钢桥面铺装组合结构疲劳试验研究

桥面铺装是钢桥面行车体系的重要组成部分,桥面铺装质量的好坏直接影响行车的安全性和舒适性.针对"浇筑式沥青混凝土+环氧沥青混凝土"的钢桥面铺装方案,选择更易于引起铺装脱层及开裂的试验加我方法,分别对3种铺装组合结构进行疲劳试验,比较不同组合结构的性能,得出试验结论.试验结果时于大型钢桥面的组合铺装具有借鉴意义.     

大跨径水泥混凝土桥梁沥青铺装层结构组合研究

以五河口大桥桥面铺装层受力薄弱处沥青混合料为研究对象,选取5种结构类型组合,通过复合板双层车辙试验和复合梁疲劳试验,更精确地模拟实际受力状况,并进行了劈裂试验、冻融劈裂试验以及低温小梁等常规路用性能试验,为铺装层结构选择提供依据。研究结果表明:在结构组合设计中,重点考虑铺装上层的抗车辙性能,对于铺装下层混合料设计则更多的关注其他的路用性能;综合考虑组合结构的抗疲劳性能、抗拉性能、抗水损害性能和低温抗裂性能,桥面铺装下层宜选用粒径较小的级配,添加纤维效果尤佳。综合比较路用性能指标,考虑桥面实际施工状况和经济性,铺装上层采用玄武岩SMA-13沥青混合料,推荐SMA-10沥青混合料作为桥面沥青铺装下层。     

混凝土桥面沥青铺装结构的剪切分析

车辙和推移是混凝土桥面沥青铺装结构的主要破坏形式之一,一方面是由于行车荷载作用下沥青层内产生较大的剪应力而引起沥青铺装层的塑性流动而逐渐形成车辙;另一方面是沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而引起的推移、拥抱等剪切破坏。试图通过三维有限元的计算方法,考虑荷载的非均匀分布,系统分析层间接触条件不同时,不同铺装层结构组合时的剪应力响应。分析显示,非均布荷载和层间接触条件对铺装层结构的剪应力有很大影响,合理的材料设计和结构组合对沥青混凝土桥面铺装具有重要意义。     

钢-超高延性混凝土组合桥面结构力学性能分析及疲劳试验

为改善当前大跨径钢桥钢箱梁桥面板普遍存在疲劳开裂的现状,提升钢桥面铺装体系正常服役寿命,提出了一种钢-超高延性混凝土组合桥面方案:组合桥面主要由正交异性钢桥面板、配筋超高延性混凝土层和沥青磨耗层组成,钢桥面板上表面焊接栓钉,并设置防水黏结层,超高延性混凝土层与钢桥面板间通过栓钉相连,超高延性混凝土层上表面采取表面粗糙处理,并设置防水黏结层,确保与其上的沥青磨耗层之间形成可靠连接。以虎门大桥钢箱梁为背景,采用有限元软件Abaqus对所提出的组合桥面铺装体系进行了力学性能分析。分析结果表明:采用组合桥面铺装体系,可明显提升正交异性钢桥面铺装体系的整体刚度,使得正交异性钢桥面板关键受力部位的应力水平降低25%～45%,显著延长钢桥面板疲劳寿命。制作了足尺钢箱梁子结构试验模型并开展了疲劳试验研究,疲劳试验结果表明:在规范规定的疲劳车荷载及高于疲劳车荷载的疲劳荷载作用下,累计经历400万次疲劳试验后,组合桥面铺装结构铺装层和钢桥面板均未出现破坏迹象,采用钢-超高延性混凝土组合桥面,可有效延长钢桥面铺装结构使用寿命。研究成果为既有存在病害的钢桥钢箱梁承载力的恢复甚至提高,乃至新建钢桥的桥面铺装提供了一种有益的选择方案。     

水泥混凝土桥桥面沥青铺装层的有限元分析

桥面铺装问题解决的前提是明确铺装层结构的受力状态及特点。采用三维有限元分析方法,建立了完整的简支T梁混凝土桥,确定了临界荷位,分析了在非均布荷载作用下,不同沥青铺装层结构组合的力学响应。分析显示,当荷载完全作用于边梁一侧时,对铺装结构最为不利;非均布荷载对铺装层结构的力学响应有很大影响,凸型荷载产生的最大剪应力或是层间剪应力都明显大于凹型荷载产生的应力;铺装层间水平方向的相对滑移趋势随面层厚度的增大,显著减小;合理的材料设计和结构组合对沥青混凝土桥面铺装具有重要意义。     

南六塘河大桥沥青混凝土桥面铺装病害及其处治方案

桥面铺装层既是桥面保护层,同时也是桥面结构的共同受力层,除需足够的强度外,还应具有优良的高温抗车辙性能、低温抗裂性能、防水性能和耐久性。通过桥面铺装病害的成因分析,阐述南六塘河大桥桥面铺装层维修工程所采用的双层SMA桥面铺装设计方案。通过试验分析和初期实际应用效果,验证此类桥面铺装结构组合的合理性,为桥面铺装层病害处治提供一定的探索空间。     

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。     

曹妃甸工业区1号桥水泥混凝土桥面沥青铺装优化设计

本文对曹妃甸工业区1号桥桥面铺装优化设计进行了研究。分别介绍了桥面铺装结构方案、材料配合比设计以及施工质量检测的关键环节。试验结果以及现场质量检测可知,该设计方案对于水泥混凝土桥面铺装具有良好的效果。     

水泥混凝土桥沥青铺装组合结构性能试验研究

水泥混凝土桥沥青铺装结构对桥面铺装性能有显著影响。文章在对混合料原材料性能检验、水泥混凝土、沥青混合料配合比设计的基础上对铺装组合结构的温度稳定性和耐久性开展了研究,并推荐上面层SMA-13加下面层SMA-10的沥青混合料组合结构作为水泥混凝土桥面沥青铺装。     

水泥混凝土桥复合结构环氧沥青粘结层性能研究

桥梁结构与柔性铺装层之间的粘结层,对桥面结构起着至关重要的作用。因此,有必要对水泥混凝土桥面用环氧沥青粘结层的性能进行研究。该文阐述了其剪切试验和拉拔试验。通过试验,证明其具有优异的力学性能,能提高水泥混凝土桥面和沥青混凝土之间的粘结,有效地抵抗路面行车的影响,从而提高整个桥面的铺装质量。     

混凝土桥面沥青铺装病害原因及对策研究

由于我国对混凝土桥面沥青铺装设计要求较低及其他原因,造成混凝土桥面沥青铺装病害频发,严重影响交通安全及社会经济发展。通过理论分析及实验研究,从设计因素、铺装结构、层间黏结、水损害及混合料本身性能等方面分析混凝土桥面沥青铺装产生病害的原因。针对以上原因,提出了防排水相结合的设计思想、合适的铺装结构和沥青及相应混合料所需的性能指标以提高混凝土桥面沥青铺装的抗损害性能。此外,试验研究发现溶剂+涂膜类黏结材料在几种试验材料中性能最为优良。以上研究成果可为后续混凝土桥面沥青铺装新建及养护提供指导意见。     

沥青混凝土钢桥面铺装方案受力分析

采用有限元方法分析在车轮荷载作用下正交异性钢桥面铺装层力学响应,研究铺装上、下层不同的厚度及模量组合对铺装层力学控制指标的影响以及不同铺装方案在超载情况下的铺装层受力状况。研究表明:铺装厚度对于层间剪切应力影响较大,铺装上层的材料模量对于铺装表面的最大拉应力影响较大,铺装下层的材料模量对于层间剪切应力影响较大。研究结果可以为正交异性钢桥面铺装设计提供理论依据。     

混凝土桥面铺装的研究

桥面铺装的早期损坏多是由防水粘结层的破坏诱发的。防水粘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。该文以虹桥枢纽城市快速路混凝土桥面铺装项目为依托,分析了影响桥面铺装层间剪应力的几大因素,并选择国内常用的几种防水粘结层材料,进行剪切性能、拉拔性能试验,比较其性能,为工程中防水粘结材料的选择提供一定参考。     

大跨径钢桥面铺装典型结构路用性能评价与研究

大跨径钢桥面沥青混凝土铺装材料的性能对行车舒适性及面层材料的耐久性有重要的影响。在了解各类铺装材料特性和适用性的基础上,提出了3种典型铺装结构方案。并以舟山西堠门大桥为项目依托,对钢桥面铺装3种复合铺装结构的高温稳定性、低温弯曲性能、疲劳性能以及防水性能进行了综合研究,对比了3种复合铺装结构的性能差异。在进行疲劳性能分析时,根据有限元分析结果,创新性地建立了室内组合结构疲劳分析试验模型。通过试验验证了3种复合铺装结构作为钢桥面铺装的综合技术性能,为今后的桥面铺装工程提供了一定的理论基础。     

水泥混凝土桥面沥青铺装层厚度的研究

通过对常见防水层材料和层间结合料进行直剪试验，采用弹性层状体系理论，对水泥混凝土桥桥面层间剪应力进行了力学计算与分析，并结合防水层、平整度、施工工艺和车辙指标的要求，提出了桥面沥青铺装厚度的计算方法，在此基础上，推荐了桥面铺装结构与厚度范围。     

植石混凝土桥面沥青铺装层间抗剪特性

将植石技术应用于混凝土桥面沥青铺装结构,可以改善铺装层的层间抗剪性能,为了分析植石桥面铺装结构的层间抗剪特性,首先采用直接剪切试验测试了不同界面类型桥面铺装试件的层间抗剪强度,并模拟分析了植石桥面铺装结构对车辆荷载的适应性。然后研究了界面剂对植石桥面铺装结构层间抗剪性能的影响,并推荐了界面剂应用工艺和最佳用量。研究结果表明:植石桥面铺装结构具有良好的层间抗剪性能,并且对车辆的重载作用以及启动或制动时的冲击荷载作用具有较好的适应性;建议采用后洒工艺应用界面剂,推荐界面剂的最佳用量为0.4~0.8L/m2。     

冬季极端气候下城市快速路钢桥面铺装力学响应

为研究冬季极端气候下城市快速路钢桥面铺装的力学响应及适合该极端气候下的钢桥面铺装方案,解决冬季极端气候下钢桥面铺装在行车荷载作用下容易产生的开裂问题,利用ABAQUS建立钢桥面三维铺装体系模型,模拟不同铺装层厚度组合和不同工作温度等条件,计算“双层EA”结构和“下层EA+上层SMA”结构的铺装层上表面最大拉应力、最大拉应变、最大竖向位移及层间最大剪应力4个特征力学响应值,分析钢桥面铺装厚度对力学控制指标的影响,探究钢桥面铺装温度对力学控制指标的影响,以此进行冬季极端气候下城市快速路钢桥面铺装的结构组合方案优选。研究结果表明:相同铺装材料下,对比3种厚度组合的桥面铺装层上表面最大拉应力、最大拉应变、最大竖向位移及层间最大剪应力,均为下层2. 5 cm+上层3. 5 cm下层3 cm+上层3. 5 cm下层3 cm+上层4 cm;在-45～50℃范围内,随着温度升高,两种铺装结构的铺装层上表面最大拉应力和层间最大剪应力逐渐减小,铺装层上表面最大拉应变、最大竖向位移增大;“双层EA”结构铺装层上表面最大拉力大于“下层EA+上层SMA”结构;“双层EA”结构和“下层EA+上层SMA”结构铺装层上表面最大拉应变、最大竖向位移和层间最大剪应力较为接近;“下层3 cm EA+上层4 cm SMA”的铺装结构能够适应冬季极端气候工况。     

水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装结构设计方法研究

对常见防水层材料和层间结合料进行直剪试验，采用有限元法对水泥混凝土桥面层前剪应力进行了力学计算和分析，提出了以层间抗剪强度为指标的桥面沥青混凝土铺装设计方法。     

沥青砼组合结构在桥面铺装中的应用研究

沥青砼组合结构对桥面铺装路用性能具有重要影响。为优化设计桥面铺装层组合结构,文中利用全厚式车辙试验、直剪试验及低温弯曲试验对不同类型、不同组合沥青砼进行性能验证,研究得出双SMA组合结构在高温稳定、抗剪及抗裂性能方面均具有显著优势,上、下面层结构类型分别对桥面铺装层高温抗车辙能力和低温抗裂性能具有决定性作用,橡胶粉改性沥青能改善结构层高温和低温性能,但不能改善其抗剪切能力;推荐采用按照公称最大粒径上大下小的双SMA结构组合形式。     

基于环氧沥青的水泥混凝土桥面铺装技术研究

本文结合对水泥混凝土桥面铺装病害的调研,提出了水泥混凝土桥面铺装结构相关技术要求;在此基础上分析了环氧沥青技术应用于桥面铺装的优势,并结合京石改扩建桥面铺装工程,提出了耐久性水泥混凝土桥面铺装结构,然后对其性能进行了评价。结果表明环氧沥青桥面铺装具有优良的高、低温性能和抗水损害性能,其线性收缩系数更加接近于水泥材料,降低了层间变形应力。采用环氧沥青后,整体上提高了桥面铺装的耐久性。最后结合京石改扩建工程的实施,总结提出了环氧沥青铺装的配合比设计、对接设备、生产运输、碾压和养护等施工控制要点,保证了桥面铺装质量。