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。     

泰州大桥刚柔复合型钢桥面铺装高温服役状态研究

温度对混合料的路用性能有较大的影响,特别是在高温条件下其稳定性变差,严重影响使用效果。泰州大桥作为世界首座三塔两跨钢箱梁悬索桥,采用国内首创的"下层浇注+上层环氧"铺装结构,其在不同工作条件下的温度状况尤其值得研究。通过对泰州大桥正交异性钢桥面铺装进行长期监测,获取钢桥面铺装使用温度数据并对其分布及变化状况进行了深入分析研究,结果表明:高温条件下钢桥面铺装的温度竖向分布呈现环氧层顶>浇筑层顶>钢桥面板>桥面空气;铺装温度传导存在延迟效应,温度由上而下依次达到峰值,一日内最大温度超过35℃;洒水降温对于控制钢桥面铺装温度有明显效果,同时可以有效地降低车辆荷载所产生的钢桥面铺装应变,并在一定程度上减轻荷载产生的位移。     

钢桥面铺装特点及设计要求综合分析

钢桥面铺装中对铺装层与钢桥面板之间的粘结强度、整体性和协同变形能力要求很高.目前我国的钢桥面铺装体系中双(单)层改性沥青SMA早期病害较多、双层环氧沥青混凝土非高温稳定性问题频繁,近年应用都比较少,浇筑式沥青混凝土十改性沥青SMA在一定程度上改善了桥面铺装的使用性能,但还存在桥面铺装在反复荷载下疲劳开裂、铺装层失稳,难以保证桥面铺装与钢桥面板的协同变形,难以同时满足铺装材料多项功能要求,钢桥面铺装工艺技术要求高,桥面维修工作难度大等问题.因此在钢桥面铺装方案论证和设计中,需综合考虑铺装材料各项性能的要求;选择具有较强协调变形能力的铺装材料;做好桥面防水;根据已有经验及实桥特点,采用全寿命设计理念,提高钢桥面铺装的耐久性.     

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.     

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。     

寒冷地区浇注式沥青混凝土高温稳定性与技术指标研究

为进一步了解浇注式沥青混凝土在我国寒冷地区应用时的使用性能,研究了浇注式沥青混凝土破坏机理,分析了现行规范对浇注式沥青混凝土高温性能的规定,调查了我国实际工程中浇注式沥青混凝土的使用情况。分析了沥青混凝土桥面铺装层层间受力状态,并对我国寒冷地区桥面铺装层高温环境特征进行研究。得到了我国浇注式沥青混凝土桥面铺装实体工程动稳定度值的区间,其中67%的实体工程动稳定度大于1 000次/mm,33%处于400~500次/mm范围内。得到了铺装层厚度、铺装层模量、超载、温度对桥面铺装层层间力学性能的影响规律,不同影响因素对桥面层间的最大剪应力影响程度的大小排序为:温度超载厚度材料模量。我国北方寒冷地区夏季最高温可达42. 6℃,在我国寒冷地区使用浇注式沥青混凝土时,需将高温稳定性能作为重要因素考虑,建议以工程所在地七月最高气温作为浇注式沥青混凝土铺装层设计高温设防值。建议增加车辙试验作为浇注式沥青混凝土高温性能评价方法,采用动稳定度作为评价指标。有关结论可为浇注式沥青混凝土设计与施工提供参考。     

高温下桥面防水混凝土层的工作性能研究

研究在高温环境下,桥面铺装中设置防水混凝土层的应力状态、抗渗性以及强度随温度变化的规律。应用弹性力学的平面温度应力模型的理论分析,并通过试验研究,指出在高温下防水混凝土的工作性能。     

环氧沥青混凝土材料在钢桥面铺装中的应用

大跨径钢桥桥面铺装层的使用条件和受力状态十分恶劣,对铺装层材料要求非常高.环氧沥青混凝土具有很高的强度、优良的耐疲劳和耐腐蚀性能,优良的高温稳定性和水稳定性,并且在低温条件下的收缩系数与钢板相近,导致其温度应力大幅度的降低.因此,环氧沥青混凝土适合用作大跨度钢桥桥面铺装材料.     

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。     

夏季桥面沥青铺装层温度预估及其力学影响

为了准确预估桥面柔性铺装内的温度分布状况,根据传热学基本理论和导热微分方程相关理论,建立箱型梁桥桥面铺装温度数值预估模型,使用有限差分法对其进行了求解,结果表明夏季箱型梁桥桥面铺装全天均保持高温状态。并运用预估结果分析了连续高温天气对桥面铺装力学响应的影响,分析表明高温导致的温度梯度使得导致铺装层内应力更为不利。     

环氧沥青混凝土材料在钢桥面铺装中的应用

大跨径钢桥桥面铺装层的使用条件和受力状态十分恶劣,对铺装层材料要求非常高.环氧沥青混凝土具有很高的强度、优良的耐疲劳和耐腐蚀性能,优良的高温稳定性和水稳定性,并且在低温条件下的收缩系数与钢板相近,导致其温度应力大幅度的降低.因此,环氧沥青混凝土适合用作大跨度钢桥桥面铺装材料.     

钢桥面沥青铺装体系直道高温浸水车辙试验研究

该文通过直道高温浸水车辙试验,研究了直道钢桥面铺装层在高温下的稳定性能,分析了铺装层的车辙横向分布情况,对铺装层的车辙发展情况及发展趋势进行了探讨与研究。     

新型高温热固树脂SCO改性沥青混合料性能研究

为使钢桥面铺装更好地满足高温重载地区苛刻的服役条件,利用高温热固树脂SCO改性沥青技术制备了一种新型的桥面铺装材料。通过马歇尔设计方法确定了高温热固树脂SCO改性沥青混合料的最佳沥青掺量,采用室内试验研究了其高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性能及疲劳性能,并分别与SBS改性沥青和环氧沥青进行对比。试验结果表明,混合料在70℃下7 d可完全形成强度,其高温动稳定度可达37 000次/mm,车辙深度仅为0.38 mm,低温破坏应变达到7 556με;新型高温热固树脂SCO改性沥青混合料具有优异的高温抗车辙性能和低温抗裂性能的同时,还具有较好的抗水损害能力和优异的抗疲劳破坏能力。     

南六塘河大桥沥青混凝土桥面铺装病害及其处治方案

桥面铺装层既是桥面保护层,同时也是桥面结构的共同受力层,除需足够的强度外,还应具有优良的高温抗车辙性能、低温抗裂性能、防水性能和耐久性。通过桥面铺装病害的成因分析,阐述南六塘河大桥桥面铺装层维修工程所采用的双层SMA桥面铺装设计方案。通过试验分析和初期实际应用效果,验证此类桥面铺装结构组合的合理性,为桥面铺装层病害处治提供一定的探索空间。     

夏季桥面沥青铺装层温度预估及其力学影响

为了准确预估桥面柔性铺装内的温度分布状况,根据传热学基本理论和导热微分方程相关理论,建立箱型梁桥桥面铺装温度数值预估模型,使用有限差分法对其进行了求解,结果表明夏季箱型梁桥桥面铺装全天均保持高温状态.并运用预估结果分析了连续高温天气对桥面铺装力学响应的影响,分析表明高温导致的温度梯度使得导致铺装层内应力更为不利.     

高粘度改性沥青配制钢箱梁桥面SMA铺装层的研究

设计了高粘度改性沥青配制的钢箱梁桥面SMA铺装层,并利用HBW高强度界面胶对钢桥面板进行糙化处理。该钢箱梁桥面的组合铺装技术方案,其SMA铺装层的抗高温车辙能力、抗裂性、界面抗剪切强度、疲劳寿命等都得到显著提高,70℃车辙动稳定度在5 000次/mm左右,60℃界面抗剪切强度达到1.42 MPa,铺装层疲劳寿命在200万次以上。该技术方案已成功应用于武汉市白沙洲大桥的桥面修补工程中。     

混凝土桥面柔性铺装层防水体系性能评述

防水体系是桥面铺装的重要组成部分之一,成功的桥面防水体系能够保证铺装层具有良好的使用性能。该文介绍了混凝土桥面防水材料的分类及其使用性能,同时考察了目前常用的评价防水性能的指标,此外,根据混凝土桥梁的工作特点提出了桥面防水体系应该达到的要求。     

虎门大桥TAF环氧沥青钢桥面铺装技术研究

桥面铺装是大跨径桥梁的关键技术之一,环氧沥青混合料铺装层以其强度高、刚度大、高温稳定性和低温抗裂性能好、抗疲劳性能好等优点,已经广泛应用于国内大跨径钢桥面铺装。结合虎门大桥应用TAF环氧沥青混合料进行钢桥面铺装的工程实际,总结了TAF环氧沥青混合料在虎门大桥钢桥面铺装中的施工经验。     

沥青砼组合结构在桥面铺装中的应用研究

沥青砼组合结构对桥面铺装路用性能具有重要影响。为优化设计桥面铺装层组合结构,文中利用全厚式车辙试验、直剪试验及低温弯曲试验对不同类型、不同组合沥青砼进行性能验证,研究得出双SMA组合结构在高温稳定、抗剪及抗裂性能方面均具有显著优势,上、下面层结构类型分别对桥面铺装层高温抗车辙能力和低温抗裂性能具有决定性作用,橡胶粉改性沥青能改善结构层高温和低温性能,但不能改善其抗剪切能力;推荐采用按照公称最大粒径上大下小的双SMA结构组合形式。     

超高性能轻型组合桥面铺装体系基本力学性能研究

为解决大跨径钢桥面疲劳开裂和铺装层早期损坏这两大难题,提出薄层聚合物混凝土(TPO)铺筑于超高韧性混凝土(STC)-钢桥面板的超高性能轻型组合桥面铺装体系。基于马房大桥的有限元模型,分析STC+TPO铺装体系的受力和变形特点。计算结果表明:采用STC+TPO铺装体系,钢桥面板中的拉应变平均降幅达76.4%,铺装层中的拉应变峰值和竖向位移峰值降幅均大于49.0%;此外,车辆荷载、环境温度和铺装层厚度等对STC+TPO铺装体系的受力状况有较大影响,60℃时STC-TPO界面抗剪强度可达2.56 MPa;STC+TPO铺装体系能大幅提高桥面系刚度,降低铺装层和桥面板的应力应变幅值,从而减小桥面板和铺装层疲劳开裂的风险;同时,STC和TPO的抗拉强度及界面抗剪强度均满足重载和高温环境下的使用要求。