基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装疲劳性能研究

采用损伤-断裂力学的方法,就基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装在循环荷载作用下的力学行为和疲劳损伤特性进行理论分析。为改善混凝土桥面铺装调平层与铺装层间的黏结、防水性能和避免铺装层早期开裂病害,提出基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装技术。基于黏弹性损伤模型的能量转换方法,对混凝土桥面薄层铺装复合结构的应力场、应变场及损伤场分布状况和演变规律进行研究。同时,建立了结构的疲劳寿命理论预测公式。结合沪苏浙高速公路江苏段三白荡特大桥桥面铺装实体工程,对基于环氧沥青黏结层的沥青混凝土铺装层疲劳寿命预估模型进行现场验证。结果显示,基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装具有很好的抗疲劳性能。     

基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装设计理论与方法

为改善混凝土桥面铺装调平层与铺装层间的黏结和防水性能,提出基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装设计理论与方法。结合沪苏浙高速公路江苏段三白荡特大桥桥面铺装工程,对基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装的受力特性、材料与结构指标、铺装体系的疲劳特性和设计方法等进行系统的分析与研究。在国内初次实施基于环氧沥青黏结层的混凝土桥面薄层铺装实体工程1.2km试验段,通车后的检测结果表明试验段平整度和运行状况良好。     

不同水泥混凝土桥面沥青铺装防水黏结层性能分析

为保障依托工程水泥混凝土桥面与沥青铺装层间的良好黏结与防水,推荐用于桥面用防水黏结层方案,选择了FYT-2型和SBS改性沥青防水黏结涂料以及SBS改性沥青+同步碎石防水黏结层,开展各类模拟试验,对比研究不同防水黏结材料的技术性能指标。试验结果表明:三种防水黏结层的黏结性能、高温耐热性、低温柔韧性、耐酸碱盐腐蚀性、抗油污染性、不透水性及抗集料刺破性能等各有优劣,沥青铺装层混凝土集料对防水黏结层的黏结性能、不透水性能有影响,SBS改性沥青+同步碎石更适用于桥面沥青铺装的防水黏结层。     

隧道路面单层沥青层铺装层间高强高渗防水黏结材料的制备与性能

隧道路面采用单层沥青层铺装对层间防水黏结层的层间剪应力和层间拉应力提出了更高的技术要求，现有防水黏结材料无法达到该技术指标。基于相似相容原理设计了15种不同配比的防水黏结材料，通过对他们的耐热性、低温柔性、黏结强度及防水性能进行测试与综合评价，选取了其中一种配方作为该研究的高强高渗透防水材料即FJH-1,进而通过对比试验系统研究其对水泥混凝土基层的渗透性、抗冻融能力和路用性能。结果表明：采用FJH-1作为层间防水黏结层的铺装组合结构不仅具有优良的抗剪强度和拉拔强度，能够满足隧道单层沥青层铺装对于层间剪应力和拉应力的技术要求，受温度和冻融的影响相对较小，而且具有对水泥混凝土的优良渗透性，可望实现隧道单层沥青层铺装技术的推广应用。     

重载交通条件下虎门大桥桥面铺装试验段评价研究

针对重载交通荷载的虎门大桥长坡段主桥进行了高模量改性沥青桥面铺装试验段研究,评价了薄层缓冲过度层的应用效果,对比评价了SMA-13与SMA-10的实际效果和差异,比较了常用的热改性沥青粘结层与聚合物改性沥青桥面防水粘结涂层的使用效果,并比较了沥青桥面铺装、水泥混凝土桥面铺装、环氧沥青铺装的路用性能特点与差异.     

薄层抗滑磨耗层在水泥混凝土桥面铺装中的应用研究

基于室内试验开展UTPA-10砂粒式多孔沥青混合料和防水黏结层设计，研究多种环境条件下UTPA-10桥面铺装复合结构的高温稳定性、水稳定性、层间抗疲劳性能和抗反射裂缝性能等路用性能。结合试验段跟踪观测数据，评价实际使用环境下UTPA-10桥面铺装复合结构的服役性能。研究结果表明：UTPA-10桥面铺装复合结构具有良好的高温稳定性，橡胶沥青防水黏结层在浸水、冻融等环境条件下的黏结强度和抗剪切疲劳性能均优于SBS改性沥青防水黏结层和乳化沥青防水黏结层；UTPA-10桥面铺装试验段开通运营2年后，路况尤其是抗滑性能优于相邻路段。     

明州大桥钢桥面铺装层ERS施工技术

为了解决钢桥面板与铺装层间防水、抗滑移、高温稳定等问题,宁波明州大桥主桥钢桥面板铺装层采用树脂沥青组合体系(ERS)桥面铺装技术,桥面铺装结构组成为40 mm高粘改性沥青(SMA-13)+改性沥青防水粘结层+25 mm环氧沥青混凝土(RA05)+环氧粘结碎石层(EBCL).通过对钢桥面板喷砂除锈,达到Sa2.5级;按比例混和EBCL胶料,分2层涂刷,同时洒布碎石;摊铺RA05混合料,并用胶轮压路机碾压,在其固化后洒布防水粘结层;摊铺SMA-13沥青混凝土层,采用钢轮+胶轮+钢轮的组合方式碾压,确保了ERS施工质量,桥面铺装效果良好.     

玻璃纤维沥青桥面防水黏结层的性能研究

选取环氧沥青封层、SBS改性乳化沥青封层和玻璃纤维沥青封层作为水泥混凝土桥面铺装结构的防水黏结层,采用室内试验模拟的方法,对比分析了3种防水黏结层的抗剪切性能、黏结性能和抗疲劳性能.试验结果表明:作为桥面防水黏结层时,SBS改性乳化沥青封层的抗剪切性能、黏结性能和抗疲劳性能均较差;当在其中添加玻璃纤维而成为玻璃纤维封层...     

国产环氧沥青桥面防水黏结材料路用性能研究

防水黏结层是桥面铺装结构中的薄弱层,环氧沥青以其优良的黏结、抗刺穿和防水性能在桥面防水黏结层中逐渐得到广泛应用.为了研究环氧沥青的防水黏结性能,试验研究了不同温度时环氧沥青防水黏结材料的力学性能和微观结构,并与SBS改性沥青进行对比.结果表明,SBS改性沥青最佳用量为2.0 kg/m2,环氧沥青防水黏结材料最佳用量为1.0 kg/m2,与SBS改性沥青相比,环氧沥青防水黏结材料具有良好的抗剪切破坏及层间黏结能力.     

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。     

无毒环保溶剂型防水黏结材料的开发及性能研究

根据国内外相关先进技术和水泥混凝土复合式路面的使用环境,立足于防水和黏结功能,开发了专门用于复合式路面铺装的无毒环保溶剂型层间防水黏结材料,并提出了其相应的技术要求。系统研究了无毒环保溶剂型防水黏结材料的防水性能、与水泥混凝土板及沥青混凝土之间的黏结性能和剪切性能,并提出了其施工工艺。研究结果表明,与国内目前同类材料相比,该防水黏结材料不仅防水性能优良,而且组合结构在常温及高温时的黏结性能和抗剪性能突出,为我国今后的复合式路面层间防水技术提供了一条新思路。     

基于GA铺装层的水泥桥面铺装黏结性能研究

浇筑式沥青混合料广泛应用于水泥混凝土桥面铺装,以满足其黏结防水要求。其基本铺装型式为“黏结层+防水层+磨耗层”或“黏结层+防水层+黏结层+磨耗层”。借助浇筑式沥青混合料（GA）大油石比特性,分析GA-10作为防水黏结层对桥面铺装黏结性能的影响。结果表明：GA-10与水泥混凝土桥面板黏结能力可满足水泥桥面防水与黏结性能要求。     

温度对防水黏结材料性能影响的试验分析

选择3种钢桥面铺装防水黏结材料,分别用于浇注式沥青混合料铺装体系和环氧沥青混合料铺装体系,通过室内拉拔试验和剪切试验评价温度对其黏结性能的影响。结果表明,温度会显著影响防水黏结剂的黏结性能,随着温度升高,其黏结强度逐渐下降;对于同一防水黏结体系或铺装组合结构,日本环氧黏层油的温感性强于美国环氧黏结剂和二阶环氧黏结剂;对于同一防水黏结剂,浇注式沥青混合料铺装体系的温感性强于环氧沥青混合料铺装体系;温度、铺装层混合料及组合结构类型均会影响防水黏结剂的黏结性能。     

不同类型混凝土桥面铺装防水黏结层抗剪强度测试

目前桥面铺装很多早期损坏是由防水黏结层破坏诱发的,防水黏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。因此黏结层应当具备较强的抗剪切性能。依托浙江省交通厅项目《混凝土桥梁耐久性沥青铺装结构研究》,选择热喷SBS改性沥青、优止水高效防水剂（水泥基）、AWP-2000沥青基桥面黏结防水层涂料三种防水黏结层材料,进行剪切性能试验,分析比较三种材料的抗剪性能,为工程中防水黏结材料的选用提供一定的依据。     

基于多目标加权的水泥混凝土桥面防水材料优选

为了优选出水泥混凝土桥面铺装防水黏结层最佳路用性能与经济性能相结合的防水材料,以海南某高速公路水泥混凝土桥面为例,对4种防水黏结层材料进行层间剪切、拉拔、渗水、耐老化性能试验,初步获得了4种防水材料的路用性能指标,并结合经济指标,采用灰色系统理论中的多目标加权决策模型,优选出符合实际工程要求的最佳防水材料。结果表明:试验温度的升高,防水黏结层材料层间力学性能逐步降低;随着水压力的增大,防水性能越差;老化对防水黏结层材料的层间强度有显著影响,环氧沥青的耐老化性能最优。通过多目标加权灰靶决策模型,分析得出环氧沥青的综合性能最优,可推荐作为依托工程水泥混凝土桥面防水黏结层材料。     

环氧沥青混凝土在铁路钢桥防水保护层中的应用

对铁路钢桥柔性防水保护层体系进行了系统的研究。建立了高速列车-轨道-环氧沥青柔性保护层-桥梁耦合体系有限元模型,得到综合工况条件下的柔性保护层力学响应峰值,通过室内试验验证了环氧沥青混凝土在铁路钢桥防水保护层中的适用性。结果表明,环氧沥青柔性防水保护层材料性能均满足力学控制指标值和铁路规范中相应技术要求,环氧沥青混凝土在强度、抗冻性能方面接近刚性保护层材料,在防水性、抗侵蚀性、抗磨耗性能方面优于刚性材料;柔性防护体系与钢板间良好的粘结和协调变形能力,复合结构具有优良的层间抗剪性能。     

水性环氧沥青桥面铺装防水黏结层性能研究

水性环氧沥青材料是一种新型热固性防水黏结层材料,可以用于桥面铺装防水黏结层。在探究水性环氧沥青材料工作机理的基础上,研究评价防水黏结层高温抗剪性能、黏结性能和抗拉强度的试验方法,提出新型的附着力拉拔试验。通过与几种新型防水黏结材料进行试验对比,分析他们在技术性能方面的优缺点,其中,水性环氧沥青防水黏结材料表现出优异的力学特性。证明了水性环氧沥青是一种性能优异的新型防水黏结层材料。     

杭州湾大桥水泥混凝土桥梁桥面铺装方案设计

欧美混凝土桥梁桥面一般铺设防水层或防水系统,大多采用双层式(防水层 面层)或三层式(防水层 中间层 磨耗层)铺装,总厚度为4～10 cm;我国高速公路混凝土桥梁所采用的沥青铺装与路面结构基本相同,对于特大型桥梁,桥面铺装类型主要有SMA、浇注式沥青混凝土和环氧沥青混凝土.杭州湾大桥混凝土桥梁桥面铺装推荐方案:铺装层,上层改性沥青SMA-13(45 mm)、粘层改性乳化沥青、下层改性沥青SMA-13(45 mm);防水层,砂粒式橡胶沥青混凝土防水找平层(25 mm)、反应性树脂下封层;桥面板,打砂,形成干燥、洁净、粗糙的界面.为此,笔者建议应着手开展高速公路混凝土桥梁桥面铺装技术研究,拟编制桥面铺装施工指南.     

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。     

钢桥面灌注式树脂混凝土铺装材料与结构研究

为解决桥面系刚度不足时正交异性板的疲劳开裂和铺装的早期破坏问题,基于适度提高铺装材料模量和路用性能的思路,研发灌注式树脂混凝土(PRC)和相应铺装结构。通过室内试验,研究灌注用树脂性能、PRC路用性能和PRC铺装结构层间黏结性能;通过有限元建模和计算,分析PRC铺装结构的受力特点和对正交异性板疲劳细节的保护作用;采用复合梁疲劳试验和缩尺模型加速加载试验对PRC铺装的结构性能进行检验。结果表明:PRC具有优良的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性,满足沥青混合料技术要求,并具有较长的疲劳寿命;PRC铺装结构的层间黏结强度优于环氧沥青混凝土和浇注式沥青混凝土铺装结构;PRC铺装结构具有较小的表面拉应力和较大的底剪应力,但均远小于材料强度和层间黏结强度,且优于常用沥青混凝土铺装;采用PRC铺装结构,正交异性板疲劳细节的应力降低了20%左右,肋间相对挠度、最小曲率半径和相对挠跨比均更为有利,对桥面系起到了更好的保护作用;复合梁五点脉动弯曲疲劳寿命超过100万次,表明PRC铺装结构防水黏结层性能满足要求;加速加载试验中,加载12万次后PRC铺装结构无车辙,正交异性板无裂缝。工程应用结果表明,PRC及铺装结构工艺合理,铺装及正交异性板均未发现病害。