浇注式沥青混凝土复合铺装的高温稳定性能研究

为提高浇注式沥青混凝土复合铺装的高温性能,减少铺装层在行车荷载作用下产生的高温车辙现象,本文将复合铺装层间接触状态分为未撒布碎石和撒布碎石2种情况,提出以动态机械分析试验方法(dynamic mechanical analysis,DMA)和车辙动稳定度方法评价浇注式沥青混凝土复合铺装高温稳定性能,通过四点弯曲试验和车辙试验研究复合铺装层高温性能,研究层间接触状态对复合铺装结构高温稳定性能的影响。研究结果表明,采用DMA试验方法和车辙动稳定度方法能有效评价复合铺装结构的高温稳定性能;浇注式+碎石+SMA复合铺装动态模量和动稳定度高于浇注式+SMA复合铺装相应数值;碎石粒径越大和用量越多对复合铺装动稳定度影响显著,推荐采用13.2～19 mm粒径碎石,推荐用量为10 kg/m~2。     

沥青混凝土桥面铺装层间应力研究

为了减缓沥青混凝土桥面铺装病害,应用有限元软件ANSYS,通过建立8结点实体单元有限元模型,对沥青混凝土桥面铺装层间应力进行了分析。计算结果表明:沥青混凝土铺装厚度和模量、防水粘结层厚度和模量对铺装层间应力影响显著;层间应力随着超载比例的增加呈线性增长;水平荷载对横桥向剪应力影响较大。因此,在桥面铺装层设计和施工中,应选择合适的沥青混凝土铺装层材料和防水粘结层材料,并选择合理的厚度;运营过程中应严格控制超载和车速。     

浇注式沥青混凝土组合结构车辙试验研究

为充分掌握影响钢桥面浇注式沥青混凝土铺装结构高温稳定性的要素,以车辙试验为主要方法,从不同试验温度、不同性能混合料组合和不同厚度组合3个方面对浇注式沥青混凝土铺装结构(GA10+SMA10)的抗车辙性能进行试验研究和理论分析。结果表明:试验温度对组合结构的动稳定度影响显著,随着试验温度的增加动稳定度呈指数趋势下降;上面层SMA10和下面层GA10的高温性能对组合结构的动稳定度均有贡献,GA10高温性能的提高对组合结构动稳定度的影响更为显著;不同厚度组合对组合结构高温抗车辙性能有显著影响,组合结构的动稳定度随着上面层SMA10厚度的增加和下面层GA10厚度的减小呈指数趋势提高,SMA10厚度的增加对组合结构动稳定度的影响更为显著。综合来看,要保证组合结构的高温抗车辙性能,应提高上面层SMA和下面层浇注式沥青混凝土的高温性能,尤其要提高下面层浇注式沥青混凝土的高温性能,并尽量增加上面层SMA的设计厚度。     

预拌碎石对GMA浇注式沥青混凝土高温性能的影响

为研究预拌沥青碎石对钢桥面铺装结构高温抗车辙性能的影响,依据港珠澳大桥钢桥面铺装实体工程,开展GMA浇注式沥青混凝土的高温性能室内试验研究。首先设计GMA10和SMA13级配沥青混合料,然后制备不同预拌沥青种类(AH70#,SBS)、不同预拌沥青掺量(0.2%,0.4%,0.6%,0.8%)、不同粒径(5~10 mm,10~15 mm,15~20 mm)的单级配碎石,分析不同粒径、撒布量、撒布方式、预拌沥青种类与掺量对单层GMA浇注式沥青混凝土和组合结构(SMA+GMA)高温性能的影响。结果表明:预拌碎石撒布可显著提高GMA浇注式沥青混合料的高温性能;在其他相同条件下,撒布粒径10~15 mm的预拌碎石对提高GMA浇注式沥青混合料的高温性能最为明显,高达30%左右;随着预拌碎石撒布量的增加,GMA浇注式沥青混合料的高温改善作用逐渐增强,撒布量在10~12 kg/m2改善效果最佳;碎石撒布方式和预拌沥青的类型对提高浇注式沥青混合料的车辙动稳定度影响较小;随着预拌沥青掺量的增加,GMA浇注式沥青混合料高温性能改善作用先增强后减弱,预拌沥青掺量0.2%~0.6%较为合理;干拌碎石在浇注式沥青混合料中的的隔热效果优于预拌沥青碎石的;预拌沥青碎石的撒布改善了组合结构的高温抗车辙性能,车辙深度降低10%左右,车辙动稳定提高25%左右;组合结构70℃车辙动稳定度指标更能真实反映南方湿热高温环境下钢桥面铺装结构的高温抗车辙性能。     

混凝土桥面防水黏结层剪应力有限元分析

采用ANSYS有限元软件模拟分析混凝土桥面沥青铺装结构层间最大剪应力的变化规律。研究表明,防水黏结层的最大剪应力随沥青铺装层厚度、模量增大而降低;当防水黏结层模量为10 MPa～50 MPa时,沥青铺装层底层、防水黏结层的层间最大剪应力波动较大,模量为50 MPa～100 MPa时波动趋势稍缓,超过200 MPa后趋于平缓,因此,优选防水黏结层模量为100 MPa～300 MPa;车辆制动与超载重载对桥面铺装层层间最大剪应力影响显著,摩擦系数从0.2增至1.0时,防水黏结层内部的最大剪应力由0.133 MPa增至0.283 MPa,增幅为112.8%,超载系数与桥面铺装结构层间最大剪应力呈线性正相关,控制车辆超载、重载可有效避免桥面铺装层发生剪切破坏。探求沥青铺装结构层间最大剪应力变化规律,为优选防水黏结层的材料提供理论支撑。     

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.     

浇注式沥青混凝土在礐石大桥桥面铺装大修工程中的应用

介绍了浇注式沥青混凝土在汕头礐石大桥钢桥面铺装翻修工程中的应用情况,分析了此次大修工程中所使用的浇注式沥青混凝土的材料特性,并结合本桥特点介绍了浇注式沥青混凝土的施工特点及摊铺施工过程中需注意的事项。首次深入探讨了螺栓连接钢桥面铺装层改造工程中的特殊施工缺陷——螺栓区浇注式厚度偏厚的成因,并给出了大修工程中采取的相应措施。     

基于实际工况的沥青混凝土桥面铺装层层间拉应力分析

系统研究了不同工况作用下桥面铺装层间拉应力响应,计算确定了桥面铺装厚度、模量、桥面纵坡、行车超载对桥面铺装层不同层间拉应力的影响程度,并分析得到各因素对桥面铺装层层间拉应力影响规律。     

寒冷地区桥面铺装防水体系的研究与应用

针对寒冷地区水泥混凝土桥面上沥青混凝土铺装层早期破坏的现象,如:低温开裂、冻融破坏、桥面防水粘结及界面处理等问题,通过对浇注式沥青混凝土和桥面防水粘结材料以及不同结构组合的研究,探索桥面铺装最佳防水体系组合.     

千岛湖1号桥桥面铺装层受力敏感性分析

明确铺装结构受力特性是桥面铺装材料设计的前提条件。结合千岛湖1号桥实体工程,为了给后续铺装用沥青混凝土材料选择和结构设计提供技术支持,针对大跨径水泥混凝土桥面受力特点,运用三维有限元分析软件建立合理的力学模型,对铺装层数、铺装层厚度、铺装层模量、外界温度和荷载大小等影响因素做出敏感性分析。研究表明：上述因素对铺装层受力都有一定的影响,其中桥面摩擦系数和胎压的影响最为敏感,建议在桥面铺装设计时,在满足桥面抗滑性能的基础上,尽量减小摩擦系数,并严格控制超载车辆。     

桥面铺装防水粘结层剪应力的有限元计算分析

文章运用ANSYS有限元分析软件,对混凝土桥面防水粘结层剪应力进行了计算;分析了超载、车辆行驶状态、沥青铺装层厚度及模量、防水粘结层模量、层间接触状态等对防水粘结层最大剪应力的影响。计算结果表明:当超载100%时,防水粘结层最大剪应力增大约3.2倍;特殊路段紧急刹车时层间可能出现的最大剪应力约为车辆正常行驶时的11.8倍;最大剪应力随沥青铺装层厚度增加而减少,当铺装层厚度超过6cm后,最大剪应力不超过0.392MPa;沥青铺装层模量对最大剪应力影响不大。在此基础上提出了桥面铺装结构防水粘结层的抗剪强度标准。     

连续刚构桥桥面铺装局部分析

本文有针对地选取连续刚构桥沥青混凝土桥面铺装层最不利荷载位置,分别以最大水平拉应力、最大竖向拉应力和最大剪应力为控制指标,获取沥青混凝土桥面铺装层受铺装厚度、混合料模量及超载等因素的线性影响规律,从而为连续刚构桥沥青混凝土桥面铺装层的设计施工提供参考依据。     

复合浇注式沥青混凝土高温性能分析

由于钢桥面铺装存在特殊性,在国内浇注式沥青混凝土铺装并没有显示出更好的高温性能。本文采用高温车辙试验、贯入度试验等方法,分析了搅拌时间、预拌沥青碎石、结构厚度、改性剂及结构组成对复合浇注式沥青混凝土高温性能的影响,并提出了改善复合浇注式沥青混凝土高温性能的一系列措施。     

基于聚合物合金材料钢桥面铺装结构性能研究

基于聚合物合金材料轻质高强的特点,该文提出3种基于聚合物合金材料的新型钢桥面铺装结构,考察其高温性能、界面黏结性能、抗疲劳性能及抗滑性能等,并与传统铺装结构的路用性能做对比。试验结果表明：铺装层厚度对“聚合物合金材料+高弹改性沥青混凝土SMA10”的高温性能影响较大,而对“聚合物合金材料+高韧性环氧沥青混凝土EA10”和“浇注式沥青混凝土GA10+聚合物合金材料”的高温性能影响较小。聚合物合金铺装结构具有良好的高温性能、界面黏结性能和抗疲劳性能,整体性能与浇注式沥青混凝土及环氧沥青混凝土铺装结构相似,完全能满足钢桥面铺装对材料及结构的要求,并降低了铺装层的自重,实现了钢桥面的轻质高强铺装目标。     

浇注式沥青混凝土在钢桥面铺装中的应用

为对浇注式沥青混凝土在钢桥面铺装中的应用效果进行评价,本文首先总结了浇注式沥青混凝土较传统桥面铺装所具有的优势,并通过实际工程对其应用效果进行了研究,结果表明浇注式沥青混凝土的流动度、贯入度和弯曲强度均满足规范要求,在实际钢桥面铺装工程中应用良好,显然浇注式沥青混凝土在钢桥面铺装工程中具有良好的应用效果。     

基于综合工况的桥面铺装层间工作状态研究

桥面铺装受力条件极为复杂,其工作状态不同于一般的公路路面.然而,国内外对铺装层间力学响应的计算分析很少.因此,该文运用Ansys有限元软件,建立设置防水粘结层的桥面铺装力学模型.分析纵坡、超载、路面温度及水平力系数等不同因素对沥青混凝土铺装和粘结层层间、桥面板和粘结层层间剪应力的影响规律.在此基础上,研究不同工况桥面铺装层间工作状态,提出桥面铺装层间工况分级标准,为桥面铺装层间防水粘结材料的选择、设计提供参考依据.     

港珠澳大桥钢桥面沥青铺装结构设计

港珠澳大桥钢桥面铺装标准高、规模大、施工环境复杂,在分析实桥结构、交通、气候、施工条件的基础上,对该桥钢桥面铺装结构进行设计。以工程病害率、成熟程度、施工可控性、抗疲劳性能、高温稳定性、重载承受能力为评价指标,对多种典型铺装方案进行综合评定,最终推荐浇注式沥青混合料+改性沥青SMA方案。通过工艺改进,确定采用MA配合比设计方法和GA生产工艺制备浇注式沥青混合料GMA。铺装结构设计为:对钢板表面喷砂除锈后,按顺序涂装防腐层、防水层、黏结层,然后在行车道范围内依次铺装30mm浇注式沥青混合料GMA-10+38mm改性沥青SMA-13(层间洒布改性乳化沥青);在中央分隔带范围内铺装68mm全厚式浇注式沥青混合料。该铺装方案符合全寿命设计理念,具有综合性能优、质量可靠度高、施工效率高等优点。钢桥面铺装实施过程与验收结果均表明该铺装方案合理、可行。     

连续箱梁桥桥面混凝土铺装层的受力分析

通过对连续箱梁桥桥面的铺装层受力分析,分析了桥面混凝土铺装层在动、静荷载下的最不利荷载位置,随后分别考虑了水平荷载、超载、铺装层厚度、以及铺装层模量力学响应影响,得出较强抗剪性能的粘结层对保持桥面铺装层整体结构的连续有显著作用,用一定模量的材料应用于铺装层,保证抗拉强度满足相应要求,对连续箱梁桥桥面铺装层设计施工有一定的指导作用。     

混凝土桥面沥青铺装层厚度、模量设计参数分析

基于有限元分析方法,建立实体模型,首先对比分析了不同铺装层厚度下剪应力的变化,然后通过改变铺装层的模量以及上下两层的模量比,分析了模量以及模量比的改变对铺装层剪应力的影响。分析得出的沥青桥面铺装厚度与模量的设计参数对指导混凝土桥面沥青铺装的设计有很大的帮助。     

连续箱梁桥桥面混凝土铺装层的受力分析

通过对连续箱梁桥桥面的铺装层受力分析,分析了桥面混凝土铺装层在动、静荷载下的最不利荷载位置,随后分别考虑了水平荷载、超载、铺装层厚度、以及铺装层模量力学响应影响,得出较强抗剪性能的粘结层对保持桥面铺装层整体结构的连续有显著作用,用一定模量的材料应用于铺装层,保证抗拉强度满足相应要求,对连续箱梁桥桥面铺装层设计施工有一定的指导作用。