以满足钢桥面铺装的要求。目前我国钢桥面环氧沥青混凝土层铺装主要采取摊铺机整体碾压的方法进行施工，而由于环氧沥青混凝土材料的特性，其材料属性除了随温度不断变化以外，其黏度也会随时间不断增大，当达到一定阶段时黏度急剧增加，会固化形成不熔凝胶体，影响施工的正常进行，造成巨大经济损失，故环氧沥青混凝土从生产至施工必须严格控制在一个小时之内完成。因此，环氧沥青混凝土层的铺装对温度、时间等施工条件要求极高，而现场整体摊铺施工往往受到天气与其他工序等外界条件影响，不能达到预期最优的铺装效果，严重时还会造成巨大的经济损失。而旧桥改造工程中的施工环境则更加严苛与恶劣，往往面临着改造时限制重载、限制高温以及因要求快速恢复交通而引起的工期较短等问题。以往钢桥面铺装中环氧沥青混凝土层的摊铺机整体碾压方法已经在实际工程中，尤其是旧桥改造工程中，日益暴露出弊端。
技术实现要素：
为了解决问题，本发明提供一种预制正交异性板钢桥面铺装结构及其铺装方法，该预制正交异性板钢桥面铺装结构既能同正交异性板一起协同变形，又能满足沥青面层对平整度与耐久性的要求。该预制正交异性板钢桥面铺装方法，施工步骤简单，施工时间灵活，避免了与其他工序冲突的可能性；且易于精确把控铺装效果，提高铺装质量；成本相较以往摊铺方法大幅降低，效率与效益较高；使用范围较广，尤其适用于旧桥改造工程中钢桥面铺装施工，为达此目的，本发明提供一种预制正交异性板钢桥面铺装结构，包括预制正交异性板、上粘结层和沥青玛蹄脂碎石混凝土层，所述预制正交异性板从下至上依次包含正交异性板、防锈层、下粘结层和环氧沥青混凝土层，所述防锈层使用环氧富锌漆进行涂刷，厚度为60~80μm，所述下粘结层与上粘结层使用环氧沥青粘结剂或者环氧树脂粘结剂ⅱ型进行洒布，所述环氧沥青粘结剂铺装下层为温拌环氧沥青混合料，所述环氧树脂粘结剂ⅱ型铺装下层为热拌环氧沥青混合料，厚度为60~80μm，其中环氧沥青粘结剂由环氧树脂与沥青两部分混合组成，质量比为100:300~100:550，环氧树脂粘结剂ⅱ型由环氧树脂与固化剂及催化剂在一定温度下混合均匀并充分反应固化后形成，所述环氧沥青混凝土层采用环氧沥青混凝土ea-10铺设，厚度为2.5~4cm，所述环氧沥青混凝土由环氧沥青结合料与集料按重量比6.3~6.8:100配置而成，集料由玄武岩与矿粉按重量比100:2.0~4.2配制而成，玄武岩公称最大粒径为9.5mm，矿粉采用石灰石矿粉，所述沥青玛蹄脂碎石混凝土层采用沥青玛蹄脂碎石混凝土sma-10铺设，厚度为3~4cm，所述沥青玛蹄脂碎石混凝土由沥青玛蹄脂碎石混合料与集料按重量比5.8~6.3:100配置而成，集料由玄武岩与矿粉按重量比100:2.0~4.2配制而成，玄武岩公称最大粒径为9.5mm，矿粉采用石灰石矿粉。
发明提供一种预制正交异性板钢桥面铺装结构的铺装方法：
（a）使用金属混合磨料对正交异性板进行喷砂除锈处理，金属混合磨料由70%钢丸与30%钢砂混合形成，除锈等级为sa2.5级；
（b）对已完成喷砂除锈处理的正交异性板立即使用环氧富锌漆进行涂刷，形成正交异性板防锈层，以防钢板锈蚀；
（c）进行下粘结层洒布，保证厚度在60~80μm；
（d）经过以上处理的正交异性板上进行环氧沥青混凝土的铺装，保证厚度在3~4cm，完成正交异性板预制过程；
（e）将预制完成的正交异性板吊装于桥上，拼接安装，并对环氧沥青混凝土层纵缝处进行连接处理；
（f）进行上粘结层洒布，保证厚度在60~80μm；
（g）进行沥青玛蹄脂碎石混凝土层的铺装，保证厚度在3~4cm，完成预制正交异性板钢桥面铺装施工全过程。
本发明一种预制正交异性板钢桥面铺装结构及其铺装方法，本发明与现有技术相比，优点在于：（1）目前钢桥面的铺装结构与施工方法，尤其是在旧桥改造工程中，极易受到天气、温度、其他工序等外界条件影响，不能达到预期最优的铺装效果。而本发明可以将环氧沥青混凝土层的施工转移到外界条件可控的车间中进行，避免施工条件的影响，弥补了现有技术的弊端。（2）本发明施工步骤简单，施工时间灵活，避免了与其他工序发生冲突的可能性，效率较高，尤其体现在旧桥改造工程中快速恢复交通方面。（3）本发明铺装施工的外界条件可控，铺装操作重复性高，易于精确把控铺装效果，提高铺装质量，降低环氧沥青混凝土大规模摊铺与长距离运输的费用，可大幅度提升工程效益。（4）本发明不仅局限于旧桥改造工程中的钢桥面铺装施工，新建钢桥同样适用，推广性较好。
附图说明
图1为预制正交异性板钢桥面铺装结构示意图
图中：1为正交异性板、2为防锈层、3为下粘结层、4为环氧沥青混凝土层；5为上粘结层，6为沥青玛蹄脂碎石混凝土层。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明提供一种预制正交异性板钢桥面铺装结构及其铺装方法，该预制正交异性板钢桥面铺装结构既能同正交异性板一起协同变形，又能满足沥青面层对平整度与耐久性的要求。该预制正交异性板钢桥面铺装方法，施工步骤简单，施工时间灵活，避免了与其他工序冲突的可能性；且易于精确把控铺装效果，提高铺装质量；成本相较以往摊铺方法大幅降低，效率与效益较高；使用范围较广，尤其适用于旧桥改造工程中钢桥面铺装施工。
如图1所示，本发明中所涉及的正交异性板1上的铺装结构自下而上依次为防锈层2、下粘结层3、环氧沥青混凝土层4、上粘结层5、沥青玛蹄脂碎石混凝土层6。所涉及的铺装方法具体步骤如下所述：
（a）使用由70%钢丸与30%钢砂混合形成的金属混合磨料对正交异性板进行喷砂除锈处理，经处理后的正交异性板表面不应有水、灰尘、油污等。除锈等级为sa2.5级，粗糙度为rz50~100μm，处理后的钢板表面应立即进行防锈处理，防止再次污染；
（b）对已完成喷砂除锈处理的正交异性板使用环氧富锌漆进行涂刷，形成正交异性板防锈层，以防钢板锈蚀。施工时应均匀涂抹，无漏喷、干喷现象，无龟裂、流坠和气泡等缺陷产生。防锈层的干燥时间取决于现场环境条件，20℃的条件下一般干燥时间为30分钟，干燥之前不允许进行任何接触与施工操作；
（c）使用环氧沥青粘结剂进行下粘结层洒布；该环氧沥青粘结剂由环氧树脂与沥青两部分混合组成，控制厚度为60μm，按质量比100:400的要求将a料与b料混合均匀，在保证作业区干燥的前提下喷洒均匀，后经太阳晾晒或风干；
（d）在经过以上处理的正交异性板上进行环氧沥青混凝土的铺装，采用环氧沥青混凝土ea-10铺设，该环氧沥青混凝土由环氧沥青结合料与集料按重量比6.5:100配置而成，集料由玄武岩与矿粉按重量比100:3.0配制而成，玄武岩公称最大粒径为9.5mm，矿粉采用石灰石矿粉。施工地点选在距离拌合楼较近的车间中，铺装前应保证正交异性板干燥、清洁，控制环氧沥青混凝土铺装出料温度在110℃~130℃，控制厚度为3.5cm，铺装边缘处将纵缝预处理成45°斜面形式，方便后续拼接安装，完成正交异性板预制过程；
（e）将预制完成的正交异性板吊装于桥上，拼接安装，并对纵缝处进行连接处理，补料选择相同的环氧沥青混凝土材料，保证该铺装层的整体性。
（f）进行上粘结层洒布，上粘结层施工方法与要求与下粘结层相同；
（g）进行沥青玛蹄脂碎石混凝土层的铺装，采用沥青玛蹄脂碎石混凝土sma-10铺设，该沥青玛蹄脂碎石混凝土由沥青玛蹄脂碎石混合料与集料按重量比6.0:100配置而成，集料由玄武岩与矿粉按重量比100:3.0配制而成，玄武岩公称最大粒径为9.5mm，矿粉采用石灰石矿粉，控制混合料出厂温度170~185℃，当温度超过195℃时应将材料废弃，使用双钢轮振荡式压路机进行整体碾压施工，初压温度应大于160℃，进行1~2遍碾压，复压温度应大于130℃，进行4～6遍碾压，达到复压标准的表面尽快采取收迹碾压，以防温度过低无法消除复压痕迹，保证面层的平整性。控制厚度为3.5cm，完成预制正交异性板钢桥面铺装施工全过程。
将传统的钢桥面铺装方法与本专利中预制正交异性板钢桥面铺装方法从施工工期、施工质量、施工成本等几个方面进行对比，如表一所示，可发现本专利中预制正交异性板钢桥面铺装结构与方法在施工工期、质量、成本等方面均有一定优势，具有推广价值。
表一：传统方法与本专利对比
申请人声明：本发明通过上述具体实施方式来说明本发明的详细结构与施工方法，但本发明并不局限于上述详细结构与施工方法，所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何不需要创造性的劳动即可做出的各种修改或变形均属于本发明的保护范围和公开范围之内。以上说明只是用于帮助理解本发明的方法与核心思想，故此，本说明书的内容不应理解为本发明的限制。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。