高弹改性沥青应用于浇筑式沥青混合料的性能研究

为了兼顾沥青混凝土的高温稳定性与施工和易性,浇筑式沥青混凝土钢桥面铺装结合料一般采用聚合物与天然沥青的复合改性技术。加入天然沥青可提升浇筑式沥青混凝土的高温稳定性能。而为了应对不断增加的交通荷载需求,尝试采用高弹改性沥青作为浇筑式沥青混凝土的结合料。基于流动性、贯入度和贯入度增量等性能控制指标,选用贵州黔西南地区的辉绿岩,通过对比分析采用高弹改性沥青和复合改性沥青的两种浇筑式沥青混合料(GA-10)的性能,结果表明:采用两种不同沥青的GA-10性能相差不大,均能满足规范要求,采用高弹改性沥青混合料虽然降低了部分施工和易性,但对高温稳定性提升明显,同时其疲劳性能优异。因此高弹性沥青用于浇筑式沥青混凝土是可行的。     

钢桥面浇注式沥青+改性沥青SMA铺装结构疲劳抗裂性能评估

为评价钢桥面铺装材料抗疲劳开裂性能,采用四点弯曲试验进行不同温度和应变条件下的高弹改性SMA10疲劳试验,建立不同温度下的疲劳行为方程;通过有限元模型提取铺装层顶面最大弯拉应力,计算SMA10在不同温度区间疲劳损伤度,建立钢桥面铺装疲劳开裂预估模型。研究结果表明,温度和应变对钢桥面铺装开裂影响显著;温度每升高10℃,高弹改性SMA10的疲劳寿命提高4~5倍;应变条件和疲劳寿命之间具有很好的指数函数关系,其相关性系数均大于0.9;通过预估模型结果表明,浇注式沥青混合料GA10+高弹改性沥青SMA10结构的疲劳开裂寿命为16年,其预估结果为钢桥面铺装方案的选择提供了理论依据。     

基于聚合物合金材料钢桥面铺装结构性能研究

基于聚合物合金材料轻质高强的特点,该文提出3种基于聚合物合金材料的新型钢桥面铺装结构,考察其高温性能、界面黏结性能、抗疲劳性能及抗滑性能等,并与传统铺装结构的路用性能做对比。试验结果表明：铺装层厚度对“聚合物合金材料+高弹改性沥青混凝土SMA10”的高温性能影响较大,而对“聚合物合金材料+高韧性环氧沥青混凝土EA10”和“浇注式沥青混凝土GA10+聚合物合金材料”的高温性能影响较小。聚合物合金铺装结构具有良好的高温性能、界面黏结性能和抗疲劳性能,整体性能与浇注式沥青混凝土及环氧沥青混凝土铺装结构相似,完全能满足钢桥面铺装对材料及结构的要求,并降低了铺装层的自重,实现了钢桥面的轻质高强铺装目标。     

聚合物改性浇注式沥青在祁连山路大桥铺装的应用

浇注式沥青混合料加高弹改性SMA方案是经过实践验证的适用于我国钢桥面铺装的结构形式。采用聚合物改性沥青替代TLA复合改性沥青,用于浇注式沥青混合料,可以减少TLA的难闻气味,提高浇注式沥青混合料的抗车辙能力。采用溶剂型沥青黏结剂作为防水黏结层材料,能够满足铺装层的受力要求,且对施工温度和湿度的要求低。所开发的溶剂型沥青黏结剂和聚合物改性浇注式沥青,较国外材料具有更优异的性能。研究成果成功用于上海祁连山路大桥的钢桥面铺装。     

高弹沥青SMA钢桥面铺装性能研究与应用

对高弹沥青和SBS沥青进行了性能对比,通过SMA混合料水损害试验、高低温试验、疲劳试验等,对比分析了高弹沥青SMA和SBS改性沥青SMA的性能,说明了高弹沥青SMA用于钢桥面铺装的可行性.试验结果表明,高弹沥青相对SBS沥青具有较大的针入度和延度；高弹沥青PG分级比普通SBS沥青高低温均高出一个等级；高弹沥青SMA在-...     

沪苏通长江公铁大桥主航道桥公路钢桥面铺装技术研究

沪苏通长江公铁大桥主航道桥公路钢桥面铺装采用“环氧沥青混凝土EA10+高弹改性沥青混凝土SMA-10”结构。针对铺装材料受力复杂、低温施工难度大及摊铺时降温速度过快等技术难题,从关键环氧类铺装材料性能、钢桥面铺装施工工艺和环氧沥青混凝土EA10保温措施3个方面开展研究。结果表明:国产环氧树脂粘结料和环氧沥青的23℃拉伸强度、断裂伸长率均优于同类进口产品,国产环氧沥青混凝土EA10的强度相比同类进口产品提高了10%,路用性能良好;环氧沥青在施工前进行预加热处理,以保障其低温施工和易性;环氧沥青混凝土EA10摊铺后前20 min升温、后期迅速降温;通过设置挡风墙、利用当日高温时段进行施工、增加30%的压实机械、优化施工碾压工艺等措施,有效保障了低温条件下大桥公路钢桥面的铺装施工质量。     

钢桥面沥青铺装材料模量参数取值方法

为了探讨钢桥面铺装材料模量参数,针对目前试验方法不能真实反映钢桥面铺装受力特点的问题,采用复合梁五点加载试验模型,建立了钢桥面铺装材料弯拉模量解析公式法,并与采用有限元数值分析方法计算的结果进行了对比;对浇注式沥青混合料GA10和高弹改性沥青SMA10两种典型铺装材料,通过不同温度条件下的逐级加载试验,测试不同荷载作用下加载点的变形,采用解析公式法和数值分析方法计算材料弯拉模量。结果表明:在试验温度和加载力范围内,复合梁加载点变形与荷载大小呈较好的线性关系,并且在较低的温度下,浇注式沥青混合料GA10复合梁的变形明显小于高弹改性沥青SMA10复合梁,在较高温度下,二者相差不大。采用解析公式法确定的弯拉模量与数值分析法计算的结果具有较好的一致性,当竖向位移达到同样值时,两种方法计算得到的弯拉模量差异率在4%以内。同时通过数据分析,确定了不同温度下浇注式沥青混合料GA10和高弹改性沥青SMA10的弯拉模量计算式,并提出了不同温度范围下弯拉模量的取值范围。论文提出的解析公式方法可根据实际荷载条件及变形量,较为简捷地计算铺装材料的弯拉模量,这对指导钢桥面铺装设计及力学分析具有重要作用。     

钢桥面铺装沥青砂胶缓冲层的开发及应用研究

沥青砂胶缓冲层在钢桥面铺装体系中起着重要作用。结合其使用功能及施工性能要求,通过对不同配方改性沥青研究,选定沥青砂胶缓冲层的改性沥青种类。采用贯入度试验方法并结合施工和易性确定其最佳沥青用量,使其能适用于钢桥面铺装。通过试验路施工,认为目前采用人工抹涂的施工方法比较有效。     

浇注式沥青混凝土在钢桥面铺装中的应用

"甲基丙烯酸(MMA)+聚合物改性沥青(GA-10)+高弹改性沥青(SMA-13)"是一种新材料,使用这种铺装结构施工工艺可有效粘结铺装层与钢桥面板,在协调桥梁结构形变的同时可有效阻止外部环境腐蚀桥梁钢结构,从而延长桥面铺装的使用年限。以深圳市南坪快速路高架钢结构桥梁的浇注式沥青混凝土桥面铺装为例,对该施工工艺进行阐述,为同类工程提供借鉴与参考。     

钢桥面浇注式沥青混合料铺装的性能

根据大跨径钢桥面铺装的使用性能要求,通过流动度试验、贯入量试验、车辙试验、低温极限弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、间接拉伸疲劳试验等系统研究了浇注式沥青混合料的性能。与AC 13I及SMA的对比分析结果显示,浇注式沥青混合料在钢桥面铺装中应用比AC 13及SMA更有优势。     

序言

钢桥面铺装目前仍是世界级难题,目前国内钢桥面铺装类型基本形式有改性沥青SMA、浇注式沥青混凝土、环氧沥青混凝土。其中改性沥青SMA则在中国应用较多。浇注式沥青混凝土以英国的沥青玛蹄脂以及日本的浇注式沥青混凝土为代表。环氧沥青混凝土在美国应用最为广泛。随着桥梁技术的不断发展,大跨径桥梁的跨径也在不断地刷新,主跨钢箱梁的重量也有轻型化的趋势,这就需要有很好的钢桥面铺装材料与之相配合。环氧沥青混凝土作为一种高性能的钢桥面铺装材料,因为其粘附力强、不易变形,铺设后的桥面在15年到20年内都不用大修,而采用普通沥青铺设的桥面使用寿命只有1年半左右。从目前通车的几座使用环氧沥青混凝土钢桥面铺装材料的大桥的使用情况来看,效果还是非常好的。但铺装环氧沥青的施工条件极其苛刻,要求桥面不含任何杂质、尘埃和水分,否则这些物质与环氧沥青会发生化学反应,产生气泡,严重影响铺装效果。从中国今后长远建设的需要出发,进一步研究和开发环氧沥青混凝土材料是必要的,作为一种新型高性能材料,将越来越受到国内研究者的重视。     

基于钢桥面铺装层内部温度变化监测的隔热降温材料优选试验研究

为进一步探索对钢桥面沥青铺装层高温病害的预防性研究,该文利用热电偶连接数显装置的温度监测设备,在完成室外模拟监测钢桥面铺装结构内部温度试验检测方法和隔热降温型铺装结构设计的基础上,对分别基于MMA+纳米SiO_2气凝胶保温毡+GA+SMA钢桥面铺装结构和掺轻质空心玻璃微珠的MMA+GA+SMA钢桥面铺装结构以及MMA+GA+SMA普通钢桥面铺装结构进行了同一试验环境下的沥青铺装层内部温度监测。试验结果显示:相比普通钢桥面铺装结构,纳米SiO_2气凝胶保温毡对沥青铺装层可实现约18%的平均降温幅度,掺轻质空心玻璃微珠的MMA对沥青铺装层可实现约11%的平均降温幅度。综合沥青铺装层内部温度波动范围、平均降温幅度以及钢板与沥青铺装层温度的差异大小3个方面评判,认为设置有纳米SiO_2气凝胶保温毡的钢桥面铺装结构对沥青铺装层的隔热降温作用最为显著。     

沥青混合料复合结构单轴贯入试验研究

设计并成型浇注式沥青混合料(GA)+高弹改性SMA复合结构试件以及SMA和GA单一结构试件。在不同加载速率和不同温度下分别进行单轴贯入试验,试验结果表明:复合结构在不同加载速率的贯入强度在GA和SMA之间,随着加载速率的增加,SMA的贯入强度不断提高,复合结构和GA的贯入强度先增大后减小。随着温度升高,复合结构和单一结构的贯入强度显著下降,温度对SMA和复合结构破坏时形变量影响较小,而对GA影响很大,SMA提高了复合结构的抗变形能力。复合结构的破坏发生在上层SMA,虽然下层GA没有发生破坏,但是高温时发生较大的流动变形,需要在桥面铺装底面层GA设计时予以重视。     

不同改性沥青对浇筑式沥青混凝土疲劳性能的影响

应用动态贯入度(高温疲劳)和四点弯曲疲劳试验(中温疲劳)两种疲劳试验方法,评价了3种改性沥青:岩沥青改性沥青、湖沥青改性沥青和聚合物改性沥青对浇筑式沥青混凝土的高温和中温疲劳性能影响.研究结果建议:在高温、重载交通路段中使用岩沥青改性沥青浇筑式沥青混凝土;在结构物柔性较大的路段应采用聚合物改性沥青浇筑式沥青混凝土.     

钢桥面铺层温度场分析

为了准确确定钢桥面铺装层的使用温度条件,在分析钢桥面铺装温度场影响因素的基础上,结合钢箱梁桥梁段构造特点,确定了钢桥面铺装温度场的边界条件。并以热传导定律为基础,采用Abaqus有限元软件建立了含钢箱梁的桥面铺装层温度场分析模型,采用多个特征日温度条件参数,对钢桥面铺装表面、高弹改性沥青混合料SMA10与浇注式沥青混合料GA10层间、钢桥面顶板温度场变化规律进行了分析,结果表明:钢桥面铺装层使用温度区间为-10~70℃,具有夏季使用温度高、高温作用时间长的特点,使用温度超过50℃的持续时间可达13 h以上;在不同气候环境下,钢桥面铺装层不同深度处最高温度的滞后现象不明显,同时刻的最高温差仅为4. 4℃,但SMA表面与钢箱梁内部空气最大温差可达20. 3℃,与环境最大温差可达30. 7℃。此外,建立了关于太阳辐射强度、环境温度与钢桥面铺装层使用温度的计算模型。计算模型回归分析结果表明:太阳辐射强度对不同层位温度差影响较大,且影响程度高于环境温度。最后,结合现场监测数据,对计算模型进行了验证与修正,确定系数b的取值为1. 358,并对系数a进行了修正,使计算模型趋于简化,更为准确。     

深圳西部港区疏港道路工程桥面铺装方案论证

对深圳疏港道路的气候条件、交通条件等进行分析,根据桥梁铺装设计原则进行设计,从技术性、经济性进行多方案比选论证,认为疏港道路工程桥面铺装推荐方案(GA10浇注式沥青+SMA13改性沥青)从技术、经济、施工条件上都是可行的。     

岩沥青复合改性沥青SMA性能试验研究与应用

为了进一步改善普通改性沥青的性能,以满足桥面铺装使用性能的要求,对岩沥青复合改性沥青及SMA混合料的性能进行高温稳定性、疲劳性能等试验分析。试验结果表明,岩沥青复合改性沥青SMA能够大幅度提高混合料的高温抗车辙和疲劳性能,满足桥面铺装使用条件要求,并在实体工程中得到推广应用。     

低温条件下钢箱梁沥青铺装施工技术

结合工程实例,重点分析了SMA高弹高黏改性沥青混凝土配合比设计及在低温情况下沥青混凝土铺装施工技术措施,对类似工程具有一定的参考和借鉴作用。     

正交异性钢桥面铺装研究及设计要点分析

该文对正交异性钢桥面铺装技术发展进行了详细分析,介绍了德国、日本、美国、荷兰等典型国家的钢桥面铺装基本情况,并分析了SMA、浇注式沥青混凝土、环氧沥青混凝土等铺装材料的特点及应用情况,通过对我国钢桥面铺装情况进行详细分析,总结了钢桥面铺装技术发展趋势,提出了钢桥面铺装设计必须考虑的铺装温度、交通荷载、桥面板结构因素,分析了我国钢桥面铺装的特殊要求。     

泉州田安大桥钢结构桥面铺装施工技术

随着大跨径钢结构桥的发展,钢桥结构耐久为100 a,而钢桥面铺装一般3～4a就产生病害,所以钢桥面沥青铺装对工程质量影响尤为突出,基于泉州市田安大桥钢桥面铺装技术方案,双层改性沥青SMA直接铺设在正交异性钢板上,对施工流程及影响因进行简要素分析,可为今后施工提供借鉴.