水泥混凝土桥面粘结层抗剪性能要求及简化计算

通过有限元方法,分析了不同类型桥面防水粘结层的受力特点及其剪应力对铺装层各种参数(包括厚度、模量、水平荷载及胎压等)的敏感性,得到了粘结层剪应力角度变化范围,提出了桥面粘结层的抗剪强度要求计算公式。通过变化室内斜剪试验剪切角度(25°~65°),得出了剪切角度变化时粘结层抗剪强度随温度变化的规律。研究结果表明:桥面铺装厚度和水平荷载是影响层间剪应力与剪切角度大小的主要因素,粘结层材料的抗剪性能随着温度和剪切角度的增大迅速降低,具有一定厚度的低模量防水卷材粘结层对铺装层抗剪是不利的。建议通过比较不同场合桥面粘结层的抗剪强度测试值和理论计算值,判定粘结层的粘结效果,用于指导防水粘结层的选择。     

钢桥面环氧沥青防水粘结层耐久性影响分析

大量现场调查表明,因防水粘结层失效而造成的钢桥面铺装层脱层或滑移是造成钢桥面铺装病害的重要原因之一,交通荷载、温度、水等因素通常被认为是影响铺装防水粘结层长期使用的主要因素。根据钢桥面铺装特点与技术要求,选择环氧沥青作为防水粘结层进行试验研究。考虑两种温度(25℃、70℃)的拉拔试验和剪切试验,明确了防水粘结层的温度敏感性;选择不同表面构造钢板进行拉拔试验,考察其对环氧沥青防水粘结层粘结性能的影响;以高温浸水拉拔试验和剪切试验,评价了高温水对钢桥面铺装防水粘结层的影响;试验结果表明:随着温度的升高,防水粘结层的拉拔强度和抗剪强度下降很快;随着浸水时间的增加,拉拔和抗剪强度下降较慢,且抗剪强度基本不变。因此,采用环氧沥青作为钢桥面防水粘结层时,温度应作为首要考虑因素。     

桥面铺装层间界面剪切性能的影响因素分析

针对影响桥面铺装层问界面剪切特性的因素开展了试验研究和数值模拟研究.结果表明:桥面铺装层间界面的剪切强度随试验温度的升高而降低,随加载速率的增大而增大;当调平层表面构造深度在6 mm左右时,铺装层间界面的抗剪性能能够最大限度地予以发挥;沥青混凝土面层的厚度和防水粘结层的弹性模量对铺装层间界面的抗剪强度影响较大,而沥青混凝土的弹性模量和防水粘结层的厚度对抗剪强度的影响则可以忽略.     

水泥混凝土桥面沥青铺装结构力学性能分析

在水泥混凝土桥的主梁(板)上或防水混凝土层面板上一般需设置柔性防水层,因此桥面铺装结构在力学性能上不同于一般路面结构。采用有限元方法分析了水泥混凝土桥面沥青铺装结构中桥面铺装材料的厚度、模量与泊松比、防水粘结层的厚度和模量以及汽车荷载等因素对桥面铺装结构中防水粘结层最大剪应力指标的影响。     

纵坡对钢桥面铺装层力学响应的影响

为提出大纵坡钢桥面铺装层设计指标,分析了坡道上车辆与桥面的相互作用以及沥青混合料的时温等效特性。在此基础上,采用ABAQUS软件建立了钢桥面铺装局部三维有限元模型。最后,分析了匀速行驶及紧急制动时纵坡对钢桥面铺装层力学响应的影响。结果表明:纵坡对钢桥面铺装层表面最大横向拉应力、层底最大横向剪应力和最大竖向位移几乎无影响;纵坡对钢桥面铺装层表面最大纵向拉应力和层底最大纵向剪应力影响较为显著;相比匀速行驶时,紧急制动时下坡道纵向拉应力及纵向剪应力大幅增大,尤其是纵向剪受力更不利。在大纵坡钢桥面铺装层设计中,计算铺装层表面最大纵向拉应力和层底最大纵向剪应力时必须充分考虑纵坡影响,重点考虑界面抗剪强度。     

粘结层特性对正交异性钢桥面铺装受力的影响

为了研究粘结层对正交异性钢桥面铺装受力的影响,应用有限元软件ABAQUS对钢桥面铺装的局部梁段进行模拟,探讨是否设置粘结层以及粘结层材料的计算参数(泊松比和模量)和粘结层厚度的改变对钢桥面铺装的受力影响。研究结果表明设置粘结层对整个桥面铺装的受力是有利的。以层间剪应力作为指标,粘结层材料泊松比增大时,层间最大剪应力会有一定减小但剪应变有一定的增加,此外,层间最大剪应力也会随着粘结层材料模量的减小而减小。粘结层厚度的增加也使得层间的剪应力和剪应变都有所减小。以上的这些钢桥面铺装的受力影响也为工程应用中粘结层材料的选择提供一定的理论依据。     

BRT公交车制动状态下沥青铺面受力特征

为了揭示桥面铺装动态荷载下的力学响应规律,以成都某高架混凝土桥沥青铺装工程为依托,以BRT公交车进站制动情况为荷载背景,采用数值模拟分析方法,结合正交试验数值分析结果,进行了桥面铺装方案的结构优化比选.以正交试验得出的优选方案为对象,进一步分析了车辆移动速度对BRT停靠站刹车减速段桥面铺装体系的受力影响,解释了其作用机理.研究表明:振动冲击与作用时间的综合作用导致铺装层竖向变形和剪应力响应存在"临界速度"的现象;不同初始车速下,各轴轮印处面层弯拉应力及剪应力存在短时快变的正负应力交互作用;在制动荷载作用下,表层剪应力较大,并在初始速度60 km/h制动工况下达到极值;在靠近公交站台等车辆制动或加速相对频繁的路段,应特别注意提高铺装层的抗剪切及抗疲劳能力,同时加强层间粘结.     

公铁两用大桥桥面铺装力学行为研究

为研究公铁两用连续刚桁梁桥的公路桥面铺装结构的力学行为和力学指标,采用有限元软件ANSYS,建立简化桥面铺装的某公铁两用大桥整体有限元模型,对在简化铁路荷载和公路荷载作用下铺装结构的力学响应进行了分析,得到铺装层的应力—应变变化规律、力学控制指标和最不利荷位。分析结果表明:采用3跨公路桥局部模型能获得相对合理的桥面铺装分析模型;各个轮载位的沥青面层最大横、纵向剪应力均出现在车轮荷载正下方沥青层与混凝土层交界处,计算结果显示沥青面层剪应力水平普遍于0.1~0.15 MPa之间,而SMA沥青混凝土与混凝土之间的抗剪强度为1 MPa,由此可见理论计算值满足容许值需求,并且留下了较大的抗剪储备空间。     

桥面铺装防水粘结层剪切试验研究

针对目前桥面铺装存在的问题,利用自行研制的试验设备进行室内模拟剪切试验,研究由不同防水粘结材料组成的桥面结构的层间抗剪强度,以及外界环境条件对抗剪强度的影响规律,可为今后桥面铺装防水粘结层的进一步研究奠定基础。     

基于室内试验的桥面典型病害成因分析及处治技术

桥面铺装层典型病害影响桥面行车安全,通过室内试验分析,总结了铺装层病害的成因,并对铺装防水粘结层材料和混合料类型进行综合比选,提出了利于施工的沥青混合料和防水粘结层桥面铺装改造方案、施工工艺及质量控制要点,可为桥面铺装层病害处治提供参考。