本發明涉及橋梁鋪裝技術領域，具體涉及到一種融雪化冰功能型鋼橋面鋪裝系統。
背景技術：
近年來，我國加大了建造跨江、跨海等大跨度鋼橋的力度，當前，我國鋼鐵產能過剩、鋼材價格下降，是推進鋼結構橋梁建設、提升公路橋梁建設品質的良好契機，推進公路鋼結構橋梁建設已成行業共識。橋面鋪裝是影響鋼橋工程質量的重要組成部分，直接影響橋梁的通行能力和行車的安全性。
目前國際上鋼橋鋪裝基本采取四種鋪裝材料：澆筑式瀝青混凝土、碾壓式瀝青瑪蹄脂混凝土、改性瀝青sma和環氧瀝青混凝土。澆筑式瀝青混凝土對施工要求較高；碾壓式瀝青瑪蹄脂混凝土表面的抗滑性能較差，且其高溫性能較差；改性瀝青sma防水與密水性達不到要求；環氧瀝青混凝土對施工要求很高，該材料用于橋面鋪裝已出現承載力不夠、施工對性能影響大、層間粘接力差等問題。鋼橋面鋪裝極易出現早期破壞，主要原因是：變形大，受車輛、風、溫度等動態因素作用，加勁肋局部負彎矩作用，防水性能要求高，鋪裝層間高溫抗剪強度要求高。
常見的鋼橋面鋪裝結構有單層瀝青馬蹄脂混凝土、雙層澆注式瀝青混凝土、雙層環氧瀝青混合料、雙層改性瀝青、下層澆注式瀝青混凝土加上層改性密級配瀝青混凝土等幾種形式。雖然組合鋪裝的鋼橋面結構優于單組分鋪裝的鋼橋面鋪裝結構，但是在實際使用時卻發現鋪裝層易出現高溫車轍、橫向推移開裂等早期損壞。防銹層與鋪裝層間抗剪能力不足也是引起早起病害的重要原因，一般在層間鋪碎石以增加抗剪能力，但由于碎石棱角尖銳，而防銹層和防水層一般較薄，碾壓時會出現碎石破壞防銹層和防水層的現象，降低耐鋼橋久性。
橋梁融雪化冰技術難題由來已久，由于融雪劑不僅腐蝕橋體及其它基礎設施而且污染環境，鋼橋面融雪除冰一般采用機械法和物理法。機械法適合大面積作業，除冰雪效率高，但阻礙交通，對路面冰層除不干凈，后期易形成大量的路面病害，影響橋梁使用壽命。物理法主要是加熱融化技術和應力除冰雪技術。這類方法需要將整個路面層加熱，耗能高，技術復雜，且該類方法成本高，維修養護難度大，近期出現的導電混凝土技術也屬加熱融化技術。應力除冰雪技術是指在瀝青混凝土中添加橡膠顆粒類的彈性材料，借助顆粒輕微形變，使冰層破裂。該技術在溫度高于-2℃、冰層厚度小于2mm時具有一定效果，但在-12℃以下、冰層厚度大于10mm時，對冰層的破壞力極小，不能有效破冰。
因此開發一種能夠滿足鋼橋面性能要求且易于融雪除冰的鋪裝結構及鋪裝材料，對于鋼橋的發展和提高鋼橋壽命、保障通行能力及工程質量具有重要的意義。
技術實現要素：
本發明旨在克服目前鋼橋面鋪裝系統設計的不足，提供一種變形大、強度適宜、層間抗剪能力強的鋼橋面鋪裝系統，并在鋪裝系統中設置融雪化冰功能層，以解決鋼橋面融雪化冰困難的問題。
本發明所述鋼橋面鋪裝系統由下往上依次在鋼橋面板1上鋪裝防銹層2、防水層3、第一偶聯層4、彈性混凝土層5、第二偶聯層6、融雪化冰功能層7。
所述防銹層2厚度0.1-0.2mm，材料為富鋅環氧樹脂，涂2-3層，每層厚度40-70μm。
所述防水層3厚度2-4mm，材料為環氧樹脂防水涂料。
所述第一偶聯層4和第二偶聯層6厚度30-50μm，材料為硅烷偶聯劑。
所述彈性混凝土層5厚度40-50mm，由a、b、c三組分組成，每立方米材料配方為：a組分400-500kg，b組分60-75kg，c組分20-25kg；
所述彈性混凝土層5中a組分按質量份計的配方為：玄武巖石料2-3份，玄武巖機制砂2-3份，廢舊橡膠顆粒2-3份，廢舊橡膠粉2-3份；
所述彈性混凝土層5中b組分按質量份計的配方是：環氧樹脂6.7～7.7份，彈性改性劑1～2份，稀釋劑1份，分散劑0.1份，消泡劑0.1份；
所述彈性混凝土層5中c組分按質量份計的配方是：固化劑9.8份，固化促進劑0.1份，偶聯劑0.1份。
所述融雪化冰功能層7厚度10-20mm，由a、b、c三組分組成，每立方米材料配方為：a組分120-150kg，b組分120-150kg，c組分40-50kg；
所述融雪化冰功能層7中a組分按質量份計的配方是：廢舊橡膠粉2-3份，廢舊橡膠顆粒3-6份；磁鐵粉1-3份，晶須0.5-1份；
所述融雪化冰功能層7中b組分按質量份計的配方是：環氧樹脂6.7～7.7份，彈性改性劑1～2份，稀釋劑1份，分散劑0.1份，消泡劑0.1份；
所述融雪化冰功能層7中c組分按質量份計的配方是：固化劑9.8份，固化促進劑0.1份，偶聯劑0.1份。
所述的彈性混凝土層5和融雪化冰功能層7中a組分，玄武巖石料粒徑3-5mm，玄武巖機制砂粒徑≤3mm，廢舊橡膠粉為80目廢舊橡膠粉；廢舊橡膠顆粒為2-4mm廢舊橡膠顆粒；磁鐵粉為100目磁鐵礦粉；晶須為硫酸鈣晶須，平均直徑為1-8μm，平均長度為50-200μm。
所述的彈性混凝土層5和融雪化冰功能層7中b組分，環氧樹脂為液態雙酚a型環氧樹脂和/或液態雙酚f型環氧樹脂；彈性改性劑是以聚氨酯為主鏈且端基或側鏈帶活性基團的聚合物，活性基團為羧基、羥基、環氧基或氨基中的一種；稀釋劑優選丙烯基縮水甘油醚；消泡劑優選byk-066n；分散劑優選byk-163。
所述的彈性混凝土層5和融雪化冰功能層7中c組分，固化劑為改性胺類固化劑聚酰胺、脂肪胺、脂環胺、芳香胺、酚醛胺及其改性產物中的一種或幾種；固化促進劑為苯酚、雙酚a、間苯二酚、dmp-30、三氟化硼單乙胺中的一種；偶聯劑為乙烯基三乙氧基硅烷﹑kh-550﹑kh-560﹑kh-570﹑苯胺甲基三乙氧基硅烷中的一種。
所述彈性混凝土層5和融雪化冰功能層7中廢舊橡膠粉和廢舊橡膠顆粒均為廢舊橡膠輪胎粉碎而成，且均經過表面改性預處理：先經5％醋酸鉀水溶液浸泡處理3小時，后干燥處理，最后經5％硅烷偶聯劑乙醇溶液表面處理。
所述的彈性混凝土層5和融雪化冰功能層7，固化條件為室溫固化，4-8小時后開放交通。
所述的融雪化冰功能層7，固化條件為微波輻射固化，微波輻射功率100-500w，間歇時間為20-60s，間歇固化5-40min，固化完成后即可開放交通。
所述的鋼橋面鋪裝系統在承受輪胎荷載時，借助其自身的應變，使覆蓋其表面的冰層破碎，實現被動破冰效果。
所述的鋼橋面鋪裝系統在承受輪胎荷載時，利用其表面橡膠材料的剪切變形-彈性回復過程，將車輪沖擊能轉化為熱能釋放出來，使其溫度升高，實現融雪化冰效果。
所述的鋼橋面鋪裝系統可以采用微波輻射致熱使其升溫，實現被動融雪化冰，微波輻射功率為2000-4000w，輻射時間5-20min。
采用以上技術方案，本發明具有以下特點：
1.滿足鋼橋面鋪裝材料變形性、強度和比重的要求。變形性佳，本發明所述彈性混凝土層和融雪化冰功能層材料中a組分摻加了橡膠顆粒與橡膠粉，c組分摻加了增韌劑，能夠有效提高材料的變形性能；強度適宜，鋪裝材料中的增韌劑和橡膠組分可以適當降低材料的強度，使之在局部負彎矩條件下仍能保持較好的受力狀態并且滿足鋪裝材料承載強度要求；比重低，本發明所述彈性混凝土和融雪化冰功能層比重分別為普通混凝土比重的1/4和1/8左右，可有效降低橋梁恒載。
2.施工養護方便。現有加熱融雪化冰技術需在橋面鋪裝結構層中設置加熱電纜或管道，一旦出現管道堵塞或者電纜故障，通常需要將整個鋪裝層刨除后重新鋪裝，維修養護難度極大。本發明所述的鋼橋面鋪裝系統分層攤鋪碾壓即可，施工方便，且一旦出現局部破損，可采用融雪化冰功能層材料進行修復，微波固化5～40min即可開放交通，施工養護極其方便。
3.層間抗剪強度高。采用偶聯劑通過化學反應在不同鋪裝層間實現分子層面的結合，以增加層間抗剪強度，既可以避免碎石破壞防銹層和防水層又能成倍提高層間抗剪強度。
4.能耗低。現有鋼橋加熱融雪除冰技術通常需要加熱整個橋面鋪裝層，熱量由鋪裝材料內部向外部擴散，存在溫度梯度，導致融雪除冰效率低；而微波加熱克服了傳統加熱方法周期長、具有表面溫度梯度以及對系統環境的能量損失等缺點，并且在鋪裝材料中摻加了磁鐵礦粉，可以提高鋪裝材料的熱效應，能量利用率高。
5.材料成本低，施工技術要求低。現有加熱融化技術需在橋面鋪裝結構層中設置加熱電纜或管道，且加熱電纜或管道需與路面結構層一起施工，對路面結構和材料提出了更高的性能要求，并對施工工藝提出了新的要求。而本發明采用微波加熱，無需鋪設管道或者電纜，材料成本低，施工方便，且無需改變路面結構，技術要求低。
6.融雪化冰效率高。本發明采用材料應變破冰技術、材料應變放熱技術和微波輻射致熱技術等三種方式協同作用實現鋼橋面高效融雪化冰。利用鋪裝材料在車輪荷載作用下產生明顯應變，使橋面的冰層破碎，實現化冰效果；利用鋪裝材料表面橡膠材料在車輪剪切荷載作用下產生剪切應變，當荷載消除后，產生彈性回復，橡膠材料在變形-恢復過程中釋放熱量，實現融雪化冰；利用鋪裝材料中微波吸收材料如磁鐵粉，極性環氧樹脂及其他極性材料在微波輻射作用下發熱，使鋪裝材料層溫度升高，實現被動融雪化冰功能。本發明通過主動融雪化冰和被動融雪化冰協同作用，實現鋼橋面高效融雪化冰。
7.環保效益明顯。本發明僅采用醋酸鉀融雪劑和偶聯劑對橡膠顆粒及橡膠粉進行表面處理，使融雪劑附著于橡膠表面，避免游離融雪劑影響環境，又有助于鋪裝層與冰雪層的分離，后期使用過程中無需再采用融雪劑進行融雪化冰，環保效益明顯。
8.提升鋼橋面行車安全性。本發明表面含大量廢舊橡膠顆粒和廢舊橡膠粉，可大大提高鋼橋面的摩擦系數，提升雨雪天鋼橋面行車安全性。
附圖說明
圖1：融雪化冰功能型鋼橋面鋪裝系統的結構圖；鋼橋面板-1、防銹層-2、防水層-3、第一偶聯層-4、彈性混凝土層-5、第二偶聯層-6、融雪化冰功能層-7。
具體實施方式
為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容并不局限于下面的實施例。
實施例1：
本發明所述鋼橋面鋪裝系統由下往上依次在鋼橋面板1上鋪裝防銹層2、防水層3、第一偶聯層4、彈性混凝土層5、第二偶聯層6、融雪化冰功能層7。
所述防銹層2厚度0.1mm，材料為富鋅環氧樹脂，涂2層。
所述防水層3厚度2mm，材料為環氧樹脂防水涂料。
所述第一偶聯層4和第二偶聯層6厚度40μm，材料為硅烷偶聯劑。
所述彈性混凝土層5厚度40mm，由a、b、c三組分組成，每立方米材料配方為：a組分400kg，b組分75kg，c組分25kg；
所述彈性混凝土層5中a組分按質量份計的配方為：玄武巖石料2份，玄武巖機制砂2份，廢舊橡膠顆粒3份，廢舊橡膠粉3份；
所述彈性混凝土層5中b組分按質量份計的配方是：環氧樹脂6.7份，彈性改性劑2份，稀釋劑1份，分散劑0.1份，消泡劑0.1份；
所述彈性混凝土層5中c組分按質量份計的配方是：固化劑9.8份，固化促進劑0.1份，偶聯劑0.1份。
所述融雪化冰功能層7厚度20mm，由a、b、c三組分組成，每立方米材料配方為：a組分150kg，b組分130kg，c組分50kg；
所述融雪化冰功能層7中a組分按質量份計的配方是：廢舊橡膠粉2份，廢舊橡膠顆粒5份；磁鐵粉2.5份，晶須0.5份；
所述彈性混凝土層5中b組分按質量份計的配方是：環氧樹脂6.7份，彈性改性劑2份，稀釋劑1份，分散劑0.1份，消泡劑0.1份；
所述彈性混凝土層5中c組分按質量份計的配方是：固化劑9.8份，固化促進劑0.1份，偶聯劑0.1份。
所述的玄武巖石料粒徑3-5mm，玄武巖機制砂粒徑≤3mm，廢舊橡膠粉為80目廢舊橡膠粉；廢舊橡膠顆粒為2-4mm廢舊橡膠顆粒；磁鐵粉為100目磁鐵礦粉；晶須為硫酸鈣晶須，平均直徑為1-8μm，平均長度為50-200μm；
所述的環氧樹脂為液態雙酚a型環氧樹脂；彈性改性劑是以聚氨酯為主鏈且端基或側鏈帶活性基團的聚合物，活性基團為羧基；稀釋劑為丙烯基縮水甘油醚；消泡劑為byk-066n；分散劑為byk-163；
所述的固化劑為胺類固化劑聚酰胺；固化促進劑為苯酚；偶聯劑為乙烯基三乙氧基硅烷。
所述廢舊橡膠粉和廢舊橡膠顆粒均為廢舊橡膠輪胎粉碎而成，且均經過表面改性預處理，處理方法為：先經5wt％醋酸鉀水溶液浸泡處理3小時，然后干燥處理，最后經5wt％硅烷偶聯劑的乙醇溶液進行表面處理。
所述的彈性混凝土層5和融雪化冰功能層7固化條件為室溫固化，4-8小時后開放交通。
所述的鋼橋面鋪裝系統，冰雪厚度0-5mm，應力除冰即可，厚度大于5mm，采用微波融雪化冰，微波輻射功率為2000w，輻射時間20min。
實施例2：
本發明所述鋼橋面鋪裝系統由下往上依次在鋼橋面板1上鋪裝防銹層2、防水層3、第一偶聯層4、彈性混凝土層5、第二偶聯層6、融雪化冰功能層7。
所述防銹層2厚度0.15mm，材料為富鋅環氧樹脂，涂3層。
所述防水層3厚度2.5mm，材料為環氧樹脂防水涂料。
所述第一偶聯層4和第二偶聯層6厚度40μm，材料為硅烷偶聯劑。
所述彈性混凝土層5厚度45mm，由a、b、c三組分組成，每立方米材料配方為：a組分500kg，b組分75kg，c組分25kg；
所述彈性混凝土層5中a組分按質量份計的配方為：玄武巖石料3份，玄武巖機制砂3份，廢舊橡膠顆粒2份，廢舊橡膠粉2份；
所述彈性混凝土層5中b組分按質量份計的配方是：環氧樹脂7.7份，彈性改性劑1份，稀釋劑1份，分散劑0.1份，消泡劑0.1份；
所述彈性混凝土層5中c組分按質量份計的配方是：固化劑9.8份，固化促進劑0.1份，偶聯劑0.1份。
所述融雪化冰功能層7厚度20mm，由a、b、c三組分組成，每立方米材料配方為：a組分150kg，b組分130kg，c組分50kg；
所述融雪化冰功能層7中a組分按質量份計的配方是：廢舊橡膠粉3份，廢舊橡膠顆粒4.5份；磁鐵粉2份，晶須0.5份；
所述彈性混凝土層5中b組分按質量份計的配方是：環氧樹脂7.7份，彈性改性劑1份，稀釋劑1份，分散劑0.1份，消泡劑0.1份；
所述彈性混凝土層5中c組分按質量份計的配方是：固化劑9.8份，固化促進劑0.1份，偶聯劑0.1份。
所述的玄武巖石料粒徑3-5mm，玄武巖機制砂粒徑≤3mm，廢舊橡膠粉為80目廢舊橡膠粉；廢舊橡膠顆粒為2-4mm廢舊橡膠顆粒；磁鐵粉為100目磁鐵礦粉；晶須為硫酸鈣晶須，平均直徑為1-8μm，平均長度為50-200μm；
所述的環氧樹脂為液態雙酚f型環氧樹脂；彈性改性劑是以聚氨酯為主鏈且端基或側鏈帶活性基團的聚合物，活性基團為環氧基；稀釋劑為丙烯基縮水甘油醚；消泡劑為byk-066n；分散劑為byk-163；
所述的固化劑為胺類固化劑脂環胺；固化促進劑為三氟化硼單乙胺；偶聯劑為苯胺甲基三乙氧基硅烷。
所述廢舊橡膠粉和廢舊橡膠顆粒均為廢舊橡膠輪胎粉碎而成，且均經過表面改性預處理，處理方法為：先經5wt％醋酸鉀水溶液浸泡處理3小時，然后干燥處理，最后經5wt％硅烷偶聯劑的乙醇溶液進行表面處理。
所述的彈性混凝土層5固化條件為室溫固化，4-8小時后開放交通；融雪化冰功能層7采用微波輻射固化，微波輻射功率200w，間歇時間為60s，間歇固化40min，固化完成后即可開放交通。
所述的鋼橋面鋪裝系統，冰雪厚度0-5mm，應力除冰即可，厚度大于5mm，采用微波融雪化冰，微波輻射功率為3000w，輻射時間10min。
實施例3：
本發明所述鋼橋面鋪裝系統由下往上依次在鋼橋面板1上鋪裝防銹層2、防水層3、第一偶聯層4、彈性混凝土層5、第二偶聯層6、融雪化冰功能層7。
所述防銹層2厚度0.2mm，材料為富鋅環氧樹脂，涂3層。
所述防水層3厚度2mm，材料為環氧樹脂防水涂料。
所述第一偶聯層4和第二偶聯層6厚度40μm，材料為硅烷偶聯劑。
所述彈性混凝土層5厚度50mm，由a、b、c三組分組成，每立方米材料配方為：a組分500kg，b組分75kg，c組分25kg；
所述彈性混凝土層5中a組分按質量份計的配方為：玄武巖石料3份，玄武巖機制砂3份，廢舊橡膠顆粒2份，廢舊橡膠粉2份；
所述彈性混凝土層5中b組分按質量份計的配方是：環氧樹脂7.7份，彈性改性劑1份，稀釋劑1份，分散劑0.1份，消泡劑0.1份；
所述彈性混凝土層5中c組分按質量份計的配方是：固化劑9.8份，固化促進劑0.1份，偶聯劑0.1份。
所述融雪化冰功能層7厚度25mm，由a、b、c三組分組成，每立方米材料配方為：a組分150kg，b組分130kg，c組分50kg；
所述融雪化冰功能層7中a組分按質量份計的配方是：廢舊橡膠粉2份，廢舊橡膠顆粒5.5份；磁鐵粉2份，晶須0.5份；
所述彈性混凝土層5中b組分按質量份計的配方是：環氧樹脂7.7份，彈性改性劑1份，稀釋劑1份，分散劑0.1份，消泡劑0.1份；
所述彈性混凝土層5中c組分按質量份計的配方是：固化劑9.8份，固化促進劑0.1份，偶聯劑0.1份。
所述的玄武巖石料粒徑3-5mm，玄武巖機制砂粒徑≤3mm，廢舊橡膠粉為80目廢舊橡膠粉；廢舊橡膠顆粒為2-4mm廢舊橡膠顆粒；磁鐵粉為100目磁鐵礦粉；晶須為硫酸鈣晶須，平均直徑為1-8μm，平均長度為50-200μm；
所述的環氧樹脂為液態雙酚a型環氧樹脂和液態雙酚f型環氧樹脂；彈性改性劑是以聚氨酯為主鏈且端基或側鏈帶活性基團的聚合物，活性基團為氨基；稀釋劑為丙烯基縮水甘油醚；消泡劑為byk-066n；分散劑為byk-163；
所述的固化劑為胺類固化劑酚醛胺；固化促進劑為dmp-30；偶聯劑為kh-550。
所述廢舊橡膠粉和廢舊橡膠顆粒均為廢舊橡膠輪胎粉碎而成，且均經過表面改性預處理，處理方法為：先經5wt％醋酸鉀水溶液浸泡處理3小時，然后干燥處理，最后經5wt％硅烷偶聯劑的乙醇溶液進行表面處理。
所述的彈性混凝土層5固化條件為室溫固化，4-8小時后開放交通；融雪化冰功能層7采用微波輻射固化，微波輻射功率400w，間歇時間為30s，間歇固化20min，固化完成后即可開放交通。
所述的鋼橋面鋪裝系統，冰雪厚度0-5mm，應力除冰即可，厚度大于5mm，采用微波融雪化冰，微波輻射功率為4000w，輻射時間5min。