层间处置技术对水泥混凝土桥面沥青铺装抗剪性能影响的研究

本文通过理论分析和室内试验,研究了广中江高速公路水泥混凝土桥桥面铺装层间处置技术对沥青混凝土铺装抗剪性能的影响,结果表明:通过在桥面水泥混凝土板表面设置一定的构造,可有效提高水泥混凝土层与沥青混凝土层在水平力作用下的抗剪切变形能力。同种条件下,采用AC16型沥青混凝土对抗剪强度的提高更为有效;抗剪强度将随刻槽参数因子k的增加呈先增加后减小的趋势,存在最佳值。     

基于层间接触的钢桥面铺装力学分析

针对钢桥面铺装常用的双层异质结构,采用通用有限元软件建立局部钢箱梁模型,考虑在不同的层间接触条件和温度影响下,钢桥面铺装体系的力学响应,据此为钢桥面铺装层间处理设计与施工提供理论依据。结果表明:铺装上下层间剪应力始终大于铺装层底,且两者均只受下层底与钢板间摩擦因数影响;常温下,铺装体系易出现脱层,且上下层间脱层的风险更大;高温下铺装上层表面易出现推移,上层内部易出现永久性剪切变形病害,下层底易出现脱层。     

环氧沥青混凝土钢桥面铺装的弯曲特性

采用理论分析与室内试验相结合的方式，研究了环氧沥青混凝土钢桥面铺装的弯曲特性。首先采用有限元方法分析了正交异性钢桥面铺装的变形特性，然后完成了3根环氧沥青混凝土铺装复合梁试件在弯曲荷载作用下的应变分布测试，以及一15—70℃温度条件下复合梁试件静、动载挠度的测试。结果表明，正交异性钢桥面及其铺装层的局部变形特性可用简支复合梁试件模拟，应变沿环氧沥青混凝土铺装复合梁截面高度的分布为线性，环氧沥青混凝土铺装层与钢板界面上应变不连续，温度对复合梁挠度的影响为S形分布，对动静载挠度比的影响为V形分布。     

温-荷耦合作用下小半径曲线桥铺装层疲劳寿命的影响因素分析

为研究小半径曲线桥桥面铺装结构在温-荷耦合作用下的使用寿命,以大温差地区某超高曲线桥为例,采用有限元软件分别计算在温-荷耦合作用下曲线桥纵坡坡度、曲率半径、级配组合、车速等不同影响因素下的铺装层疲劳寿命。结果表明,纵坡坡度及曲率半径的增加,可有效控制铺装层受到的剪切破坏和受拉破坏,从而增加铺装层疲劳寿命和使用年限;汽车荷载移动速度的增加,导致铺装层受力不均,铺装层疲劳寿命降低。计算得到的双层AC-20与上层SMA-10+下层AC-20铺装层组合的疲劳寿命相近,由于SMA-10具有良好的抗滑性和抗车辙性,建议铺装层采用上层SMA-10+下层AC-20的组合。     

改性沥青在桥面铺装处治工程中的应用

针对佛开高速公路桥面铺装产生的问题，采用ＳＢＳ与ＰＥ复合改性沥青对其桥面铺装进行了处理。和改性沥青混凝土铺装的桥面比普通沥青混凝土路面具有高的抗变形、抗剪切能力，能大大减少路面病害，处宅路面使用寿命 。     

钢桥面与环氧沥青铺装界面剪切特性

为了给钢桥面铺装设计提供参考,针对钢桥面铺装工程中普遍采用的环氧沥青混凝土铺装结构,考虑了温度、法向应力等影响因素,进行了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面剪切特性的试验研究。采用钢-混凝土界面剪切试验装置(Steel-Concrete Interface Shear,SCIS),在25℃、60℃两种温度和0,0.2,0.5,0.7 MPa四级法向应力水平下测试了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面的剪切性能,获得了界面剪切破坏形态、抗剪强度、残余抗剪强度、剪应力-剪切变形曲线等试验结果,分析了温度、法向应力对界面抗剪强度的影响规律以及界面的黏结-滑移机理。基于摩尔-库仑强度理论建立了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面在25℃和60℃两种温度条件下的抗剪强度包络线。研究结果表明:在仅考虑温度和压、剪应力的条件下,钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面破坏产生于防腐涂装与防水黏结层的界面区;界面抗剪强度随温度降低和法向应力水平增加而增大;残余抗剪强度受温度影响较小,主要随法向应力增加而增大;界面剪应力-剪切变形曲线具有韧性破坏特征且呈四阶段发展规律;钢桥面与铺装界面的抗剪强度包络线可采用摩尔-库仑强度理论进行建立。     

考虑温度-车辆耦合的准低温季节混凝土桥铺装应力分析

为了研究环境与车载耦合作用对混凝土桥铺装层受力的影响,首先推导材料特性随温度变化的沥青混合料桥面铺装在温度—车辆耦合作用下的应力有限元计算公式。然后采用有限元方法建立混凝土箱梁桥多层铺装复合结构仿真模型,通过现场实测和仿真计算,分析准低温季节铺装结构温度场日变化和车辆荷载耦合作用下的铺装层拉应力。计算结果表明:拉应力峰值出现在桥墩上方对应的铺装层表面,较易较早出现开裂破坏;考虑铺装各层结构温度梯度变化后,耦合作用下的横向拉应力峰值在中午处于谷值,纵向拉应力峰值变化不明显;耦合荷载作用下的横向拉应力峰值比车辆荷载作用情况增加2.76倍,纵向拉应力峰值涨幅为42%。在铺装层的设计中必须考虑温度荷载的作用。     

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。     

复合浇注式钢桥面沥青铺装的路用性能

为评估钢桥面复合浇注式铺装的路用性能,基于南京四桥开展了直馏硬质沥青浇注式混凝土与高弹改性沥青AC混合料设计及性能验证,通过车辙试验、低温弯曲试验、疲劳试验与变形协调试验对复合铺装结构进行研究。结果表明:复合浇注式铺装具备优异的低温抗裂性能、疲劳性能与变形协调性能,且高温抗车辙性能良好;通车运营4年后,桥面铺装性能优良,为国内类似工程项目提供有益借鉴。     

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.