钢桥面浇注式沥青混合料铺装的高温稳定性研究

浇注式沥青混合料是一种密级配的铺装材料，在应用于钢桥面铺装时，必须高度重视混合料的高温稳定性。通过混合料的马歇尔试验、高温车辙试验、动态剪切试验的研究，分析了沥青用量、粗细集料含量、粉胶比等材料组成因素及结构厚度等结构因素对浇注式沥青滋合料的高温稳定性影响，并提出了提高浇注式沥青的混合料高温稳定性的技术措施。     

大跨径钢桥面浇注式沥青混凝土铺装应用研究

浇注式沥青混凝土具有优良的防水、抗老化性能、抗疲劳性能以及对钢桥面板优良的追从性,其在国外应用于桥面铺装已有多年的历史,取得了丰富的经验。本文从浇注式沥青混凝土的材料组成设计、粘结层强度、混合料特性与路用性能、浇注式沥青混合料的生产与摊铺等方面出发,全面系统地研究了大跨径钢桥面浇注式沥青混凝土铺装技术。     

钢桥面浇注式沥青混合料施工过程温度场分析

摊铺工艺和环境对钢桥面浇注式沥青混合料施工温度场影响较大。为优化摊铺工艺,减小温度变形对钢桥面系结构的损伤,以武汉沌口长江大桥为依托,采用Abaqus软件建立了三维有限元模型,基于生死单元控制技术模拟了浇注式沥青混合料在不同风速和摊铺速度下的温度场;并基于实桥监测数据进行了对比分析。研究结果表明：浇注式沥青混合料在摊铺完成后,铺装层表面温度呈“三阶段”变化趋势,即急剧下降阶段、快速下降阶段和缓慢下降阶段;在浇注式沥青混合料摊铺完成30 min后,钢桥面顶板实测最高温度为103℃(比摊铺温度低138.6℃),该温度持续时间较短,约为8 min;由于MMA防水黏结层的吸热及阻热效应,最高温度出现的时间比有限元模拟的时间滞后约13 min;为避免钢桥面系在摊铺过程中出现温度应力集中,浇注式沥青混合料摊铺速度宜控制在2.5～3.0 m/min之间;当风速大于3 m/s时,浇注式沥青混合料温度散失较为明显,为了降低温度散失对施工和易性的影响,混合料卸料点应尽可能地接近摊铺机,距离宜控制在0.5～1.5 m。     

浇注式沥青混凝土桥面铺装施工技术

主要介绍浇注式沥青混凝土桥面铺装施工技术,对浇注式沥青混凝土的材料制作、施工工艺、机械设备做了简要介绍、说明了浇注式沥青混凝土的施工方法,指出了施工中应注意的环节。     

钢桥面浇注式沥青铺装复合梁疲劳损伤规律分析

浇注式沥青混合料作为钢桥面典型铺装材料之一,与正交异性钢桥面板构成的组合结构,共同承载车辆荷载.为了探讨钢桥服役期间浇注式沥青混合料材料参数对其复合结构疲劳损伤规律的影响,采用三点加载的复合梁疲劳试验,采集试验过程中荷载、变形参数,计算复合梁损伤变量,分析材料模量、铺装厚度、荷载水平对复合梁疲劳损伤的影响程度.结果表明...     

中国江阴长江大桥桥面沥青铺装层高温稳定性

江阴长江大桥位于中国长江下游、江苏省境内, 是国家国道主干线同三线(黑龙江省同江至海南省的三亚) 和京沪线(北京至上海) 等高速公路的过江通道。大桥正桥主跨1 385 m。根据大桥的自然环境, 要求桥面沥青铺装层能够在最高温度70℃与最低温度- 1 4℃之间的温度范围内承受繁重的交通负荷正常工作, 而不产生损伤。为了满足这样的工作条件, 选用英国铺装技术, 沥青铺装层设计采用5 0 mm厚的浇注式沥青混凝土(Guss Asphalt)。原材料采用南美洲特立尼达生产的湖沥青(TLA) 和中国当地的玄武岩作为粗集料。按英国标准配制的浇注式沥青铺装层混合料有许多优点, 如防水性能好、空隙率小、抗疲劳性能与抗低温脆裂性能都十分理想, 唯高温稳定性较差, 即使采用了英国重交通级别的标准(H级), 混合料的抗车辙能力仍达不到中国高速公路沥青路面的标准。其主要原因是英国地理位置与中国有明显差别。研究工作中采取了四项措施: 1调整混合沥青的配比, 提高TLA所占比例; 2降低可溶性沥青用量; 3增加主骨料(6.0 mm~ 1 0 mm) 的用量; 4保证矿粉与沥青的比例。通过室内试验, 全面测试各项路用性能后, 确定最佳的材料配比设计方案, 既保持了浇注式沥青混凝土的各项优点, 也提高了沥青混合料的高温稳定性, 成功地将经过改善的国外先进技术用于中国特大桥梁的铺装工程。     

采用国产材料的浇注式沥青混合料性能研究

结合南京市纬七路东进二期工程实例,以南京四桥采用的进口原材料为对照组,选用国产硬质沥青和湖沥青为原材料,针对市政工程浇注式沥青混合料的特点,从材料组成、配比设计方法及混合料性能等方面进行了相关试验研究。结果表明:从沥青原材料检测结果、低温弯曲、动稳定度、劈裂强度和疲劳性能试验结果等方面综合来看,在配比合适的情况下,用于浇注式沥青混合料的国产胶结料的混合料性能与进口原材料下的混合料性能基本相当,为后期采用国产材料浇注式沥青混合料的推广应用提供了技术支持。     

高模量高韧性钢桥面铺装沥青混合料施工工艺研究

结合毛家店跨线钢箱梁桥面铺装工程,对高模量高韧性沥青混合料的拌和工艺及碾压工艺进行了分析.结果表明,高模量高韧性沥青混合料拌和时间为55s时,可保证混合料拌和均匀,路用性能达到设计期望值,高模量高韧性沥青混合料理想的摊铺温度为175～185℃,出料温度宜为185～195℃,矿料加热温度需要高于出料温度60℃左右,碾压时...     

浇注式沥青混凝土桥面铺装的应用研究

通过浇注式沥青混凝土级配及实际桥面铺装层防水粘结体系应用研究,通过室内试验及试验段检测,探索浇注式沥青混凝土在寒冷地区桥面铺装应用的可行性。     

直馏沥青浇注式铺装在人行及非机动车道上的应用研究

基于人行及非机动车道的结构特点及使用特征,结合浇注式沥青铺装方案在我国长大桥梁钢桥面铺装中取得的良好应用效果,从沥青混合料设计指标、原材料性能、混合料性能和实体工程验证等方面开展直馏沥青浇注式铺装在人行及非机动车道上的应用研究。研究结果表明:15#直馏硬质沥青具有更高闪点与软化点,对浇注式沥青混合料具有更好的适用性,且直馏浇注式沥青混合料具有良好的高低温稳定性,可满足人行及非机动车道铺装层的性能要求。研究成果可为类似人行及非机动车道钢桥面铺装方案设计提供参考。     

混凝土桥面铺装病害与设计和施工的关系浅析

介绍了桥面铺装病害的修复方法 ,并分析了桥面铺装施工工艺中可能引发病害的几种原因。针对柔性及钢性桥面设计铺装提出了几点改进意见     

沥青混合料组成设计中对高温稳定性的考虑

论述了沥青混合料的高温稳定性 ,并通过组成设计中对抗车辙能力的检验 ,说明如何考虑高温稳定性。     

基于疲劳等效的钢桥面铺装体系轴载换算方法

针对钢桥面铺装设计必须控制的疲劳和车辙主要破坏形式, 提出了钢桥面铺装结构设计的疲劳指标与车辙指标, 遵循疲劳和车辙等效轴载换算原则, 应用疲劳等效原理, 推导出基于疲劳等效的钢桥面铺装体系轴载换算公式。根据室内疲劳试验及力学分析结果, 确定了该公式中的换算指数和其他轴型与轮组轴载换算为单轴双轮组的轴载换算系数。结果表明, 对于钢桥面浇注式沥青混凝土铺装体系的轴载换算指数为4.35, 对于钢桥面改性沥青SMA铺装体系的轴载换算指数为5.30, 对于钢桥面环氧沥青混凝土铺装体系的轴载换算指数为6.25, 在钢桥面铺装设计与验算中, 经换算其结果较为精确、可行。     

影响沥青混合料高温稳定性的因素

从材料、气候、交通条件等方面阐述了影响沥青混合料高温稳定性的内在因素和外在因素,并提出了改善沥青混合料高温性能措施。     

钢桥面铺装混合料三轴重复加载试验变形特性

为了研究钢桥面铺装材料的高温变形特性及其车辙预估方法, 针对MA及SMA两种钢桥面铺装混合料, 采用三轴重复加载试验评价其高温性能, 并根据试验结果, 通过多元线性回归得到材料的非线性计算模型参数, 使用ABAQUS有限元软件, 模拟三轴试验过程, 将计算变形与实测变形相比较。发现两种混合料高温变形发展规律以及对不同荷载条件的响应方式不同, SMA具有优异的高温抗变形能力; 有限元模拟的误差约为10%。分析结果表明: 采用三轴重复加载试验和多元线性回归确定材料的非线性计算模型参数的方法可靠, 模型参数可用于沥青桥面铺装的车辙变形预估。     

基于声发射技术的钢桥面板疲劳损伤监测与评估

采用多种监测技术融合手段, 对正交异性钢桥面板开展了疲劳损伤监测与评估, 包括足尺正交异性钢桥面板节段模型疲劳试验与某公路斜拉桥正交异性钢桥面板运营阶段的疲劳损伤监测; 在正交异性钢桥面板疲劳试验中, 综合采用了美国物理声学(PAC)声发射(AE)传感器、智能锆钛酸铅压电漆(PZT)传感器和应变片进行了粘贴钢板冷加固前后的疲劳裂纹监测; 对处于运营阶段的斜拉桥钢桥面板疲劳开裂区域, 采用了粘贴角钢的冷加固方法进行加固, 并对加固前后的桥梁结构开展了AE监测和应变监测以研究疲劳裂纹状态与检验冷加固方法的效果。疲劳试验与监测结果表明: PAC的AE传感器和智能PZT传感器能有效捕捉具有突发峰值与快速衰减特征的疲劳扩展信号, 二者的协同应用实现了疲劳裂纹智能感知, PAC的AE传感器组能实时捕捉纵肋上的疲劳裂纹扩展长度和方向; 粘贴钢板冷加固后, 应力水平稳定在64.8 MPa, 直到继续循环加载至512万次仍无疲劳裂纹扩展, 验证了正交异性钢桥面板粘贴钢板疲劳冷加固措施的良好加固效果; 在疲劳试验过程中, PAC的AE传感器和智能PZT传感器监测疲劳裂纹扩展结果一致性良好, 与应变片相比可实时捕捉更丰富的疲劳裂纹动态信息。对运营阶段正交异性钢桥面板疲劳监测与评估结果表明: 加固前AE监测结果峰值能量是加固后峰值能量的5倍, AE累积信号由加固前的密集分布改变为加固后的稀散分布, 表明加固后的钢桥面板疲劳裂纹处于稳定状态; 随着加载车辆行驶通过, 冷加固后的疲劳裂纹尖端应力峰值降低40%至50%;对比加固前后的24 h疲劳应力连续监测结果, 疲劳细节附近应变片的应变水平从加固前的78 MPa下降至加固后的48 MPa; AE信号峰值能量、AE累积信号和应力水平的监测结果均证明了冷加固技术对正交异性钢桥面板疲劳开裂加固的有效性。     

钢纤维混凝土桥面铺装施工技术

结合三峡工程实例,论述了钢纤雏混凝土的配合比设计、施工工艺、质量控制。从应用效果看,桥面采用钢纤堆混凝土铺装层具有较好的社会效益和经济效益。     

正交异性钢桥面铺装层的力学特性分析

分析在不同的荷载位置下, 对应不同沥青混凝土模量值的正交异性钢桥面铺装层的应力应变特性及与钢板的粘结性能。通过分析, 确定最不利加载位置和铺装层材料的各项力学指标, 如铺装层材料最大容许拉应力、最大容许拉应变以及粘结层材料的剪切强度等, 作为铺装层材料参照标准, 探索合理的铺装层方案。