钢桥面铺装材料粘弹性及疲劳损伤特征的试验研究

对环氧沥青混凝土、SBS改性沥青SMA及Rosphalt沥青混凝土等钢桥面铺装材料进行了试验比较分析，分别对材料的弯拉模量、滞后角等参数和疲劳性能进行了试验研究，试验分析表明环氧沥青混凝土的粘弹性及疲劳性能与普通沥青混凝土具有显著差异，环氧沥青混凝土表现出较显著的弹性特点，疲劳性能表现出非线性特征，并分析了环氧沥青混凝土性能优化设计问题。     

环氧沥青混凝土材料性能的试验研究

对环氧沥青混凝土的弯拉模量、滞后角等参数和疲劳性能进行了试验研究,并与SBS改性沥青SMA及Rosphalt沥青混凝土性能进行了比较分析。试验分析表明环氧沥青混凝土的粘弹性及疲劳性能与普通沥青混凝土相比具有显著差异,表现出非线性特点,其弹性性能较显著。     

基于黏弹性力学分析和线性累积疲劳损伤理论的钢桥面铺装疲劳寿命预估

对常用于钢桥面铺装表层的SMA沥青混凝土和环氧沥青混凝土进行-10℃、0℃和15℃四点弯曲疲劳试验,得出疲劳曲线和疲劳方程;使用动态剪切流变仪(DSR)、Q800动态热机械分析仪(TMA)和UTM-25伺服液压系统对SMA沥青混凝土、浇注式沥青混凝土、环氧沥青混凝土、Eliminator防水黏结层、环氧沥青和改性乳化沥青等常用钢桥面铺装材料进行动态力学试验,获取黏弹性力学参数,并进行有限元数值模拟,得出荷载温度耦合作用下铺装表面最大横向弯拉应变.计算江西九江长江公路大桥不同温度区域下的交通量,根据线性累积疲劳损伤理论预估钢桥面铺装的使用寿命.结果表明:环氧沥青混凝土铺装结构疲劳寿命预测结果优于浇注式沥青混凝土铺装结构,后者更适合于北方寒冷地区的气候条件,双层环氧沥青混凝土增加Eliminator防水黏结层后能显著提高其使用寿命.     

国内外典型桥面铺装组合结构性能研究

大跨径桥梁桥面沥青铺装材料的性能对行车舒适性及桥梁耐久性有重要影响,通过大量试验,分析国内外常用桥面铺装材料(双层SMA、浇筑式+SMA、美国环氧沥青混凝土)组合结构的低温变形能力、抗车辙能力、抗滑能力、抗渗能力和疲劳能力。试验结果表明,组合结构的抗渗能力和弯曲变形能力以浇筑式+SMA最佳,弯拉强度和抗车辙能力以美国环氧沥青混凝土最佳,SMA13的抗滑能力要优于环氧沥青混凝土。     

聚氨酯-环氧沥青混凝土钢桥面铺装体系性能研究

为了研究聚氨酯-环氧沥青混凝土钢桥面铺装体系的路用性能,将聚氨酯-环氧沥青混凝土和进口环氧沥青混凝土的路用性能进行对比研究,测试了不同防水粘结材料与铺装层的结合强度,研究了3种聚氨酯-环氧沥青混凝土铺装体系的组合结构性能。结果表明:1)聚氨酯-环氧沥青混凝土具有比进口环氧沥青材料更加优异的路用性能; 2)相对TOPEVER和Chem Co环氧粘结剂,自制二阶反应环氧防水粘结剂的粘结效果最优,宜作为聚氨酯-环氧沥青混凝土铺装体系的防水粘结材料; 3) 3种聚氨酯-环氧沥青混凝土铺装组合结构均具有优异的层间粘结性能和高温稳定性,其疲劳耐久性尤为突出。     

环氧沥青混凝土钢桥面铺装疲劳寿命研究

基于钢桥面铺装的裂缝特点及断裂力学理论,引入裂纹尖端位移CTOD参数研究了钢桥面铺装环氧沥青混凝土裂纹扩展阶段的疲劳演化规律。考虑材料的不均匀性,试验采用切口三点弯曲梁试验方法,在MTS试验系统上进行了3组钢桥面铺装复合梁的疲劳试验,定义了三点弯曲梁方法中环氧沥青混凝土的裂纹起裂点和疲劳破坏点。研究结果表明:环氧沥青混合料的疲劳寿命与断裂韧度有很好的相关性。通过拟合试验结果而建立的以CTOD为参数的预测模型可以方便地预测钢桥面铺装环氧沥青混凝土裂纹扩展阶段的疲劳寿命。     

沥青混合料的疲劳效应研究

对沥青混凝土梁式试件进行不同温度、不同应力水平条件下的拉伸疲劳试验,结果表明累计耗散能与疲劳寿命在双对数坐标中表现出较好的线性关系,温度和应力水平等试验条件对该关系的影响较小可以忽略。因此,指出可以采用累计耗散能理论来分析沥青混凝土的疲劳性能。运用该理论,通过对大量不同试验条件下的疲劳试验结果的分析,建立了沥青混凝土的疲劳方程。     

双酚A型不饱和聚酯树脂改性沥青混合料性能研究

为开发出性能优良且价格低廉的新型桥面铺装材料,利用不饱和聚酯树脂(UPR)作为沥青的改性剂,改善沥青铺装材料的路用性能。通过劈裂试验、弯拉试验、车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、弯曲疲劳试验、耐油腐蚀试验等,对UPR改性沥青混合料进行性能测试,并将其与基质沥青混合料、环氧沥青混合料进行比较。结果表明:UPR改性沥青混合料的强度、高温性能和抗疲劳性能虽然与环氧沥青混合料存在一些差距,但是其低温抗裂性和水稳定均优于环氧沥青混合料,并具有良好的耐油腐蚀性,此外价格只有环氧沥青混合料的60%。     

光热因素对环氧沥青混合料路用性能的劣化影响研究

为了分析光热因素对环氧沥青混合料路用性能的影响,基于室内老化处理,开展了高温稳定性试验、抗裂性能试验、浸水稳定性试验和弯曲疲劳寿命试验。研究结果表明：环氧沥青混合料的路用性能会随着老化时间增加或老化因素叠加而受到明显的劣化影响;热氧老化对环氧沥青混合料所造成的性能损伤远超过光氧老化,因此在耦合老化中占据主导地位;耦合老化处理后的环氧沥青混合料在车辙深度、最大弯拉应变和断裂能等指标中仍能表现出良好的性能水平。     

环氧沥青混凝土的蠕变特性试验研究

环氧沥青混凝土是由热固性环氧树脂改性的沥青混凝土,其粘弹性能与普通沥青及改性沥青混凝土有显著差异。采用固化后的环氧沥青混凝土小梁,在MTS810材料试验机上进行弯曲蠕变试验,试验荷载采用破坏荷载的0 2和0 15,试验温度为20℃、30℃和45℃。弯曲蠕变试验表明,环氧沥青混凝土的蠕变柔量较低,随着应力水平的增加,蠕变应变速率增长缓慢,具有较好的抵抗荷载变形能力。扫描电镜照片揭示了环氧沥青的这种粘弹特性主要是由具有网络特征的环氧树脂性能和颗粒状的沥青用量所决定。