钢桥面铺装防水黏结层的材料选择与分析

文中依托清水河大桥钢桥面铺装工程,对日本环氧树脂、溶剂型橡胶沥青和Eliminator体系这3种国内常用防水黏结层材料进行一系列试验,对比其抗拉、抗剪切性能,选择更适合作为清水河大桥防水黏结层的材料。     

桥面防水黏结层材料性能优选及工程应用

防水黏结层材料性能直接影响桥面铺装结构的整体性和使用耐久性。基于弹性层状体系理论分析了桥面铺装结构内部最大剪应力分布规律;依托太原二环高速公路桥面铺装工程,监测了防水黏结层服役温度与气温的变化规律;基于斜剪试验,测定了SBS改性沥青、环氧改性沥青、氯丁胶乳涂料、AR改性沥青碎石4种防水黏结层在0℃、45℃下的抗剪强度;结合防水黏结层施工工艺,提出施工关键环节技术要求。结果表明:防水黏结层材料弹性模量对其承受的最大剪应力影响较为显著,而厚度影响较小;防水黏结层材料服役温度的合理确定,宜介于当地最高气温加10℃、当地最低气温减2℃的范围;4种防水黏结层抗剪强度差异性较大,橡胶改性沥青碎石在0℃、45℃试验条件下其抗剪强度相对较高(分别为3.44MPa、0.65MPa),宜在温差相对较大地区推广使用。     

薄层抗滑磨耗层在水泥混凝土桥面铺装中的应用研究

基于室内试验开展UTPA-10砂粒式多孔沥青混合料和防水黏结层设计，研究多种环境条件下UTPA-10桥面铺装复合结构的高温稳定性、水稳定性、层间抗疲劳性能和抗反射裂缝性能等路用性能。结合试验段跟踪观测数据，评价实际使用环境下UTPA-10桥面铺装复合结构的服役性能。研究结果表明：UTPA-10桥面铺装复合结构具有良好的高温稳定性，橡胶沥青防水黏结层在浸水、冻融等环境条件下的黏结强度和抗剪切疲劳性能均优于SBS改性沥青防水黏结层和乳化沥青防水黏结层；UTPA-10桥面铺装试验段开通运营2年后，路况尤其是抗滑性能优于相邻路段。     

不同类型混凝土桥面铺装防水黏结层抗剪强度测试

目前桥面铺装很多早期损坏是由防水黏结层破坏诱发的,防水黏结材料抗剪强度不足会导致面层推挤、拥包、波浪和车辙的产生。因此黏结层应当具备较强的抗剪切性能。依托浙江省交通厅项目《混凝土桥梁耐久性沥青铺装结构研究》,选择热喷SBS改性沥青、优止水高效防水剂（水泥基）、AWP-2000沥青基桥面黏结防水层涂料三种防水黏结层材料,进行剪切性能试验,分析比较三种材料的抗剪性能,为工程中防水黏结材料的选用提供一定的依据。     

沥青混凝土桥面铺装防水粘结层的研究与应用

该文综合分析沥青混凝土桥面铺装早期破坏发生的原因,采用试验设备进行室内剪切试验,考查桥面铺装结构防水粘结层的抗剪性能,分析研究各影响因素对性能指标的影响大小。研究结果表明,从防水粘结材料种类来看,采用橡胶沥青砂胶+溶剂性粘结剂+环氧树脂组合的防水粘结层抗剪强度较好,可以在一定程度上增强防水粘结层的抗剪强度。     

基于摩擦力修正的钢桥面刚性铺装环氧树脂黏结层抗剪性能研究

为了研究钢桥面刚性铺装环氧树脂黏结层抗剪性能,通过多角度斜剪试验测试不同工况下的层间抗剪强度。基于摩擦力修正对试验数据进行处理,分析受剪角度、温度对环氧树脂黏结层抗剪强度,以及正应力与剪应力之间的数值关系。结果表明:由于摩擦力的存在,试验得到的名义抗剪强度大于实际抗剪强度,需要考虑基于摩擦力进行修正;考虑摩擦力修正后的环氧树脂黏结层正应力与剪应力在所有试验温度下均存在良好的线性关系,符合摩尔-库仑理论;环氧树脂黏结层抗剪强度随温度升高降幅明显,随受剪角度增大则降幅较小;在剪切角度变大的过程中,摩擦系数充当了阻碍抗剪强度降低的作用,摩擦系数如果过大,将导致计算出的名义抗剪强度偏高,错误评价黏结材料抗剪性能,因此在试验中应尽可能消除摩擦力的影响。     

白沙洲大桥钢桥面铺装层修复方案受力分析与材料设计

针对武汉白沙洲大桥钢箱梁桥面铺装的破坏情况,分析了铺装层病害的原因,采用新型防水粘结材料和界面粗糙化处理技术对铺装层破坏部位进行实施了抗滑移修复方案,应用有限元法分析了车轮荷载作用下的正交异性钢桥面铺装层剪应力的变化规律,同时对防水粘结层材料的粘结强度、抗剪强度和弯曲变形性能进行室内试验,并且成功实施了白沙洲大桥钢桥面修复工程试验段。研究结果可以为白沙洲大桥的全面改造提供参考。     

钢桥面冷拌树脂铺装服役现状

为解决我国钢桥面冷拌树脂铺装实践经验缺乏等问题，以文献查阅、交流问询和实地观察相结合的方式，对17座采用冷拌树脂铺装方案的钢桥进行了调研，对病害原因进行了分析，结果表明：冷拌树脂铺装方案服役状况总体良好，裂缝和车辙不容忽视，施工缝开裂在17座桥梁中占比超60%,纵向裂缝、车辙病害在10座RA+SMA桥梁中占比均超50%。此外，冷拌树脂铺装方案还存在鼓包、层间黏结抗剪性能不足、抗滑层耐磨性能不足、平整度差等问题，以及表面抗滑层存在掉粒现象。冷拌树脂铺装方案在跨线桥、匝道桥等单体面积较小的工程中具有一定的优势，为保障及提升冷拌树脂铺装方案的服役寿命，宜提升冷拌树脂的韧性，宜采用黏结抗剪性能更优的二阶热固性环氧树脂等作为黏层，宜加强施工缝界面处治，不宜将冷拌树脂混合料作为磨耗层，应避免雨季、高湿度环境下施工，施工后天气应良好以保障养生强度的形成。     

不同碎石粒径范围的防水黏结层层间性能敏感性分析

以港珠澳大桥桥面铺装工程为研究背景,针对组合连续梁桥混凝土表面环氧树脂下封层撒布不同粒径碎石与防水黏结层层间性能的敏感性影响,以黏结强度和剪切强度作为防水黏结层层间性能评价指标。研究结果表明:环氧树脂下封层+碎石(0.6~2.36mm)+双层溶剂型黏结剂[(0.2+0.2)kg/m2]具有良好的层间性能。     

SMA层下二阶热固性环氧沥青黏结层的试验研究

在夏季高温天气下桥面温度高达60℃以上,桥面铺装结构中的常规沥青类粘结层的黏附能力会随温度升高大幅下降,造成沥青铺装面层与下层之间的黏结及抗剪强度不足而发生剪切推移病害.采用二阶环氧沥青作为SMA层下的防水黏结层进行了试验研究,验证了其作为SMA层下防水黏结层的可行性.     

混凝土桥面柔性铺装结构的粘结防水层研究

防水体系是桥面铺装的重要组成部分之一,成功的桥面防水体系能够保证铺装层具有良好的使用性能。本文对防水黏结材料的性能检验实际路用性能并进行对比分析,采用试验方法检测了防水黏结层的抵抗外界破损的能力、粘结强度和抗剪切性能。结合试验数据,在工程实例现场对AWP—2000、AWP—2000F纤维增强桥面防水材料现场进行试验,可为实际工程中防水粘结层的选材和施工提供依据。     

施工参数对热拌环氧沥青混合料性能的影响研究

热拌环氧沥青在我国钢桥面铺装上的应用已长达十五年之久,现结合苏通大桥养护工程,利用现场热拌环氧沥青混合料的施工,从容留时间、养生时间、养生温度、桥面振动、施工缝五个方面来分析施工因素的变化对热拌环氧沥青混合料性能的影响,为指导施工提供技术支撑。研究发现,热拌环氧沥青混合料容留时间越长,混合料空隙率越大,强度明显下降;强度随养生时间的延长逐步增大,室外养生5 d后趋于稳定;室外养生温度越高,混合料所需养生时间越短;桥面振动对固化初期的环氧沥青混合料强度和抗高温水损坏有一定影响,抗冻劈裂强度基本无影响;施工缝和裂缝处铺装层的回弹强度明显低于常规铺装层,不同类型裂缝扩展至5 cm时,铺装层强度恢复正常。     

隧道路面单层沥青层铺装层间高强高渗防水黏结材料的制备与性能

隧道路面采用单层沥青层铺装对层间防水黏结层的层间剪应力和层间拉应力提出了更高的技术要求，现有防水黏结材料无法达到该技术指标。基于相似相容原理设计了15种不同配比的防水黏结材料，通过对他们的耐热性、低温柔性、黏结强度及防水性能进行测试与综合评价，选取了其中一种配方作为该研究的高强高渗透防水材料即FJH-1,进而通过对比试验系统研究其对水泥混凝土基层的渗透性、抗冻融能力和路用性能。结果表明：采用FJH-1作为层间防水黏结层的铺装组合结构不仅具有优良的抗剪强度和拉拔强度，能够满足隧道单层沥青层铺装对于层间剪应力和拉应力的技术要求，受温度和冻融的影响相对较小，而且具有对水泥混凝土的优良渗透性，可望实现隧道单层沥青层铺装技术的推广应用。     

鄱阳湖大桥桥面铺装防水粘结层试验研究

江西省九景高速公路鄱阳湖大桥主桥为预应力混凝土高低塔斜拉桥,该桥运营近10年后,桥面出现部分病害,需对该桥进行桥面铺装改造.为保证桥面铺装耐久性,通过室内抗拔、抗剪试验研究比较3种防水粘结体系的抗拔性能和抗剪性能.研究确定AMP-100上铺热熔SBS改性沥青(撒布碎石)为该桥桥面防水粘结层,并总结该新型防水粘结体系的具...     

不同水泥混凝土桥面沥青铺装防水黏结层性能分析

为保障依托工程水泥混凝土桥面与沥青铺装层间的良好黏结与防水,推荐用于桥面用防水黏结层方案,选择了FYT-2型和SBS改性沥青防水黏结涂料以及SBS改性沥青+同步碎石防水黏结层,开展各类模拟试验,对比研究不同防水黏结材料的技术性能指标。试验结果表明:三种防水黏结层的黏结性能、高温耐热性、低温柔韧性、耐酸碱盐腐蚀性、抗油污染性、不透水性及抗集料刺破性能等各有优劣,沥青铺装层混凝土集料对防水黏结层的黏结性能、不透水性能有影响,SBS改性沥青+同步碎石更适用于桥面沥青铺装的防水黏结层。     

钢桥面铺装防水粘结层抗剪问题研究

针对国内早期修建的钢桥桥面铺装产生的诸多问题,研究了其中关键性的问题,即钢桥面铺装防水粘结层的抗剪问题。通过计算,分析了钢桥面铺装正常使用阶段以及试验分析施工阶段的抗剪强度技术要求,探讨了3种解决防水粘结层抗剪问题的途径与措施,即加大安全系数;利用经过高温成形的复合铺装结构试件进行界面抗剪试验,寻找经过施工阶段后仍能满足桥梁运营阶段高温条件、低温条件、重载条件及疲劳条件的防水粘结层材料;降低施工温度。这些途径与措施可供工程技术人员参考。     

常温固化柔性环氧树脂路桥用防水黏结剂的研制

传统路桥用防水黏结剂主要为沥青类材料,但在夏季高温环境下会发生软化,导致黏结强度和防水性能下降,最终导致路面和桥面铺装层的损坏。环氧树脂是一种热固型材料,具有良好的黏结强度和防水性能,但未经改进的环氧树脂黏度高,而韧性、抗冲击性和抗剥离性差。选取环氧树脂用稀释剂、增韧剂、促进剂和固化剂,并配置成环氧树脂防水黏结剂A和助剂B。A剂和B剂的应用比例为100∶40～45,使防水黏结剂具有适合施工的黏度和优良的韧性。通过路用性能试验对防水黏结剂分别用于水泥块、沥青块、钢块之间的黏结强度测定,测试中水泥块和沥青块均有不同程度的损坏,而黏结层未出现开裂现象,表明黏结层的黏结强度均高于试样本身强度;在测试钢块之间的黏结强度时,黏结强度达到14.3MPa。通过低温柔韧性和耐高温性能测定,在低温达到-20℃和高温140℃环境下,低温柔韧性和耐高温性能依然满足要求。研究结果表明,研制的环氧树脂防水黏结剂具有优良的黏结强度、低温柔性和耐高温性能。     

江阴大桥钢桥面柔性防水粘结层特性分析

沥青铺装与钢桥面板间的脱层破坏是钢桥面铺装层较常见的一种病害破坏类型,而防水粘结层的层间特性是病害的主导因素,因此,对防水粘结层的层间特性进行分析尤为重要。结合江阴大桥钢桥面铺装研究课题,采用理论力学方法对不同温度和荷载条件下的层间剪切性能进行了分析;然后通过室内拉拔试验与剪切试验,得出防水粘结层的拉拔强度随温度变化的回归方程与不同温度条件下的剪切强度,通过对比研究得出结论认为:江阴大桥钢桥面铺装发生整体性剪切破坏的可能性较小,所用防水粘结层材料可以承担铺装在多种不利条件下的抗剪响应。     

桥面铺装防水粘结层材料抗剪切性能试验研究

依托南昌市南外环高速公路桥面铺装防水粘结层工程,致力于解决桥面铺装防水粘结层抗剪性能及其研究方面的不足。利用UTM试验系统开发了剪切试验夹具,采用旋转压实的方式分别制作了ES-2稀浆封层、AC-5沥青砂以及SBS改性沥青同步碎石防水粘结层材料复合试件,通过对不同防水粘结层材料进行直接剪切试验,对其抗剪切性能进行研究。结果表明:AC-5沥青砂的抗剪强度明显高于ES-2稀浆封层以及SBS改性沥青同步碎石封层,其层间粘结效果更好;直剪试验的结果可以用作评价防水粘结层材料抗剪性能优劣或划分材料抗剪强度等级,但不能用来确定层间抗剪强度容许值;温度对防水粘结层材料的抗剪强度影响很大,温度升高,材料的抗剪性能会急剧降低;层间抗剪强度容许值的试验温度宜结合当地的路面设计温度和极端高温共同确定。     

钢桥面与环氧沥青铺装界面剪切特性

为了给钢桥面铺装设计提供参考,针对钢桥面铺装工程中普遍采用的环氧沥青混凝土铺装结构,考虑了温度、法向应力等影响因素,进行了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面剪切特性的试验研究。采用钢-混凝土界面剪切试验装置(Steel-Concrete Interface Shear,SCIS),在25℃、60℃两种温度和0,0.2,0.5,0.7 MPa四级法向应力水平下测试了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面的剪切性能,获得了界面剪切破坏形态、抗剪强度、残余抗剪强度、剪应力-剪切变形曲线等试验结果,分析了温度、法向应力对界面抗剪强度的影响规律以及界面的黏结-滑移机理。基于摩尔-库仑强度理论建立了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面在25℃和60℃两种温度条件下的抗剪强度包络线。研究结果表明:在仅考虑温度和压、剪应力的条件下,钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面破坏产生于防腐涂装与防水黏结层的界面区;界面抗剪强度随温度降低和法向应力水平增加而增大;残余抗剪强度受温度影响较小,主要随法向应力增加而增大;界面剪应力-剪切变形曲线具有韧性破坏特征且呈四阶段发展规律;钢桥面与铺装界面的抗剪强度包络线可采用摩尔-库仑强度理论进行建立。