礐石大桥铺装层大修工程分析

礐石大桥铺装层大修工程挖除了原双层SMA铺装层,新采用了浇筑式GA-10下层+SMA-10上层的铺装结构形式.首先针对该桥原双层SMA铺装出现的病害进行详细的成因分析,特别突出了螺栓连接处的铺装层剪切破坏分析,进而具体介绍了本次铺装层大修设计与施工在原材料性能、防排水设计、界面抗剪性能等方面做出的相应改进,并提出了该新铺装层可能出现的问题.     

大跨径水泥混凝土桥梁沥青铺装层结构组合研究

以五河口大桥桥面铺装层受力薄弱处沥青混合料为研究对象,选取5种结构类型组合,通过复合板双层车辙试验和复合梁疲劳试验,更精确地模拟实际受力状况,并进行了劈裂试验、冻融劈裂试验以及低温小梁等常规路用性能试验,为铺装层结构选择提供依据。研究结果表明:在结构组合设计中,重点考虑铺装上层的抗车辙性能,对于铺装下层混合料设计则更多的关注其他的路用性能;综合考虑组合结构的抗疲劳性能、抗拉性能、抗水损害性能和低温抗裂性能,桥面铺装下层宜选用粒径较小的级配,添加纤维效果尤佳。综合比较路用性能指标,考虑桥面实际施工状况和经济性,铺装上层采用玄武岩SMA-13沥青混合料,推荐SMA-10沥青混合料作为桥面沥青铺装下层。     

沥青混合料复合小梁疲劳因素正交试验分析

研究采用正交试验设计对3种路面结构类型的双层沥青混合料复合小梁疲劳因素进行分析,并建立了疲劳方程模型。结果表明:黏层油用量对复合小梁的疲劳寿命影响最显著,而黏层油种类和应力水平对不同路面结构类型显著性存在差异性;AC-13+AC-20和SMA-13+AC-20在0.5kg/m2的SBS改性沥青黏层油作用下,OGFC-13+AC-20在0.75kg/m2的SBR改性乳化沥青黏层油作用下,且全部为低应力水平时,疲劳寿命最长;不同路面结构类型的疲劳方程模型符合二次抛物线关系,且相关性均达到97%以上;不同黏层油用量下,SMA-13+AC-20的疲劳寿命显著优于其他路面结构类型。     

沥青路面磨耗层与下卧层组合结构力学行为分析

路面结构的层间状态在服役过程中受到各种因素的影响会发生改变,层间结合状态的改变对路面结构的力学行为会产生很大的影响。该文通过组合结构试验与数值分析,探究不同磨耗层与下卧层组合结构在不同应力和黏结状态下的力学行为。作为对比分析,试验考虑3种目前常用的沥青路面磨耗层（面层）材料：AC-13、OGFC-13和SMA-13。试验结果表明：不同组合结构由于材料特性的差异表现出不同的层间黏结性能与疲劳特性;与AC-13+AC-20组合结构相比,OGFC-13+AC-20和SMA-13+AC-20的抗剪切疲劳性能较强,但是抗弯拉疲劳性能较弱。层间压-剪破坏主要发生在层间界面和界面过渡区,可以观察到材料空隙结构的压缩与黏结界面的嵌挤变形;局部界面会有集料在挤压和剪切过程中破坏,随着界面剪切变形和滑移。弯拉应力作用下组合结构的疲劳破坏行为与压-剪应力作用下明显不同,材料特性的差异对其抗弯拉变形能力有显著影响,且疲劳失效形态受到层间黏结与接触咬合状态的影响;随着材料损伤的开展,裂缝由组合梁试件底部沿着集料周边向上开展,到层间界面时会沿着界面向两侧横向开展造成局部脱黏,随后再向上开展直到组合结构试件失效。     

温拌技术在寒冷地区桥面铺装中的应用研究

研究了寒冷地区桥面铺装沥青混凝土加入温拌剂后的使用性能,采用的桥面铺装结构为"4cm AC-13SBS改性沥青混凝土铺装上层+5cm AC-16沥青混凝土铺装下层+AMP-100二阶反应型防水粘结层",在制备铺装上层SBS沥青混合料时加入DAT-H5温拌剂。通过改变马歇尔击实试验的击实温度,确定温拌剂DAT-H5掺量10%可降低沥青混合料的拌和温度25℃左右。温拌沥青混合料的路用性能试验结果表明:DAT-H5温拌剂的加入可以提高SBS改性沥青混合料的高温性能和水稳定性,虽对低温性能略有影响,但仍满足现行规范的要求。     

钢桥面铺装组合结构的路用性能研究

对比研究了5种钢桥面铺装组合结构(EA-10+EA-10、EA-10+SMA-10、GA-10+EA-10、GA-10+SMA-10和SMA-10+SMA-10)的高温性能、疲劳性能、抗滑性能及防水性能等;同时考察了二阶环氧树脂防水粘结剂与铺装组合结构的界面粘结性能。试验结果表明,采用高韧性环氧沥青混凝土的组合结构具有优异的路用性能;二阶环氧树脂防水粘结剂能很好地适用于各种铺装组合结构。通过试验验证了5种铺装组合结构的综合技术性能,为我国钢桥面铺装提供一定的理论参考。     

水泥混凝土桥梁耐久性沥青混凝土铺装评价与选择

为了提高水泥混凝土桥梁沥青混凝土铺装层的耐久性,在多种类型沥青混合料路用性能对比研究的基础上,采用复合疲劳试验评价了不同结构组合的耐久性。研究表明:耐久性铺装的上层结构宜采用各项性能均衡的AC-13SBS改性沥青混凝土;下层结构宜采用耐久性明显更优的环氧沥青混凝土,兼顾经济性,也可采用掺加聚酯纤维的AC-13高强沥青混凝土。     

佛陈大桥(扩建)的轻型组合桥面结构设计

佛陈大桥(扩建)连续钢箱梁的桥面采用各向异性钢桥面铺装,为解决钢桥面疲劳裂纹和铺装易损坏的问题,从耐久性出发,转变桥面铺装的设计思路,结合钢箱梁的结构设计,引入了轻型组合桥面结构,在扩建右幅桥试验性地采用超高韧性混凝土(STC)和沥青磨耗层组合铺装结构,提高铺装下层的设计年限和钢桥面的抗疲劳寿命,从而降低铺装层的养护成本和生命周期总成本。通过模型试验,验证该轻型组合桥面结构的抗裂能力,能达到设计要求。     

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。     

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。     

一次成型桥面沥青铺装结构组合性能研究

桥面沥青铺装的施工方法对铺装结构组合的整体性能具有至关重要的影响。为探寻合理的桥面沥青铺装结构成型工艺，基于室内模拟降温试验，对比分析“热接热”“热接暖”和“热接冷”三种成型方式下桥面沥青铺装结构的降温特性，并采用单轴贯入试验和四点弯曲试验研究三种方式成型的六种沥青铺装结构组合的高温抗剪性能和抗疲劳性能。结果表明：采用“热接热”“热接暖”一次成型方式可有效降低桥面沥青铺装结构的降温速率，保证铺装层混合料更好的碾压效果；“热接热”“热接暖”成型的铺装结构高温抗剪强度明显大于传统的“热接冷”成型方式，疲劳寿命分别为“热接冷”工艺的2.84倍和2.73倍，且一次成型方式下SMA-13+EA-10的铺装结构组合具有最大的高温抗剪强度及最长的疲劳寿命。     

高速公路混凝土桥复合桥面铺装热效应分析

针对广东地区高速公路混凝土桥复合桥面铺装结构普遍存在的车辙、推移等剪切病害,采用ANSYS有限元软件,结合广东气候特点,建立轮胎和混凝土桥复合桥面铺装实体模型,分别进行温度和温度-荷载耦合条件下桥面铺装结构层的热效应数值模拟。结果表明:铺装层内部温度场分布不均匀,且温度应力下剪切变形薄弱层为下层AC,而耦合条件下横向剪切变形薄弱层为上层AC,纵向剪切变形薄弱层为下层AC。研究成果可为广东高速公路混凝土桥复合桥面铺装结构设计提供工程经验借鉴及参考。     

含层间界面的复合小梁疲劳性能影响因素的交互作用

为探讨在车辆荷载重复作用下,铺面材料疲劳性能的变化规律,采用含有层间界面的复合小梁进行四点弯曲疲劳试验。通过改变复合小梁的材料组合方式、黏层油类型及用量,以及应变水平等影响因素,测定复合小梁试件的疲劳寿命。结果表明:(1)对于双层均为密实型材料的复合小梁,各因素对其疲劳寿命的影响大小顺序为黏层油用量应变水平黏层油类型,对于上层为空隙型、下层为密实型的复合小梁,各因素影响顺序为应变水平黏层油用量黏层油类型;(2)随着上层沥青混合料空隙的增大,层间黏结性能下降,复合小梁疲劳寿命减小,而随着黏层油用量的增加,层间黏结性能先增后减,复合小梁的疲劳寿命也先增后减;(3)混合料级配类型及材料性质在影响复合小梁疲劳寿命的因素中居主导地位,SMA-13与SMAP-5的结构组合整体性最好,疲劳寿命最大;(4)确定了复合小梁疲劳寿命与黏层油用量之间的相互关系,并采取现象学法疲劳模型,建立疲劳寿命方程。     

两类温拌剂SBS沥青混合料路用性能研究

选取常用降粘型温拌剂Sasobit和发泡型温拌剂Aspha-min,以SBS改性沥青AC-13和AC-20沥青混合料为对照组。分别评定Sasobit、Aspha-min温拌AC-13混合料的高温、低温稳定性和水稳定性以及AC-20混合料的疲劳性能,探究温拌混合料路用性能与热拌混合料的区别,同时比较不同温拌混合料(不同作用机理的温拌剂)路用性能的差异。结果显示:温拌AC-13混合料的抗车辙性能有所降低;水稳定性有一定负面影响,但影响不大,相比而言Aspha-min对混合料水稳定性的影响较Sasobit要小;AC-13混合料的低温性能得到了改善。并回归了AC-20混合料疲劳寿命与应变的双对数坐标方程,显示疲劳寿命受应变的影响较大,低应变水平下,AC-20(Aspha-min)的疲劳寿命最大,AC-20(Sasobit)最小;中等应变水平下比较的3种混合料疲劳寿命相差不大;高应变水平时,AC-20(Sasobit)的疲劳寿命最大,AC-20(Aspha-min)最小。     

沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)在桥面铺装中的应用

设计了高粘度沥青SMA桥面铺装层及SBS高粘度改性沥青防水粘结层.采用新的铺装形式,在桥面总厚度不变前提下采用SMA-13(4.5cm)薄层铺装代替AC-13C(4cm)+AC-20C(4cm),通过原材料优选与配合比的优化设计.同时对该结构的摊铺、碾压等施工工艺进行严格控制,使SMA铺装层的水稳定性能、抗高温车辙能力、抗裂隙均得到了显著的提高,在湖北107国道武汉市东西湖高架桥进行了成功运用。     

AC-13型沥青混合料剪切疲劳寿命预测

针对长大纵坡处和转弯处沥青路面常见的推移、拥包等水平剪切性破坏,采用旋转压实成型方法,对AC-13型沥青混合料进行恒定高度条件下的重复剪切试验,根据不同应力比条件下的剪切疲劳曲线,推导出AC-13沥青混合料剪切疲劳方程,利用该方程可以对其剪切疲劳寿命进行预测。结果表明:应力水平对沥青混合料剪切疲劳寿命影响巨大,0.2应力水平条件下AC-13沥青混合料的剪切疲劳寿命为17338040次,而0.4应力水平条件下的剪切疲劳寿命为552077次,减小幅度达96.8%;对于长大纵坡和曲线较多的山区公路,严格限制车速和车辆载重,可以在一定程度上延长沥青路面使用寿命。     

特大桥梁沥青铺装层材料性能试验研究

为保证沥青铺装层具有优良的抗水损害和疲劳寿命,应进行专门的沥青混合料配合比设计。结合京港澳高速公路郑州黄河公路大桥的桥面铺装层设计,在室内首先对AC-13I、AK-16A和AC-16I进行了配合比设计,并对各结构单层进行了APA浸水车辙试验和疲劳试验。为模拟桥面铺装层的整体工作状况,又选取两种双层桥面铺装层结构方案A、方案B,在室内进行了高温状况下复合板车辙及复合梁疲劳试验。试验结果表明,在选定的配合比下条件下,单层中的AC-13I型沥青混合料有更好的抗水损害性能;双层桥面铺装层结构方案B具有优良的抗车辙和疲劳性能。综合比较后,方案B可用于指导黄河特大桥桥面的沥青铺装层施工。     

SMA+SBS高粘度改性沥青防水粘结层结构在桥面铺装中的应用

设计了高粘度沥青SMA桥面铺装层及SBS高粘度改性沥青防水粘结层,采用新的铺装形式,在桥面总厚度不变前提下采用SMA-13(4.5cm)薄层铺装代替AC-13C(4cm)+AC-20C(4cm),通过原材料优选与配合比的优化设计,同时对该结构的摊铺、碾压等施工工艺进行严格控制,使SMA铺装层的水稳定性能、抗高温车辙能力、抗裂性均得到了显著的提高,在湖北汉英高速公路谌周段特大桥进行了成功运用。     

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.     

板梁桥面薄层沥青混凝土铺装的应用研究

针对空心板梁桥的铰缝极易破坏的特征,文中提出压缩沥青混凝土铺装层,增加水泥混凝土调平层厚度,并优化防水粘结层的设计要点。室内试验表明,薄层沥青混凝土具有良好的路用性能,应力吸收层作为防水粘结层的抗剪切强度高达2.68 MPa。最终推荐采用双层钢筋网的水泥混凝土调平层+复合改性沥青应力吸收层+单层复合改性沥青混凝土的薄层板梁桥面铺装组合形式进行桥面铺装的维修,取得良好效果。