橡胶沥青在几座特殊桥梁桥面铺装中的应用

橡胶沥青(AR)起源于上世纪60年代,经过近50年的发展应用证明,把橡胶沥青应用于道路工程中,可以在提高道路各种使用性能的同时大大降低建造成本与养护费用,同时还可降低噪音提高行车舒适度。而且,橡胶沥青生产可环保利用废旧轮胎,符合国家提倡的"建立节约型社会"、"发展循环经济"等政策。     

钢桥面环氧沥青混凝土铺装层Ⅰ型裂缝的断裂判据

基于桥面铺装的裂缝特点及断裂力学理论,引入应力强度因子K和J积分对环氧沥青混凝土三点弯曲梁试验进行分析,研究了温度和初始缝高比对其断裂特性的影响。根据不同断裂特性,计算得到了环氧沥青混凝土断裂韧性KIC和J积分临界值JIC;并研究了初始缝高比对断裂参数的影响,建立了环氧沥青混凝土K-J双参数联合断裂判据。结果表明：环氧沥青混凝土在-15℃～5℃时发生脆性断裂;在5℃～25℃时发生弹塑性断裂;所建立的断裂判据可为桥面铺装的抗裂设计提供依据,并为铺装结构的裂缝修补时机研究提供参考。     

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。     

钢桥面改性沥青SMA10抗滑性能及衰变规律研究

为研究钢桥面改性沥青SMA10铺装抗滑性能及衰变规律,选用集料/沥青混合料摩擦特性测试仪,对不同温度条件与荷载水平条件下的试件进行加速加载磨耗试验,采集试验过程中的动态摩擦系数D_μ,同时采用摆式摩擦仪、铺砂法及激光扫描仪对加速磨耗试件的摆值BPN、构造深度MTD及断面平均构造深度MPD进行周期性采集,获取多因素条件下SMA10抗滑性能指标变化数据,并基于Asymptotic模型,采用归一法及导数极值法进行数据处理,建立抗滑性能评价指标与磨耗次数之间的相关性。结果表明：1)随着磨耗次数的增加,SMA10的抗滑性能衰减速率呈“先快后慢”规律,且各项指标均具有良好的一致性,相关性系数达到0.95以上;2)不同磨耗阶段,抗滑性能指标及衰变速率存在较大差异,相对于温度条件,荷载水平对加速抗滑性能影响更大。     

静载作用下较厚型钢桥面环氧沥青铺装力学行为研究

为提高钢桥面铺装的耐久性,该文基于实桥钢桥面铺装静载试验评价了较厚型钢桥面环氧沥青铺装的力学反应规律,分析横向应变分布、临界荷位、超载影响、轴向与横向应变差异以及环氧沥青铺装结构应变情况,明确环氧沥青铺装的力学行为规律。研究表明：轴载作用下桥面板结构基本处于弹性状态,桥面板下表面应变随着轴载的增加明显增大,轮载对钢桥面板作用影响约在1 m半径范围内;桥面板轴向加劲肋腹板上缘桥面铺装处于最不利的受拉状态,在轮载的重复作用下,易产生疲劳开裂;钢桥面板下表面的横向应变明显高于轴向应变;环氧沥青铺装主要表现为弹性特征。     

环氧沥青钢桥面铺装开裂成因分析及维修对策

环氧沥青铺装广泛应用于超大跨径钢桥面工程,是目前主要的铺装结构型式之一。针对其开裂病害进行成因分析,指出除钢桥面荷载和环氧混凝土力学性能之外,环氧材料的抗紫外老化性能也是铺装开裂的重要影响因素,并据此提出了维修对策,在广州珠江黄埔大桥和东沙大桥进行了工程应用。     

桥面铺装用掺有减缩剂的乳胶改性混凝土性能

胶乳改性混凝土(LMC)是一种聚合物改性混凝土。为减少其开裂并提高其耐久性以应用于桥面铺装,提出在LMC中添加不同掺量(1%、2%、3%、5%)的减缩剂,进行新拌混凝土性能试验、强度特性试验、耐久性试验、现场抗裂性能试验等,以验证其综合性能。试验结果表明：添加减缩剂可在不影响新拌LMC和易性的前提下,提高其耐久性和抗开裂性能,同时保证LMC具有良好的强度特性和抗开裂性能,适用于桥面铺装。推荐减缩剂的最佳掺量为3%。     

铺装层对钢桥面板纵肋连接细节疲劳性能的影响

钢桥面板疲劳问题是目前钢桥研究的热点课题之一,其中面板纵肋连接细节是钢桥面板危害较严重的疲劳细节。铺装层与面板共同受力决定面板纵肋连接细节的疲劳应力。为分析铺装层对该细节的影响,以国内某大跨度钢桥为对象,建立了疲劳分析有限元模型。计算结果表明：当钢桥面板厚度为16mm时,考虑铺装层受力后,面板纵肋连接细节最大疲劳应力幅由45.3MPa降低至36.7MPa。不同季节造成的铺装层刚度变化对该细节疲劳性能的影响不能忽略。     

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。