一種鋪裝融冰功能層的橋面結構及應用其融冰的方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋪裝融冰功能層的橋面結構及應用其融冰的方法。該鋪裝融冰功能層的橋面結構包括鋼筋網格、水泥混凝土層、防水涂料層、導電骨料層、瀝青鋪裝層；鋼筋網格為三層式長方體結構，下層嵌入水泥混凝土層中；中層填充導電骨料組成的水泥混凝土層，上層設置在瀝青鋪裝層中；表面未處理的鋼筋網格鋪設在橋面橫截面兩端，距離橋面外側邊緣各a＝20～100cm；經表面涂塑處理的鋼筋網格鋪設在橋面中部，橋面兩端的表面未處理的鋼筋網格分別接入電源的正負極。本發明鋪裝融冰功能層的橋面結構通電后產生熱量加熱瀝青鋪裝層，從而實現融冰功能，有利于冬季行車安全；避免因撒融雪劑導致的橋面鋼筋銹蝕現象。
【專利說明】一種鋪裝融冰功能層的橋面結構及應用其融冰的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種道路路面結構與施工方法，特別是涉及一種水泥混凝土層與浙青鋪裝層之間的設有融冰功能層的橋面結構和應用其融冰的方法。
【背景技術】
[0002]冬季橋面結冰，威脅行車安全；為了防止雪后凝冰，需要在橋面撒布融雪劑，但融雪劑容易滲入橋面結構，腐蝕橋面鋼筋，威脅橋梁結構安全。因此，迫切需要尋找其他融冰方法。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種具有避免因撒融雪劑導致的橋面鋼筋銹蝕，并有效融冰，保證行車安全的鋪裝融冰功能層的橋面結構及應用其融冰的方法。
[0004]本發明的融冰功能層設置在水泥混凝土層與浙青鋪裝層之間，融冰功能層通電后產生熱量加熱浙青鋪裝層，從而實現融冰功能，有利于冬季行車安全；本發明融冰功能層同時具有排水作用，滲入浙青鋪裝層與橋面之間的雨水可以經由導電骨料間隙中排出。
[0005]本發明的目的通過如下技術方案實現:
[0006]一種鋪裝融冰功能層的橋面結構，其特征在于，包括鋼筋網格、水泥混凝土層、防水涂料層、導電骨料層、浙青鋪裝層；所述鋼筋網格為三層式長方體結構，下層嵌入水泥混凝土層中；中層填充導電骨料組成的水泥混凝土層，上層設置在浙青鋪裝層中；水泥混凝土層與導電骨料層之間設有防水涂料層；鋼筋網格的每條邊長為IOmm?20mm ;按質量百分比計，所述導電骨料層采用含鐵量為5%?10%的鐵礦石組成；其中鋼筋網格由表面未處理的鋼筋網格和經表面涂塑處理的鋼筋網格組成；其中表面未處理的鋼筋網格鋪設在橋面橫截面兩端，距離橋面外側邊緣各a = 20?IOOcm ;經表面涂塑處理的鋼筋網格鋪設在橋面中部，橋面兩端的表面未處理的鋼筋網格分別接入電源的正負極。
[0007]為進一步實現本發明的目的，優選地，所述防水涂料層采用聚氨酯或環氧樹脂；灑布量為 0.lkg/m2 ?1.0kg/m2。
[0008]所述鋼筋網格的鋼筋直徑為Imm?10mm。
[0009]所述鐵礦石粒徑為9.5mm?13.2mm。
[0010]所述浙青鋪裝層的厚度為25mm?40mm。
[0011]所述鋼筋網格橫向截面的兩個邊長都為IOmm?IOOmm ;第一層與第二層網格間距為IOmm?30mm ;第二層與第三層網格間距為IOmm?30mm ;第三層與第四層網格間距為IOmm ?40mmo
[0012]所述浙青鋪裝層的厚度為比第三層與第四層鋼筋網格間距大IOmm?30mm。
[0013]所述經表面涂塑處理的鋼筋網格中的涂塑材料為厚度0.1mm?1.0mm的聚乙烯樹脂(PE)、乙烯一丙烯酸共聚物(EAA)、環氧樹脂(EP)、無毒聚丙烯(PP)或無毒聚氯乙烯(PVC)。[0014]一種應用所述鋪裝融冰功能層的橋面結構的融冰方法:當橋面鋪裝表面溫度低于(TC時，將所述鋪裝融冰功能層的橋面結構中橋面兩端的表面未處理的鋼筋網格分別接入電源的正負極，控制電源的電壓為12 -48伏，通過導電骨料加熱浙青鋪裝層，使得鋪裝層表面溫度維持在(TC?3 °C。
[0015]與現有技術相比，本發明具有下述優點及有益效果:
[0016](I)本發明鋪裝融冰功能層的橋面結構通電后產生熱量加熱浙青鋪裝層，從而實現融冰功能，有利于冬季行車安全；避免因撒融雪劑導致的橋面鋼筋銹蝕現象；
[0017](2)鋼筋網格的聯結和補強作用，可以減薄浙青鋪裝層厚度，提高了加熱的有效性，有利于融冰；
[0018](3)本發明融冰功能層同時具有排水作用，滲入浙青鋪裝層與橋面之間的雨水可以經由導電骨料間隙中排出。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為鋪裝融冰功能層的橋面結構的結構示意圖。
[0020]圖2為圖1中的鋼筋網格的示意圖。
[0021]圖3為圖1中的鋼筋網格橫向截面示意圖。
[0022]圖中示出:鋼筋網格1、水泥混凝土層2、防水涂料層3、導電骨料層4、浙青鋪裝層
5、表面未處理的鋼筋網格6和經表面涂塑處理的鋼筋網格7。
【具體實施方式】
[0023]為更好理解本發明，下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的說明，但是本發明要求保護的范圍并不局限于實施例表示的范圍。其它任何未背離本發明原理下所作的的改變、修飾，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
[0024]如圖1所示，在水泥混凝土層2施工過程中，在水泥混凝土初凝前安裝鋼筋網格I ;待橋面水泥混凝土養生完畢，灑布防水涂料層3。待防水涂料固化后，采用碎石撒布車在鋼筋網格I的中層填充導電骨料層4。最后，施工浙青鋪裝層5，使得鋼筋網格I的上層嵌入浙青鋪裝層中。
[0025]其中，防水涂料采用聚氨酯、環氧樹脂等熱固性材料。灑布量為0.lkg/m2?1.0kg/
m2o
[0026]導電骨料采用含鐵量為5%?10%的鐵礦石，粒徑為9.5mm?13.2mm。
[0027]如圖2所示，鋼筋網格I為四層式框架結構。所有鋼筋直徑為均為Imm?10mm。自下而上，第一層網格嵌入水泥混凝土中；第二層網格與水泥混凝土層齊平;第二層與第三層網格之間填充導電骨料；第三層與第四層網格之間填充浙青混凝土鋪裝層。鋼筋網格I橫向截面中兩個邊長b和c都為IOmm?IOOmm ;第一層與第二層網格間距f為IOmm?30mm ;第二層與第三層網格間距e為IOmm?30mm ;第三層與第四層網格間距d為IOmm?40mmo
[0028]浙青鋪裝層的厚度為比第三層與第四層鋼筋網格間距d大IOmm?30mm。
[0029]經表面涂塑處理的鋼筋網格7中的涂塑材料為厚度為0.1mm?1.0mm的聚乙烯(PE)樹脂、乙烯一丙烯酸共聚物(EAA)、環氧樹脂(EP)、無毒聚丙烯(PP)或無毒聚氯乙烯(PVC)等有機物。
[0030]如圖3所示，鋼筋網格I分為兩種類型，經表面涂塑處理的鋼筋網格7和表面未處理的鋼筋網格6。其中，表面未處理的鋼筋網格6鋪設在橋面橫截面兩端，距離橋面外側邊緣各a = 20?IOOcm范圍內，起導電作用。經表面涂塑處理的鋼筋網格7鋪設在橋面中部，起固定導電骨料和聯結水泥混凝土、導電骨料和浙青鋪裝層作用。
[0031]當橋面鋪裝表面溫度低于0°C時，將橋面兩端的鋼筋網格6分別接入電源的正負極，控制電源的電壓為12-48伏，通過導電骨料加熱浙青鋪裝層，使得鋪裝層表面溫度維持在0°C?3°C，從而起到持續融冰功能。
[0032]實施例1
[0033]在某高速公路水泥混凝土層上，實施了本發明融冰功能層。該橋面的面積為220m2。
[0034](I)橋面鋪裝融冰功能層結構與材料
[0035]如圖1所示，在水泥混凝土層2施工過程中，在水泥混凝土初凝前安裝鋼筋網格I ;待橋面水泥混凝土養生完畢，灑布防水涂料組成防水涂料層3，其中，防水涂料采用聚氨酯材料，灑布量為0.lkg/m2。待防水涂料固化后，采用碎石撒布車在鋼筋網格I的中層填充導電骨料組成導電骨料層4。最后，施工浙青鋪裝層5，使得鋼筋網格I的上層嵌入浙青鋪裝層中。
[0036]導電骨料采用含鐵量為5%的鐵礦石，粒徑為9.5mm?13.2mm。
[0037]如圖2所示，鋼筋網格I為四層式框架結構。所有鋼筋直徑為均為Imm?10mm。自下而上，第一層網格嵌入水泥混凝土中；第二層網格與水泥混凝土層齊平;第二層與第三層網格之間填充導電骨料；第三層與第四層網格之間填充浙青混凝土鋪裝層。鋼筋網格I的橫線截面兩個邊長b和c為IOmm;第一層與第二層網格間距f為IOmm;第二層與第三層網格間距e為IOmm ;第三層與第四層網格間距d為10mm。
[0038]浙青鋪裝層的厚度為比第三層與第四層鋼筋網格間距d大10mm。
[0039]經表面涂塑處理的鋼筋網格7中的涂塑材料為厚度為0.1mm的聚乙烯(PE)樹脂材料。
[0040]鋼筋網格I分為兩種類型，即表面涂塑處理的鋼筋網格7和表面未處理的鋼筋網格6。其中，表面未處理的鋼筋網格6鋪設在橋面縱向兩端各a = 20cm范圍內，起導電作用。表面涂塑處理的鋼筋網格7鋪設在橋面縱向中部，起固定導電骨料和聯結水泥混凝土、導電骨料和浙青鋪裝層作用。
[0041](2)橋面鋪裝融冰功能層加熱方法
[0042]將橋面兩端的鋼筋網格6分別接入電源的正負極，導電骨料通電后加熱浙青鋪裝層，從而具有融冰功能。
[0043]現場測試表面，電源電壓12伏，通電2小時后220m2橋面浙青鋪裝層表面由0°C，升溫至0.5°C。該升溫速度保證了有效融冰，利于冬季行車安全；由于避免了使用融雪劑，該方法不會對橋面鋼筋銹蝕現象；本發明融冰功能層同時具有排水作用，滲入浙青鋪裝層與橋面之間的雨水可以經由導電骨料間隙中排出。由于鋼筋網格的聯結和補強作用，可以減薄浙青鋪裝層厚度。
[0044]實施例2[0045]在某市政道路水泥混凝土層上，實施了本發明融冰功能層。該橋面的面積為138m2。
[0046](I)橋面鋪裝融冰功能層結構與材料
[0047]如圖1所示，在水泥混凝土層2施工過程中，在水泥混凝土初凝前安裝鋼筋網格I ;待橋面水泥混凝土養生完畢，灑布防水涂料3。待防水涂料固化后，采用碎石撒布車在鋼筋網格2的中層填充導電骨料4。最后，施工浙青鋪裝層5，使得鋼筋網格I的上層嵌入浙青鋪裝層中。
[0048]其中，防水涂料采用環氧樹脂材料。灑布量為1.0kg/m2。
[0049]導電骨料采用含鐵量為10%的鐵礦石，粒徑為9.5mm?13.2mm。
[0050]如圖2所示，鋼筋網格I為四層式框架結構。所有鋼筋直徑為均為10mm。自下而上，第一層網格嵌入水泥混凝土中；第二層網格與水泥混凝土層齊平；第二層與第三層網格之間填充導電骨料；第三層與第四層網格之間填充浙青混凝土鋪裝層。鋼筋網格I的橫線截面兩個邊長b和c為IOOmm ;第一層與第二層網格間距f為30mm ;第二層與第三層網格間距e為30mm ;第三層與第四層網格間距d為40mm。
[0051]浙青鋪裝層的厚度為比第三層與第四層鋼筋網格間距d大30mm。
[0052]經表面涂塑處理的鋼筋網格7中的涂塑材料為厚度為1.0mm的乙烯一丙烯酸共聚物(EAA)材料。
[0053]鋼筋網格I分為兩種類型，即表面涂塑處理的鋼筋網格7和表面未處理的鋼筋網格6。其中，表面未處理的鋼筋網格6鋪設在橋面縱向兩端各a = IOOcm范圍內，起導電作用。表面涂塑處理的鋼筋網格7鋪設在橋面縱向中部，起固定導電骨料和聯結水泥混凝土、導電骨料和浙青鋪裝層作用。
[0054](2)橋面鋪裝融冰功能層加熱方法
[0055]將橋面兩端的表面未處理的鋼筋網格6分別接入電路的正負極，導電骨料通電后加熱浙青鋪裝層，從而具有融冰功能。
[0056]現場測試表面，電源電壓48伏，通電2小時后138m2橋面浙青鋪裝層表面由0°C，升溫至2°C，該升溫速度保證了有效融冰，利于冬季行車安全；由于避免了使用融雪劑，該方法不會對橋面鋼筋銹蝕現象；本發明融冰功能層同時具有排水作用，滲入浙青鋪裝層與橋面之間的雨水可以經由導電骨料間隙中排出。由于鋼筋網格的聯結和補強作用，可以減
薄浙青鋪裝層厚度。
【權利要求】
1.一種鋪裝融冰功能層的橋面結構，其特征在于，包括鋼筋網格、水泥混凝土層、防水涂料層、導電骨料層、浙青鋪裝層；所述鋼筋網格為三層式長方體結構，下層嵌入水泥混凝土層中；中層填充導電骨料組成的水泥混凝土層，上層設置在浙青鋪裝層中；水泥混凝土層與導電骨料層之間設有防水涂料層；鋼筋網格的每條邊長為IOmm?20mm ;按質量百分比計，所述導電骨料層采用含鐵量為5%?10%的鐵礦石組成；其中鋼筋網格由表面未處理的鋼筋網格和經表面涂塑處理的鋼筋網格組成；其中表面未處理的鋼筋網格鋪設在橋面橫截面兩端，距離橋面外側邊緣各a = 20?IOOcm ;經表面涂塑處理的鋼筋網格鋪設在橋面中部，橋面兩端的表面未處理的鋼筋網格分別接入電源的正負極。
2.根據權利要求1所述的鋪裝融冰功能層的橋面結構，其特征在于，所述防水涂料層采用聚氨酯或環氧樹脂；灑布量為0.1 kg/m2?1.0kg/m2。
3.根據權利要求1所述的鋪裝融冰功能層的橋面結構，其特征在于，所述鋼筋網格的鋼筋直徑為Imm?10mm。
4.根據權利要求1所述的鋪裝融冰功能層的橋面結構，其特征在于，所述鐵礦石粒徑為 9.5mm ?13.2mm。
5.根據權利要求1所述的鋪裝融冰功能層的橋面結構，其特征在于，所述浙青鋪裝層的厚度為25mm?40mm。
6.根據權利要求1所述的鋪裝融冰功能層的橋面結構，其特征在于，所述鋼筋網格橫向截面的兩個邊長都為IOmm?IOOmm ;第一層與第二層網格間距為IOmm?30mm ;第二層與第三層網格間距為IOmm?30mm ;第三層與第四層網格間距為IOmm?40mm。
7.根據權利要求1所述的鋪裝融冰功能層的橋面結構，其特征在于，所述浙青鋪裝層的厚度為比第三層與第四層鋼筋網格間距大IOmm?30mm。
8.根據權利要求1所述的鋪裝融冰功能層的橋面結構，其特征在于，所述經表面涂塑處理的鋼筋網格中的涂塑材料為厚度0.1mm?1.0mm的聚乙烯樹脂、乙烯一丙烯酸共聚物、環氧樹脂、無毒聚丙烯或無毒聚氯乙烯。
9.一種應用權利要求1 -8任一項所述鋪裝融冰功能層的橋面結構的融冰方法，其特征在于，當橋面鋪裝表面溫度低于o°c時，將所述鋪裝融冰功能層的橋面結構中橋面兩端的表面未處理的鋼筋網格分別接入電源的正負極，控制電源的電壓為12 - 48伏，通過導電骨料加熱浙青鋪裝層，使得鋪裝層表面溫度維持在0°C?:TC。
【文檔編號】E01D19/12GK103981806SQ201410179124
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】葛折圣, 葛寧翔, 張青山, 舒立恒 申請人:華南理工大學