钢桥面铺装用环氧沥青柔韧性改善方法研究进展

为了有效减少因环氧沥青柔韧性较差而引起的铺装层病害,进一步促进环氧沥青在钢桥面铺装上的推广应用,对环氧沥青的柔韧性问题进行了详细阐述。从环氧树脂、环氧沥青结合料、环氧沥青混凝土3个层面综合分析了国内外改善环氧沥青柔韧性方法的研究进展。结果表明:相较于有机硅改性剂,橡胶颗粒、有机蒙脱土(OMMT)、聚氨酯能大幅改善环氧树脂的柔韧性;固体颗粒对环氧沥青结合料的改性效果良好,但会增加结合料的黏度且容易发生团聚现象,不利于施工;苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)在提升环氧沥青结合料柔韧性方面优势不大,但能有效提高环氧沥青结合料的强度、高低温性能;超支化聚酯改性与柔性长链固化剂基本不会增加环氧沥青结合料的黏度,且能大幅提高断裂伸长率,是未来研究的重点方向;对于环氧沥青混凝土,橡胶颗粒能有效提高柔性,而纤维增韧效果较好,但会略微降低柔性,适当掺量的橡胶颗粒、纤维混合添加剂柔韧性改善效果显著,橡胶颗粒和纤维都会增加混合物的黏度,减少容留时间,因而对施工技术要求较高;聚氨酯在改性环氧沥青混凝土上也有少许应用,因成本较高、降低其他路用性能而受到限制。     

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。     

环氧沥青混凝土钢桥面铺装层病害分析

随着大跨径钢箱梁桥的建设,环氧沥青混凝土也在钢桥面铺装中表露出其独特的优异性能。文章针对环氧沥青混凝土钢桥面铺装层的病害进行分析,力争减少各种不利条件对环氧沥青混凝土桥面铺装的影响,延长环氧沥青混凝土钢桥面铺装使用寿命。     

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.     

环氧沥青混凝土钢桥面铺装层温度应力研究

环氧沥青混凝土是采用热固性环氧树脂改性的沥青混凝土，由于其低温松弛模量较大，导致温度收缩应力较大。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，利用数值计算将蠕变柔量转换为松弛模量，运用Boltzmann叠加原理分析环氧沥青混凝土钢桥面铺装层的温度应力。研究表明考虑钢板收缩的温度应力比不考虑钢板收缩的降低许多，且均小于其低温下抗拉强度。     

珠江黄埔大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装层施工技术

该文较详尽地介绍了广州黄埔大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装层的施工技术,包括原材料选择、试验和混合料配合比设计,钢桥面环氧沥青混凝土铺装层施工工艺和施工质量控制要点,以及环氧沥青混凝土与普通沥青混凝土相比在施工工艺所具有的特点。施工过程中的各项试验、现场检测表明:该大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装层的各项技术指标和施工质量均满足设计和规范要求,外观质量和使用性能良好。     

珠江黄埔大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装层施工

总结介绍了广州珠江黄埔大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装层的施工技术,包括原材料选择、试验和混合料配合比设计,钢桥面环氧沥青混凝土铺装层施工工艺和施工质量控制要点,以及环氧沥青混凝土与普通沥青混凝土相比在施工工艺上所具有的特点。     

基于复合梁的环氧沥青混凝土的断裂准则研究

基于钢桥面铺装的裂缝特点及断裂力学理论,引入裂缝尖端位移CTOD参数分析环氧沥青混凝土复合梁三点弯曲梁试验,研究了温度对钢桥面铺装断裂特性的影响。试验结果表明,环氧沥青混凝土铺装断裂韧度CTODc与温度成正比,同一温度下平行试验得到的CTODc离散性较小。因此,CTOD参数有可能成为钢桥面铺装失稳断裂的参数,可用于评价钢桥面铺装的抗裂性能。     

天津富民桥钢桥面国产环氧沥青混凝土铺装技术

在天津富民桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装层施工中,首次采用了国产多组分环氧沥青.重点介绍该桥国产环氧沥青混凝土铺装层的施工工艺.     

环氧沥青混凝土钢桥面铺装的弯曲特性

采用理论分析与室内试验相结合的方式，研究了环氧沥青混凝土钢桥面铺装的弯曲特性。首先采用有限元方法分析了正交异性钢桥面铺装的变形特性，然后完成了3根环氧沥青混凝土铺装复合梁试件在弯曲荷载作用下的应变分布测试，以及一15—70℃温度条件下复合梁试件静、动载挠度的测试。结果表明，正交异性钢桥面及其铺装层的局部变形特性可用简支复合梁试件模拟，应变沿环氧沥青混凝土铺装复合梁截面高度的分布为线性，环氧沥青混凝土铺装层与钢板界面上应变不连续，温度对复合梁挠度的影响为S形分布，对动静载挠度比的影响为V形分布。     

环氧沥青水泥混凝土桥面防水粘结层性能研究

本文采用剪切试验和拉拔试验,在不同试验温度和粘结剂用量试验条件下,对环氧沥青水泥混凝土桥面防水粘结层力学性能进行研究,并与SBS改性沥青、SBS改性乳化沥青和雨虹防水涂料等材料进行性能对比。研究表明环氧沥青作为水泥混凝土桥面防水粘结材料具有超出其他材料的优良抗剪切和抗拉拔性能,可以改善桥面铺装与水泥面板的粘结状态,避免因粘结层的强度不足导致粘结层剪切破坏,从而导致脱层病害;同时避免了防水粘结层破损导致铺装和桥面板严重的水损害病害,可以有效延长铺装寿命。因此推荐环氧沥青作为京石改扩建工程中水泥混凝土桥面防水粘结层材料。     

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。     

环氧沥青混合料疲劳衰变特性试验

为获取钢桥面铺装环氧沥青混合料的疲劳衰变特性,首先基于正交异性桥面板-铺装层组成的复合结构模型,计算出标准胎压、超载50％以及超载100％胎压作用下铺装层的最大拉应变,作为疲劳试验应变水平的选取标准;然后,采用小梁四点弯曲疲劳试验对3组不同温度和不同应变条件下的环氧沥青混合料疲劳性能进行测试;最后,利用威布尔公式对不同温度与应变条件下的环氧沥青混合料疲劳寿命与疲劳裂纹扩展时的作用次数进行预测.结果表明:环氧沥青混合料初始模量大小仅与温度相关,与应变水平无关;在10℃和20℃时,1.38 MPa以下胎压以及30℃时0.7 MPa胎压作用500万次均不发生疲劳破坏;30℃时,1.1 MPa和1.38 MPa胎压分别作用66 833次和35 480次出现疲劳损坏现象;相同应变作用下,试验温度越低,小梁疲劳破坏越快;环氧沥青混合料疲劳曲线可明显分为试验设备稳定、疲劳裂缝启裂、疲劳裂缝扩展3个阶段.研究结果可为环氧沥青混合料铺装疲劳寿命预估以及预防性养护提供理论依据.     

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.     

新型环氧沥青桥面防水铺装层的施工工艺研究

对新型环氧沥青在混凝土桥面以及钢桥面上形成的防水铺装层进行了施工工艺研究和工程应用性能检测,结果表明:新型环氧沥青作为混凝土桥面和钢桥面的防水粘结层材料具有优良粘结性能;施工过程中要严格按规定的施工工艺规范来进行,便可达到施工质量的要求;在工程实践中检测了环氧沥青铺装层的粘结强度,证实环氧沥青作为桥面防水铺装层材料具有很高的粘结性能。     

闵浦大桥环氧沥青混凝土铺装施工时温节点研究

针对闵浦大桥环氧沥青混凝土钢桥面铺装工程,根据环氧沥青的性能特点,通过室内试验对环氧沥青混凝土的时温节点进行研究,确定了环氧沥青的粘度发展规律、容留时间范围、强度增长规律．研究结果表明环氧沥青满足闵浦大桥钢桥面铺装的施工技术要求。研究成果可为即将进行环氧沥青混凝土铺装的大跨径钢桥面施工提供技术指导。     

环氧沥青混凝土在济南黄河三桥中的应用

环氧沥青混凝土是一种理想的钢桥面铺装材料,具有较高的强度与较强的低温抵抗变形能力。其温度稳定性与耐久性均非常优异,能够很好的满足钢桥面铺装的要求。结合济南黄河三桥施工工程,分析了环氧沥青混凝土的特点,介绍了济南黄河三桥钢桥面铺装工程环氧沥青混凝土的施工工艺、施工难点及其解决措施。     

大跨径钢桥面沥青混合料特性研究

针对钢箱梁桥面铺装层在行车荷载和温度综合作用下的应力应变特征，提出使用环氧沥青混合料，以提高钢桥面沥青铺装层的低温抗弯拉变形能力和高温稳定性能，通过对环氧沥青混合料的马歇稳定度，低温抗弯拉强度，高温稳定性能和疲劳强度等试验研究，综合论证和评叙环氧沥青混合料的桥面铺装性能，研究表明，环氧沥青混合料作为钢桥面铺装材料，较其它沥青材料有明显的优势。     

高弹性桥面铺装表面冰层破坏形式及破冰效果研究

计算分析了不同桥面铺装层在荷载作用下表面冰层应力应变及应变能密度分布,根据强度理论能能量法确定了桥面冰层破坏形式,提出以破冰率Rbreak作为破冰效果定量评价指标并分析了铺装层模量、厚度和冰层厚度对Rbreak影响,得到的主要结论:采用橡胶颗粒沥青混合料高弹桥面铺装层可实现桥面冰层破坏,且冰层破坏形式为受压破坏;高弹性铺装层厚度达到4cm时具备破冰条件,随橡胶颗粒沥青混合料桥面铺装厚度的增加,破冰率Rbreak呈抛物线增长;铺装层模量在700MPa～900MPa时,破冰率Rbreak达40%以上,随铺装层模量增加破冰率呈线性降低;橡胶颗粒高弹性桥面铺装层仅在结冰初始阶段(厚度≤2mm)可达到的除冰效果,冰层厚度持续增加或温度持续降低破冰效果急剧下降。     

体积设计法环氧沥青混合料在虎门二桥钢桥面铺装的应用

环氧沥青混凝土传统的配合比采用防水性能较好的悬浮密实级配设计,由于钢桥面铺装使用多年及高温重载等恶劣的使用条件,不少正交异性板钢桥面铺装使用不久后就出现了抗滑性差及疲劳开裂等病害。为了提高环氧沥青混凝土铺装的使用寿命,通过提高部分粗集料的性能指标,加强集料的精细化加工工艺,采用体积设计法(CAVF)对环氧沥青混凝土的配合比级配设计进行优化,通过试验路铺筑确定精确的施工工艺参数,大幅提高钢桥面沥青混凝土铺装质量,使钢桥面铺装层的使用寿命得到有效延长,为后续工程施工提供借鉴。