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。     

钢桥面环氧沥青混凝土铺装层Ⅰ型裂缝的断裂判据

基于桥面铺装的裂缝特点及断裂力学理论,引入应力强度因子K和J积分对环氧沥青混凝土三点弯曲梁试验进行分析,研究了温度和初始缝高比对其断裂特性的影响。根据不同断裂特性,计算得到了环氧沥青混凝土断裂韧性KIC和J积分临界值JIC;并研究了初始缝高比对断裂参数的影响,建立了环氧沥青混凝土K-J双参数联合断裂判据。结果表明：环氧沥青混凝土在-15℃～5℃时发生脆性断裂;在5℃～25℃时发生弹塑性断裂;所建立的断裂判据可为桥面铺装的抗裂设计提供依据,并为铺装结构的裂缝修补时机研究提供参考。     

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。     

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.     

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。     

基于楔入劈拉法的环氧沥青混凝土断裂参数数值分析

利用大型通用有限元软件ADINA模拟楔入劈拉试验,分析了裂缝扩展时环氧沥青混凝土的受力特性,计算了不同缝高比和不同温度时环氧沥青混凝土的断裂韧度KIC。研究表明：随着缝高比的增大,断裂韧度KIC减小,当缝高比在0．45—0．65时,断裂韧度KIC趋于稳定;温度对环氧沥青混凝土的抗裂性能有重要影响,断裂韧度KIC随温度升高呈减小趋势。将数值模拟得到的KIC与三点弯曲试验结果进行对比,两者得到的结论一致,证明了数值模拟提供的断裂韧度KIC是有效的。基于楔入劈拉试验的数值模拟方法为钢桥面铺装材料的断裂参数研究提供了一种有效途径。     

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。     

环氧沥青混凝土钢桥面铺装层增柔改性技术研究

环氧沥青混凝土钢桥面铺装在固化后比较脆硬,与钢桥面板的变形协调性较差,同时在温度急剧降低时,环氧沥青混合料因其模量很高一般会产生较大的温度内应力,受到车辆交通荷载作用时容易引起桥面铺装层开裂破坏.为此,笔者提出以柔量作为环氧沥青混凝土柔性的评价指标,通过橡胶颗粒来改善环氧沥青混凝土的柔韧性.在材料试验机(MTS810)上进行控制应力低温小梁弯曲试验,研究结果表明,试验所用环氧沥青其橡胶颗粒的最佳掺量为2.1％,此时小梁的柔韧性得到显著改善,其破坏形式由改性前的瞬间脆断变为裂缝逐渐扩展,这对于改善桥面铺装层长期性能具有一定的参考价值.     

改进型环氧沥青混凝土钢桥面铺装低温施工技术

为解决气温低于10℃条件下环氧沥青钢桥面铺装的施工技术难题,以太原天龙山区域道路高架桥钢桥面铺装为例,通过调整环氧沥青材料配比和施工控制参数,参照普通沥青混凝土的施工特性,建立了改进型温拌环氧沥青混合料的拌合、摊铺、碾压温度与环氧沥青表观黏度的关系,确定了在0℃～5℃气温条件下拌合温度采用100℃～110℃、摊铺温度采用90℃～100℃、碾压温度采用40℃～80℃、最大容留时间大于120min的环氧沥青混凝土施工参数,并成功实施了较低气温下钢桥面环氧沥青混凝土铺装。     

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。     

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。     

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。     

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。     

临海钢箱梁桥环氧沥青桥面铺装裂缝快速修复技术研究

环氧沥青钢桥面铺装是国内外大跨径钢桥面铺装的主要类型之一,目前国内已完成的环氧沥青铺装面积达100万m2以上。由于环氧沥青极高的施工难度和国内高温重载的恶劣使用条件,部分环氧沥青钢桥面铺装使用不久后就出现了裂缝、鼓包等早期破损,临海钢桥面铺装由于多雨潮湿以及氯离子含量高等特点,裂缝修复要求更高,修复难度更大。本文通过多种材料的试验比选,根据初步比选结果,重点开展高强树脂材料灌缝技术研究,主要围绕裂缝修补材料强度、变形性能以及施工性能等方面开展研究,研究成果对提高临海钢箱梁桥环氧沥青铺装使用性能,延长铺装使用寿命具有重要意义。     

国产环氧沥青混合料在钢桥面铺装的应用

结合国内某大桥钢桥面国产环氧沥青混凝土铺装项目,采用黏度试验、拉伸试验等对国产环氧沥青的性能进行了研究。另外,采用马歇尔试验,对国产环氧沥青混合料的性能也进行了初步的研究。研究表明：国产环氧沥青及其混凝土的使用性能达到了钢桥面铺装的使用要求,但是国产环氧沥青混合料在低温下强度增长较为缓慢,延缓了交通开放的时间。     

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。     

多场耦合作用下钢桥面环氧沥青铺装病理分析

为了研究大跨径钢桥面环氧沥青钢桥面铺装出现各种病害的机理,基于应力荷载、温度荷载、水力荷载和时间荷载及其耦合作用,采用有限元理论和机械粘附理论对裂缝、鼓包、坑槽、脱层等病害进行分析,并采用人工调查和数理统计的方法对环氧沥青桥面铺装病害分布特性进行研究,最终阐述了铺装层病害发展的过程。最后从设计、施工、使用等方面提出减少钢桥面环氧沥青桥面铺装病害的方法。     

刘家峡大桥钢桥面铺装施工技术

刘家峡大桥桥面系统采用钢桁加劲梁和正交异性钢桥面板叠合结构,桥面采用环氧沥青混凝土,在西北干冷气候条件下钢桥面铺装属首次应用,对钢桥面铺装环氧沥青混凝土施工技术进行了研究和过程控制。     

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.