一种人行钢桥面铺装结构及其施工方法
阅读说明：本技术 一种人行钢桥面铺装结构及其施工方法 (Pavement structure of pedestrian steel bridge deck and construction method thereof ) 是由 徐斌 徐速 尤其 郝向宇 王晗 陈守伟 于 2021-08-16 设计创作，主要内容包括：本发明例提供了一种人行钢桥面铺装结构及其施工方法,所述钢桥面铺装结构从下到上依次包括：钢桥面板、树脂类防水粘结层、玻璃纤维布层、碎石磨耗层。所述施工方法包括以下步骤：S10：对钢桥面板进行预处理；S20：在所述钢桥面板的表面涂布树脂类防水粘结剂,形成所述树脂类防水粘结层；S30：在所述树脂类防水粘结层的上方铺设玻璃纤维布；S40：在所述玻璃纤维布的上方撒布碎石。本发明提供的人行钢桥面铺装结构具有优异的防水及抗裂性能,在不增加人行桥恒载的情况下保证了钢桥面板不受腐蚀。(The invention provides a pedestrian steel bridge deck pavement structure and a construction method thereof, wherein the steel bridge deck pavement structure sequentially comprises the following components from bottom to top: steel bridge deck, resin waterproof bonding layer, glass fiber cloth layer, rubble wearing layer. The construction method comprises the following steps: s10: pretreating the steel bridge deck; s20: coating a resin waterproof adhesive on the surface of the steel bridge deck to form the resin waterproof adhesive layer; s30: laying glass fiber cloth above the resin waterproof bonding layer; s40: and spreading broken stones above the glass fiber cloth. The pedestrian steel bridge deck pavement structure provided by the invention has excellent waterproof and anti-cracking performance, and the steel bridge deck is ensured not to be corroded under the condition of not increasing the constant load of the pedestrian bridge.)
技术领域
本发明涉及人行钢桥面铺装领域，尤其是涉及一种人行钢桥面铺装结构及其施工方法。
背景技术
随着人民生活水平日益提高，对人行钢桥面铺装的要求不断提升，对人行钢桥面铺装的性能提出了更高的要求。
目前，国内外主流的人行钢桥面铺装结构以面砖、硫化橡胶板为主。面砖的耐候性较好，但与钢板的粘结强度低，抗滑性较差，使用寿命短，施工养护周期长，并且由于石材易透水以及砂浆本身密实度不足导致钢板表面易受水侵蚀；硫化橡胶板在预制花纹的情况下抗滑性能较好，施工养护时间较短，但与钢板的粘结强度低，对钢板防腐的保护较差，耐候性及耐磨性差。
当前人行桥铺装结构存在的易脱层、耐磨性差、抗滑性能差、施工周期长等问题严重影响了人行天桥的寿命及行走舒适度。因此，迫切需要一种耐久性强、施工便利的人行钢桥面铺装技术。
发明内容
本发明解决了当前人行桥铺装结构存在的易脱层、耐磨性差、抗滑性能差、施工周期长的技术问题，使得人行钢桥面耐久性强，人行钢桥面铺装过程施工便利。
为解决上述问题，本发明提供一种人行钢桥面铺装结构，人行钢桥面铺装结构从下到上依次包括：钢桥面板、树脂类防水粘结层、玻璃纤维布层、碎石磨耗层。
采用该技术方案所能达到的效果如下：树脂类防水粘结层铺设于钢桥面板的上方，能够防止水或其它有害物质滞留在钢桥面板上，避免发生水损害与其它有害物质对钢桥面板的腐蚀，起到防水、隔水的作用，提高钢桥面板抗腐蚀性能和抗滑性能。
此外，玻璃纤维布层铺设于树脂防水粘结层的上方，并且表面浸润树脂类防水粘结剂，由于玻璃纤维布层能够耐高温和耐低温，使得树脂类防水粘结剂能够耐高温和耐低温，提高了树脂类防水粘结剂的稳定性，从而树脂类防水粘结层不易与钢桥面板脱层，提高了人行钢桥面的使用寿命。通过设置玻璃纤维布层，能够增加铺装结构的抗裂性能和防水性能，进一步提升了铺装结构整体的防水效果，显著提高了对钢桥面板的保护能力。
最后，碎石磨耗层铺设在玻璃纤维布层铺设于的上方，能够弥补玻璃纤维布耐磨性能不佳的劣势，使得铺装结构的上层具备高强度、高韧性、抗磨耗的优势，可以适应钢桥面的变形，使得铺装结构的上层具有柔性，人行钢桥面铺装结构耐久性强，进一步提高人行钢桥面的使用寿命。同时，碎石磨耗层也具备一定的防滑能力，提高了行走的舒适度。
进一步地，树脂类防水粘结层经过聚氨酯改性得到。
采用该技术方案所能达到的效果如下：经过聚氨酯改性的树脂类防水粘结层防水性能好，可有效防止钢桥面板生锈，并且粘贴强度高，使上层的铺装层与钢桥面板紧密粘结，不易脱层，充分发挥铺装层与钢桥面板的复合作用，改善钢桥面板与铺装层的受力情况，从而减小铺装层内的应力，提高铺装结构的抗裂性能。
进一步地，玻璃纤维布层的厚度为0.1-4mm。
采用该技术方案所能达到的效果如下：玻璃纤维布层能够防止水渗透到下层结构，抗腐蚀性好，机械强度高，铺设厚度为0.1-4mm的玻璃纤维布层进一步提高了人行钢桥面铺装结构的防水性能，增加了铺装结构整体的抗裂性能，增强了对钢桥面板的保护，使得钢桥面板抗腐性强，抗裂性强，耐久性强。
另一方面，本发明还提供一种人形钢桥面铺装结构的施工方法，包括以下步骤：
S10：对钢桥面板进行预处理；
S20：在钢桥面板的表面涂布树脂类防水粘结剂，形成树脂类防水粘结层；
S30：在树脂类防水粘结层的上方铺设玻璃纤维布，形成玻璃纤维布层；
S40：在玻璃纤维布层的上方撒布碎石，形成碎石磨耗层。
采用该技术方案所能达到的效果如下：对钢桥面板进行预处理，能够提高钢桥面板与树脂类防水粘结剂的粘结效果，是其粘贴更加紧密，钢桥面板不易脱落或移位；此外，上述预处理，涂布，铺设以及撒布操作简单便利，实操性强，施工便利，能够缩短施工周期。
进一步地，预处理为抛丸除锈处理，使得钢桥面板的表面粗糙度达到50-100μm。
采用该技术方案所能达到的效果如下：采用全自动无尘抛丸设备对钢桥面板进行抛丸除锈处理，操作简便，减少了人力成本，提高了施工工作效率。此外，钢桥面板表面抛丸施工前应保持钢板清洁、干燥、无污染、无焊瘤、无溅物、无针孔、无飞边、无毛刺等，能够提高设备对钢桥面板进行表面清理、强化、光饰、去毛刺的效率。对于抛丸设备未能处理的部分钢桥面板采用人工打磨的方式处理，因此，抛丸除锈处理能够根据具体情况进行调整，实操性高。抛丸除锈后的钢桥面板粗糙度应达到50-100μm，清洁度应达到Sa2.5级，有利于提高钢桥面板与树脂类防水粘结剂的粘结强度，使得钢桥面板不易受到侵蚀，且不易脱落或发生移位，进一步提高了钢桥面板的使用寿命。设定上述指标平衡了抛丸除锈工艺难度以及与粘结程度之间的关系，在保证紧密粘结的基础上，降低了对于清洁度和粗糙度的要求，使得钢桥面铺装施工过程更为高效快捷。
进一步地，树脂类防水粘结剂的用量为0.1-1.0kg/m2。
采用该技术方案所能达到的效果如下：树脂类防水粘结剂的用量为0.1-1.0kg/m2，能够起到很好的粘结效果，在钢桥面板均匀涂布树脂类防水粘结剂时，可以使用专用小型喷涂设备或采用人工喷涂的方式，该操作简单便利；上述步骤应当在钢桥面板抛丸除锈之后的2-4小时内完成，使得树脂类防水粘结剂与钢桥面板紧密粘结，提高粘贴强度。此外，在涂布前树脂类防水粘结剂应充分搅拌均匀，防止树脂类防水粘结剂在运输、储存过程中出现的分层、沉淀现象对施工质量造成影响，进一步提高树脂类防水粘结剂的粘结效果和防水效果。另一方面，树脂类防水粘结剂的用量为0.1-1.0kg/m2，使得玻璃纤维布层能够完全被树脂类防水粘结剂浸润，加强玻璃纤维布层与碎石磨耗层的粘结效果，进一步提高整体铺装结构的防水性，防腐性，耐久性。
进一步地，碎石为玄武岩碎石或陶粒。
采用该技术方案所能达到的效果如下：选用具备高韧性且坚硬耐磨的碎石，施工时使其部分嵌入树脂类防水粘结剂，其中，玄武岩碎石或陶粒具备一定的韧性和强度，能够满足碎石磨耗层的铺装要求。碎石有效增加了铺装结构表面摩擦系数，并且与树脂类防水粘结剂紧密结合，不易脱落。从而，碎石磨耗层能够消除路面噪音，提高路面抗滑性能，易于排出路表积水并显著提高行车舒适性。
本发明实施例提供了一种玻璃纤维布层的制备方法，玻璃纤维布层铺装于任一技术方案的人行钢桥面铺装结构，制备方法包括：
S100：制备玻璃纤维；
S200：将所述玻璃纤维制备成所述玻璃纤维布层。
上述技术方案中，S100包括：
按玻璃纤维：石棉纤维：羧酸：硅烷偶联剂：聚丙烯酸树脂：邻苯二甲酸二异癸脂＝(32-38)：(20-30)：(4-6)：(4-6)：(5-10)：(5-10)的质量比，将玻璃纤维、石棉纤维、羧酸、硅烷偶联剂、聚丙烯酸树脂、邻苯二甲酸二异癸脂送入混炼机中，在170℃至180℃的温度条件下混炼1小时，出料后获得经过改性的玻璃纤维。通过上述实施方式，羧酸能够使玻璃纤维和石棉纤维的表面活化，在硅烷偶联剂的作用下，玻璃纤维和石棉纤维与树脂的界面结合力得到增强。尤其，玻璃纤维的分子链与聚丙烯酸树脂、邻苯二甲酸二异癸脂缠绕在一起，形成交联缠绕结构，进一步增强纤维与树脂之间的结合力，提高人行钢桥面铺装结构的均一稳定程度。
综上所述，本发明提供的技术方案具有如下一个或多个有益效果：
(1)通过在铺装结构中设置玻璃纤维布层，提高了铺装结构的防水及抗裂性能，在不增加人行桥恒载的情况下保证了钢桥面板不受腐蚀；
(2)树脂类防水粘结层经过聚氨酯改性，与钢桥面板的粘结强度极高，显著提升抗剪性能，完全满足人行桥正常工况下的性能要求并且给予了非正常工况下较大的安全余量，解决了当前传统人行桥铺装存在的使用寿命较短以及非正常工况下极易损坏的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的人行钢桥面铺装结构示意图。
图2为本发明提供的人行钢桥面铺装结构施工方法的流程图。
主要元件符号说明：
1-钢桥面板；2-树脂类防水粘结层；3-玻璃纤维布层；4-碎石磨耗层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
【第一实施例】
针对现有技术中存在的人行桥铺装结构存在的易脱层、耐磨性差、抗滑性能差等问题，本实施例提供了一种人行钢桥面铺装结构。
参见图1，人行钢桥面铺装结构从下到上依次包括：：钢桥面板1、树脂类防水粘结层2、玻璃纤维布层3、碎石磨耗层4。
一方面，树脂类防水粘结层2将钢桥面板1和上层的玻璃纤维布层3和碎石磨耗层4紧密地粘结起来，防止层状结构之间产生相对的滑动，其防水功能也可以保护钢桥面板1被腐蚀。作为优选，树脂类防水粘接层2经过聚氨酯改性，与钢桥面板的粘结强度极高，因此具备更加优异的粘结和防水性能。钢桥面的多层结构以及层级结构之间的结合采用了性能优异的聚氨酯改性的树脂类防水粘结剂，使得铺装结构更为稳定牢固，耐久性强。
另一方面，在树脂类防水粘接层2的表面铺设玻璃纤维布层3，使玻璃纤维布层3被树脂类防水粘结剂浸润，有利于玻璃纤维布3与碎石磨耗层4能够紧密粘结，提高铺装结构的防水性能和防腐性能。玻璃纤维布层3的厚度优选0.1-4mm，可以有效增加铺装结构整体的抗裂性能。
再一方面，在玻璃纤维布层3的表面铺设碎石磨耗层4，碎石磨耗层4由碎石撒布而成，具备一定的形变能力，可以适应钢桥面的变形，使得铺装结构的上层具有柔性，提高人行钢桥面的使用寿命，同时也具备一定的防滑能力，提高了行走的舒适度。
【第二实施例】
根据第一实施例提供的一种人行钢桥面铺装结构，参见图2，本实施例提供了人行钢桥面铺装结构的施工方法，包括以下步骤：
S10：对钢桥面板进行抛丸除锈处理，使得钢桥面板的表面粗糙度达到50-100μm，清洁度应达到Sa2.5级。
S20：在钢桥面板的表面涂布树脂类防水粘结剂，形成树脂类防水粘结层；其中，树脂类防水粘结剂的用量为0.2kg/m2。
S30：在树脂类防水粘结层的上方铺设玻璃纤维布，形成玻璃纤维布层；其中，玻璃纤维布层的厚度为1mm。
S40：在玻璃纤维布层的上方撒布碎石，形成碎石磨耗层。
值得注意的是，钢桥面板表面抛丸施工前应保持钢板清洁、干燥、无污染、无焊瘤、无溅物、无针孔、无飞边、无毛刺等。采用全自动无尘抛丸设备对钢桥面板进行抛丸除锈处理，且根据实际情况调整抛丸除锈方法，对抛丸设备未能处理的部分钢桥面板采用人工打磨的方式处理。
涂布树脂类防水粘结剂时，使用专用小型喷涂设备或采用人工喷涂的方式，将树脂类防水粘结剂均匀喷涂在钢桥面板上；上述步骤应当在钢桥面板抛丸除锈之后的2-4小时内完成。为了防止树脂类防水粘结剂在运输、储存过程中出现的分层、沉淀现象对施工质量造成影响，涂布前树脂类防水粘结剂应充分搅拌均匀。粘结材料搅拌宜采用电动搅拌机，搅拌速率宜为80-120r/min，搅拌时间宜为30-40s，提高搅拌效率，缩短施工时间。
在铺设玻璃纤维布时，需要使其被树脂类防水粘结剂完全浸润，进一步加强玻璃纤维布的防水性能，加强对钢桥面板的保护，同时加强了玻璃纤维布与碎石磨耗层的粘结强度，使得整个铺装结构不易移位，耐久性强；当无法完全浸润时，采用人工补涂的方法将树脂类防水粘结剂覆盖在玻璃纤维布的表面，保证玻璃纤维布被树脂类防水粘结剂完全浸润。
由于玻璃纤维布被树脂类防水粘结剂完全浸润，因此，在玻璃纤维布层的上方撒布碎石时，碎石能够紧密粘结在玻璃纤维布上，从而形成碎石磨耗层。采用专用碎石撒布机来撒布碎石，碎石磨耗层的铺设要求为：碎石有50-70％的体积嵌入粘结剂，碎石为玄武岩碎石，玄武岩碎石具备高强度、高韧性、抗磨耗的优势。碎石的嵌入体积太少容易在使用过程中脱落，而嵌入得太多会影响碎石磨耗层的降噪、防滑等性能，因此，基于试验检测得出，碎石有50-70％的体积嵌入粘结剂为优选方案。本实施例玄武岩碎石有55％的体积嵌入树脂类防水粘结剂。
【第三实施例】
本实施例提供一种人行钢桥面铺装结构的施工方法，参见图2，包括以下步骤：
S10：对钢桥面板进行抛丸除锈处理，使得钢桥面板的表面粗糙度达到50-100μm，清洁度应达到Sa2.5级。
S20：在钢桥面板的表面涂布树脂类防水粘结剂，形成树脂类防水粘结层；其中，树脂类防水粘结剂的用量为0.5kg/m2。
S30：在树脂类防水粘结层的上方铺设玻璃纤维布，形成玻璃纤维布层；其中，玻璃纤维布层的厚度为2mm。
S40：在玻璃纤维布层的上方撒布碎石，形成碎石磨耗层。
具体的，与第二实施例相比，区别在于树脂类防水粘结剂的用量和玻璃纤维布层的厚度不同，且本实施例玄武岩碎石有60％的体积嵌入树脂类防水粘结剂。
【第四实施例】
本实施例提供一种人行钢桥面铺装结构的施工方法，参见图2，包括以下步骤：
S10：对钢桥面板进行抛丸除锈处理，使得钢桥面板的表面粗糙度达到50-100μm，清洁度应达到Sa2.5级。
S20：在钢桥面板的表面涂布树脂类防水粘结剂，形成树脂类防水粘结层；其中，树脂类防水粘结剂的用量为0.8kg/m2。
S30：在树脂类防水粘结层的上方铺设玻璃纤维布，形成玻璃纤维布层；其中，玻璃纤维布层的厚度为3mm。
S40：在玻璃纤维布层的上方撒布碎石，形成碎石磨耗层。
具体的，与第二实施例相比，区别在于树脂类防水粘结剂的用量和玻璃纤维布层的厚度不同，且本实施例玄武岩碎石有65％的体积嵌入树脂类防水粘结剂。
对本发明实施例提供的铺装结构进行性能检测，采用如下标准：T0931-2008(三米直尺法检测平整度)；T0964-2008(摆式仪测定路面摩擦系数)；T0971-2008(检测沥青路面渗水系数)；其检测结果满足表1所示的参数。
表1人行道试验数据
试验项目
单位
试验结果
技术要求
试验方法
平整度
mm
4
≤5
T 0931
摩擦系数
BPN
68
≥40
T 0964
渗水系数
mL/min
基本无渗水
基本无渗水
T 0971
根据表1可知，本发明实施例提供的人行钢桥面铺装结构平整度好，行走舒适度高；摩擦系数高，耐磨性好，抗滑性能好；基本无渗水现象，防水性能好，钢桥面板结构不易脱层，且不易受到水侵蚀，防腐性能好。从而使得人行钢桥面使用寿命高。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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