季冻区中小跨径钢桥面铺装的力学响应

为了提出季冻区中小跨径钢桥面铺装控制指标,采用ANSYS软件模拟了铺装层在不同工况下(不同纵、横向荷位布置)的受力特性,研究了荷载(超载)、汽车制动力及温度对铺装层力学响应的影响。结果表明:超载对铺装层性能影响显著,铺装层间黏结的抗剪强度是关键控制指标;随着制动力的增大,各剪应力均逐渐增大,应重点考虑界面抗剪强度;在低温条件下(-40℃～0℃),铺装层表面拉应力较大,应以铺装层表面拉应力为控制指标,而在高温条件下(40℃～60℃),铺装层竖向位移较大,应以铺装表面竖向位移为控制指标。     

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。     

瓯江北口大桥上层桥钢桥面铺装设计

为指导瓯江北口大桥上层桥钢桥面铺装实施,针对桥梁结构特点、区域外部环境、运营阶段交通环境、施工工期安排等因素,提出了3种行车道铺装方案,通过方案论证,确定行车道采用3.5 cm GA10+3.5 cm高弹改性沥青SMA10的铺装方案,并对其正交异性钢桥面铺装体系刚度进行了验算,对组合结构性能进行了验证。结果表明该方案各项性能指标均满足实桥服役性能要求;优化确定了中央分隔带采用7.2 cm GA10铺装方案,其厚度比行车道高0.2 cm。同时提出了钢桥面铺装材料关键控制指标:改性沥青用基质沥青10℃延度≥30 cm、聚合物改性沥青软化点≥90℃、GA用矿粉0.075 mm筛孔通过率为85%～95%及亲水系数<0.8%、5 mm～10 mm规格集料的4.75 mm筛孔通过率为0%～10%。     

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。     

钢桥面铺装粘结剂的高温稳定性能

夏季高温,由于钢桥良好的导热性能,使得桥面板、桥面铺装体系长时间处于高温状态,其温度一般可达到55～60℃,有时甚至可以达到70℃,对铺装体系在高温状态下的工作性能提出了很高的要求。笔者主要研究长沙理工大学钢桥面铺装课题组所研制的环氧粘结剂在高温状态下的力学性能。     

重载交通条件下铺装层动态模量对正交异性钢桥面板疲劳的影响

以多温度条件下钢桥面铺装动态模量对比试验为基础,依托武汉军山长江大桥钢桥面铺装维修工程,建立了钢箱梁正交异性板有限元分析模型,研究重载交通条件下、不同温度时,铺装层动态模量变化对正交异性板疲劳性能的影响。结果表明,温度升高将引起铺装层动态模量的衰减,导致正交异性钢桥面板受力大幅增加。SMA铺装体系中,高温(55℃)条件下正交异性板疲劳应力幅较常温(25℃)提高21.6%～71.5%。采用ERE环氧沥青混凝土铺装相比原路面,高温条件下钢板疲劳应力幅降低16.5%～40.8%,常温条件下降低17.6%～66.03%,对延长钢板疲劳寿命有积极作用。同时,提高铺装层动态模量对正交异性钢桥面顶板疲劳性能影响最大,对横隔板影响最小。     

正交异性钢桥面超薄铺装层加速加载试验研究

为了对新型的正交异性钢桥面超薄铺装层的长期使用性能进行验证,以中派河特大桥为依托,采用MLS66加速加载试验设备进行了试验研究。加速加载试验研究了两种不同铺装结构在两种不同钢板厚度上的使用性能。试验发现,在150kN轴载作用下累计加载300万次后(其中50℃高温加载60万次,20℃常温加载210万次,0～10℃低温加载30万次),构造深度均大于0.55mm,且变化极其微小,表明该铺装的抗滑、抗磨耗、抗剥离效果极佳;平整度几乎不发生变化,表明该铺装不产生高温车辙病害;整个加载过程无裂缝产生,从表面状态来看无明显病害发展。     

问题解答

[问] 用沥青或柏油修筑贯入式路面或桥面时,应采取何种措施,才能在低温(10℃以下,0℃以上)下继续施工?(沈阳黄树梅) [答] 黑色贯入式路面。在气温10℃以下是不应当施工的。假如一定要施工,也可采取一些措施,例如:东北鞍山市的虹桥系黑色贯入式碎石桥面,铺装时当时气温已低于10℃,但高于0℃。经研究,先将碎石加热,然后洒油辗压,第二年进行一次表面处治,通车后尚未发现桥面破坏。因此,工程量不大的桥面铺装可以考虑采用这种措施。但是,对于延长几公里或十几公里的公路路面来讲,采用这种措施显然是不经济的。此外,还可考虑采用其他措施,如利用火磙辗压、加入适量的高度挥发性稀释剂等。但这些措施都是治标不治本的办法,不能保证工程质量,最好不采用。(黄德(王寿))     

高温季节桥面沥青铺装层温度场预估

为了准确预估高温情况下桥面沥青铺装层内的温度分布状况,建立了基于热传导学的桥面铺装层有限元模型.对沥青路面不同深度下温度分布情况进行预估,并对相同气温变化下路面桥面温度场差异性进行研究.研究结果表明:桥面沥青铺装层温度分布状况与大气温度、太阳辐射变化有关,铺装层内温度最大值随深度不同分别出现在下午16:00～18:00,此时桥面铺装层温度大于路面温度2℃左右,最低温度出现在上午8:00,此时桥面铺装层温度小于路面温度3℃左右.     

界面脱层的钢桥面铺装结构温度应力分析

为了研究粘结层界面脱层破坏对钢桥面铺装结构温度应力的影响,采用有限元软件建立钢桥面铺装结构模型,施加温度荷载(基准温度35℃,铺装面层65℃,钢板底面45℃),分析粘结层不同脱层面积及不同脱层形式下铺装结构温度应力的变化情况。计算结果表明:粘结层界面脱层对铺装结构的温度应力影响显著,在贯穿脱层情况下,铺装结构的温度应力随脱层面积的增大而增大,50%面积脱层时的层间应力是完整粘结时的2倍多;粘结层不同脱层形式对铺装结构温度应力的影响不同,其中中间脱层对铺装结构的温度应力几乎没有影响,贯穿脱层、间隔脱层和旁边脱层由于破坏了层间粘结的整体性,对铺装结构温度应力影响较大。     

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。     

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。     

一、材料的选择与配合

江苏省现有各种路面4,767公里,其中碎砖、碎石路面就有2,093公里。到1956年止,已铺有磨耗层和保护层的路面约计866公里。这种铺有磨耗层和保护层的路面为提高行车速度、降低燃料和轮胎的消耗,提供了极有利的条件。现在就将江苏省铺装磨耗层材料的选择与配合情况介绍如下:     

固特异安殊轮轮胎

<正>测试日期:2009年6月至12月,已进行至第六个月。测试天气:晴及中到大雨,冰雪路面,温度-10℃～40℃。测试地点:城市柏油路,郊区铺装路。测试车型:长安铃木雨燕1.3L手动挡。轮胎规格:195/60 R15。测试里程:累计约6000Km。轮胎压力:前2.1Bar,后2.1Bar(标准半载胎压)。     

采用中砂养护路面的探讨

我站担负齐齐哈尔至加克达奇、明水至海拉尔两条干线和富裕至甘南县级公路养护任务,总里程152.8公里。其中明海线是渣油路面,其它两条是砂石路面。地处乌裕尔河、嫩江畔,多砂少石,路面铺装多系砂土改善路面;抗压强度低,经常出现松散、不稳定。由于过去年年采用铺装磨耗层的方法     

瑞典和法国高速公路考察简记

应瑞典王国公路总局和法国对外技术合作组织的邀请,由交通部公路总局和国家计委等单位组成的高速公路考察团,于1984年8～9月赴两国考察。我们将两国公路建设的一些情况概略介绍于后,以供各地参考。一、两国公路概况瑞典国土面积45万平方公里,全国共有各种道路40万公里。其中有国道9.7万公里,高速公路711公里,不设中央分隔带的两车道高速公路340公里,城市道路3.1万公里。在所有道路中有27.5万公里为私人投资修     

环氧铺装养护用冷拌快固树脂混合料路用性能研究

针对钢桥环氧铺装局部坑槽维修的技术难题,提出了一种新型冷拌快固树脂混合料,通过马歇尔试验确定了最佳油石比,并评估了高温性能、低温性能、抗水损性能和抗滑性能等路用性能。试验结果表明,PTB树脂的黏度在20℃、30℃、40℃条件下,达到3 000cP的时间分别为39min、33min和21min,固化速度较快。PTB型树脂的拉伸强度接近原铺装采用的环氧沥青,断裂延伸率也超过100%。PTB型树脂混合料具有较好的路用性能:在70℃时动稳定度达到13 358次/mm;在-10℃时的小梁弯曲强度为32.93MPa,极限弯曲应变达到2 891με;残留稳定度为95.4%,冻融劈裂强度比为92.9%;干燥状态下路面摩擦系数(BPN)为68,潮湿状态下为57。其高温性能、低温性能、抗水损性能和抗滑性能均满足要求。PTB型树脂混合料的强度、刚度与原环氧沥青铺装较为匹配,有利于修复区域与原周围铺装的协调变形,并减少因铺装刚度突变带来的车辆冲击。     

九江长江大桥公路桥钢桥面铺装结构设计研究

针对九江长江大桥公路桥上部结构加固改造工程的钢桥面铺装环境,分析九江长江大桥的环境气候条件、交通状况预测、改造前后结构变化,总结钢桥面铺装典型材料与典型结构,优选出"下层EA+上层SMA"铺装方案,采用70℃车辙试验、-15℃弯曲试验验证钢桥面-铺装复合结构的温度稳定性,采用拉拔试验、剪切试验验证钢桥面-铺装复合结构的...     

彩色防滑薄层的制备与应用研究

彩色防滑薄层因其优良的性能,常用于路面、桥面防滑铺装中。选用环氧树脂和环氧覆层彩色骨料作为防滑薄层铺装材料。首先根据磨损试验确定最佳的环氧树脂用量为2. 4kg/m~2。然后根据不同气温下环氧树脂的固化时间,确定最适宜的施工温度为20℃～35℃。最后现场施工可分为原路面处理、施工区域界定、环氧树脂摊铺、骨料撒布和开放交通共五个步骤。并铺筑试验路段,同时进行跟踪观测,发现彩色防滑薄层试验路段在铺筑3个月和1年后仍有着良好防滑性能。     

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。