张领先[1]2008年在《水泥混凝土桥桥面铺装层结构合理性研究》文中认为改革开放以来,我国高等级公路发展十分迅速,路桥建设数量剧增。随着公路等级的提高,桥梁涵洞等公路构造物所占比重越来越大,而对桥面质量的要求较高,合理的桥面结构设计、高性能的施工设备以及完善的施工工艺已使桥面铺装层的质量达到相应的指标,使行车舒适性得到大大改善。然而,随着交通量的增加和荷载等级的提高,桥面铺装层的破坏情况越来越严重,有为数不少的桥梁在通车后不久,桥面就不同程度地出现开裂、剥离、破碎、剪切破坏和桥面连续处破坏等病害。所以,采取技术措施减缓或消除拥包、推移、剥离和剪切破坏等病害问题,对延长桥面铺装层使用用寿命,提高桥面铺装层的服务品质具有一定的现实意义。本研究依托重庆科研项目“水泥混凝土桥桥面铺装关键技术研究”,针对目前桥面沥青铺装层早期病害中普遍存在的拥包、推移、剥离等问题,研究水泥砼桥面沥青铺装层结构合理性。通过对六种不同层间粘结方案进行试验对比分析,采用力学分析和ANSYS10.0有限元分析软件对试验时的试件进行模拟分析,得出防水粘结层的应力变化规律,经研究分析和试验得出结论非常吻合。在上述试验方法对比研究的基础上,采用自行开发研制的剪切拉拔设备、加压渗水设备来测得各试验参数。同时,提出主要采用剪切强度、拉拔强度、抗渗性能等来评价各方案材料性能优劣、层间粘结层性能的好坏。本研究还在上述基础上,对各方案的经济性进行评价和各方案施工工艺的可行性进行分析,同时结合其它影响因素提出合理的桥面铺装结构。把桥面铺装合理结构设计、材料选择、当地气候、防水等级等因素联系在一起。为水泥砼桥面铺装提供理论的参考和现实依据。
刘宏富[2]2008年在《水泥混凝土桥面与沥青铺装层间剪切试验研究》文中研究说明根据调查显示,沥青铺装与桥面板层间抗剪强度不足而造成的推移病害严重;不但妨碍了正常交通,降低了桥梁的服务水平,给维修工作带来很大困难;同时影响了桥梁的美观,严重时更易造成交通事故。本文结合百罗高速公路水泥混凝土桥面沥青铺装材料及施工技术研究课题,针对沥青混凝土铺装与水泥混凝土桥面层间开展剪切试验研究。首先,简单介绍目前水泥混凝土桥面铺装的病害调查情况;桥面铺装层设计不尽合理、施工工艺和施工组织不到位、超载超重车辆通行、养护不及时、部分技术规范滞后等都是造成其损坏的原因;其中防水粘结层剪切破坏是桥面铺装的主要破坏类型,也是桥面铺装特有的一种破坏类型。其次,桥面铺装按刚性基础上的弹性层简化模型,采用BISAR程序主要计算了防水粘结层底最大剪应力变化规律,随着温度的升高、荷载频率的降低、铺装层动模量的减小,铺装层厚度的减薄,层间结合状态的降低和超载超重;都会导致最大剪应力增大。然后,提出基于便携式剪切仪的层间剪切试验方法,以层间抗剪强度为评价指标;通过正交试验设计分析了各因素对剪切强度影响大小的顺序为B界面处理>A铺装层级配>C防水粘结层种类>A×B级配和界面处理的交互作用,而另外两种因素的交互作用可以忽略不计。不同界面处理效果抗剪强度大小顺序为:嵌石>横向拉槽>45度斜向拉槽>纵向拉槽>原状光滑;随着构造深度增加抗剪强度随之增加,但是过度粗糙会对桥面防水造成不利。还讨论了不同试验温度和垂直压力时层间抗剪强度的变化规律。最后,依据层间结构破坏形式,层间结构体系为沥青混凝土沥青膜、防水粘结层、桥面板界面构成的统一整体;并提出了提高沥青铺装与桥面层间抗剪性能的合理建议。
刘红琼[3]2008年在《水泥砼桥桥面铺装防水粘结层性能研究》文中进行了进一步梳理随着我国公路交通的快速发展,桥梁作为公路的重要组成部分随之增多。但是,许多桥梁的沥青混凝土铺装层不同程度地出现车辙、推移、开裂、坑槽、脱离等早期破坏现象,直接影响车辆的正常运行和桥梁外观,导致桥面维修期大大提前。究其原因,主要是对桥面铺装防水粘结层的材料选择与组合不当、缺乏合理的质量检测与性能测试方法。因此,开展桥面铺装层防水粘结层材料与组合形式选择、相应性能测试方法的研究十分迫切和必要。本研究依托重庆市科委攻关项目“水泥混凝土桥桥面铺装关键技术研究”,通过对西部地区水泥混凝土桥沥青混凝土桥面铺装早期破坏形式及原因的分析,采用自行设计、加工的剪切、拉拔、渗水试验设备进行室内试验,考查所选典型桥面铺装结构防水粘结层的抗剪、抗拉拔及抗渗性能,综合分析各试验的影响因素对性能指标的变化。研究结果表明,自行设计的试验方法能客观反映各种防水粘结材料及其组合的实际性能;与常规桥面防水粘结结构相比,用橡胶沥青砂胶、溶剂型粘结剂与环氧树脂组合成的防水粘结层的性能相对较好;经社会经济效益分析比较可知,SBS改性沥青加碎石的防水粘结层技术经济性最好。综合考虑,推荐了适合桥梁各设计防水等级的防水粘结材料及其组合形式,对于防水等级要求较高的桥梁,建议使用初期投资较高但防水粘结效果较好的橡胶沥青砂胶、溶剂型粘结剂与环氧树脂组合成的防水粘结层。研究结果为提高我国桥面铺装技术提供了可靠的技术支持,具有较高的实际应用价值。
赵凤杰[4]2005年在《柔性纤维混凝土在桥面铺装中的应用技术研究》文中研究指明近年来,随着交通量的增加和荷载等级的提高,桥面铺装层的破坏情况越来越严重,不仅影响交通,更需要耗费大量的人力、物力进行维修加固,造成了直接和间接的巨大经济损失。铺装层的破坏问题已经引起人们的广泛关注。本文详细总结了国内外关于水泥混凝土桥面铺装的研究及使用概况,针对水泥混凝土桥水泥混凝土铺装层的主要破坏类型,进行原因分析,并归纳总结了常用的修补处理方法。在此基础上,选用简支梁桥铺装体系,用ANSYS对垂直荷载、水平荷载、以及温度荷载作用下的铺装层进行了较为全面的力学分析,并在建模时考虑了桥面板与铺装层之间的不同结合状态,从而对水泥混凝土桥面铺装层受力特性有了更清楚的了解,认识到铺装层与桥面板之间良好连接的重要性,以及现有铺装层材料性能的不足。铺装层与混凝土桥面之间存在薄弱的结合层是铺装层病害产生的重要原因之一,而该结合层的破坏主要是剪切滑移破坏和拉开型破坏。为改善结合层这个薄弱点,本文进行了大量新老混凝土的粘结抗剪和粘结抗折试验,研究不同的界面剂对新老混凝土界面粘结强度的改善情况,并从中选出了性能较突出的界面剂,极大的改善了界面的粘结强度,保证了铺装层与桥面板的良好结合。铺装层病害产生的另一个重要原因是现有混凝土铺装层材料的抗拉强度、疲劳抗裂等性能不足。根据断裂力学原理及相关的研究成果,可知掺加纤维对混凝土的相关性能有明显的改善,通过分析认为柔性纤维的效果优于刚性纤维。由此,本文对柔性纤维混凝土的物理力学性能进行了大量的试验研究,优选出了柔性纤维混凝土的纤维形式、合理掺量。试验表明,柔性纤维混凝土比普通混凝土具有更好的物理力学特性,特别是在对于桥面铺装层而言比较重要的性质,如混凝土的干缩、抗拉强度,以及疲劳性能等方面明显优于普通混凝土。综合考虑各种因素,将柔性纤维混凝土应用在水泥混凝土桥面铺装层将提高桥面铺装层的使用性能和寿命。本文的部分研究成果已经应用于一座试点桥梁的桥面铺装层中。
于颖[5]2008年在《水泥混凝土桥桥面铺装受力机理分析》文中研究表明桥面铺装是一种特殊的路面结构,它起着保护桥梁和承担路面功能的作用。合理的铺装结构和铺装厚度对于延长桥面铺装的使用寿命和提高铺装层行驶质量至关重要。由于桥面铺装结构的受力模式不同于一般的路面结构,沿用一般路面结构力学计算方法不能较准确地揭示桥面铺装的真实受力状态。本文采用三维有限元方法,研究了桥面铺装体系的力学特性和应力分布变化规律,为桥面铺装层体系设计和施工提供理论依据,达到改善铺装层受力和延长铺装层使用寿命的目的。本文对水泥混凝土桥的桥面铺装进行了细致的调查,针对主要的破坏类型进行了原因分析。根据有限元理论,在弹性状态下,建立轴对称有限元模型,重点分析层间接触状态、加载特性和结构层计算参数对铺装结构应力的影响。基于桥面铺装层的破坏特征,重点分析了层间剪应力和层间法向拉拔应力的大小及分布规律。通过计算沥青混凝土面层不同厚度和不同模量时铺装结构的受力状态,研究了沥青混凝土铺装层各参数对铺装结构应力状况影响,为选择合理的沥青铺装层提供了理论依据。运用多层弹性层状理论对不同层间接触条件下的桥面铺装结构受力状态进行分析,同时对于桥面防水粘结层进行了数值模拟,主要分析不同防水粘结层时桥面铺装铺装结构的受力状态。结果表明,各层粘结状况对桥面铺装层的性能具有重要影响,良好的层间接触状态对桥面铺装结构受力是有利的。通过加大垂直荷载来模拟超载,得出超载对桥面具有很大的破坏作用的结论。水平荷载是通过垂直荷载乘以汽车与桥面间的摩阻系数得到的,通过改变摩阻系数研究了水平荷载对铺装结构受力的影响。在室内外试验研究和力学计算分析的基础上,综合考虑桥面防水分级、防水材料的性能及铺装结构层间结合稳定性等因素,提出以层间抗剪强度和粘结强度为主要指标、推荐了水泥混凝土桥面典型沥青混凝土铺装结构。
王笃喜[6]2012年在《水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装防水粘结层的性能研究》文中研究说明桥面铺装防水粘结层在防止桥面铺装出现早期病害方面起着重要作用。我国目前在建和已经完工的水泥混凝土桥梁数量众多，很多桥梁的桥面铺装在建成通车后不久就发生早期破坏。究其原因是防水粘结层的设置存在问题，桥面发生水损害。桥面铺装水损害问题一直是影响桥梁耐久性的重要课题之一。目前国内对水泥混凝土桥梁防水粘结层的研究，尚未形成一套系统的选用和评价桥面防水材料的性能指标和试验手段，在防水粘结层材料选择和性能评价方面存在一定的盲目性。因此进行水泥混凝土桥梁防水粘结层性能研究，对于指导实际施工有重要的理论意义。本研究以河北省交通运输厅2010年科技计划项目“山区高速公路高性能路面成套技术研究”和湖南省“高速公路水泥混凝土桥桥面铺装关键技术研究”两个课题为依托，对水泥混凝土桥进行病害调查，分析病害产生的原因，并进行桥面铺装力学分析。研究选取五种典型的桥面防水粘结层和一种新开发的防水粘结层进行室内附着力，剪切、拉拔、不透水性和疲劳试验，考查所选典型桥面铺装结构防水粘结层的附着力,抗剪、抗拉拔及抗渗性能，综合分析各试验在材料种类，气候条件，荷载条件，施工方案等因素影响下的性能指标的变化。研究结果表明:所选用的试验方法能客观反映各种防水粘结材料的实际性能。MMA防水粘结层具有优越的高温抗剪能力，良好的抗渗水性、裂缝跨越能力和耐久性，是良好的长效防水粘结材料。进行施工经济技术分析对比研究发现，MMA防水粘结层具有无环境污染，无能耗，便施工，性价比高具有良好的经济效益和社会效益。
刘占良[7]2008年在《水泥混凝土桥面铺装材料研究》文中进行了进一步梳理桥面铺装作为桥梁行车体系的重要部分,能大大缓和行车对桥面板的冲击和满足行车平稳、舒适的要求。桥面铺装的质量越来越受到重视。本项目以禹门口黄河大桥为依托对桥面铺装进行了系统的研究。对桥面铺装的病害做了调查分析,并在总结已有的研究成果的基础上以禹门口黄河大桥为依托提出了桥面铺装的研究内容和方法;采用三维有限元法针对实体工程的桥面铺装进行分析,确定了最不利荷载位置,计算了层内的拉应力和剪应力以及层间的剪应力,分析了桥面铺装层厚度和模量对于应力的影响规律;采用马歇尔试验方法确定了四种常用的柔性桥面铺装材料的配合比。结合力学计算结果通过室内试验对四种常用水泥混凝土桥面柔性铺装材料的力学和路用性能进行试验对比分析;结合桥面铺装粘层和防水粘结层的性能要求以及层间剪应力的计算成果,对桥面铺装的粘层和防水粘结层两种层间结构进行了系统的研究,提出了同步热预拌碎石防水粘结层的新工艺;研究了不同铺装材料对于粘层和防水粘结层的影响,并确定了最佳撒铺量;分析了温度和车辙疲劳对于层间粘结强度的影响;根据桥面铺装力学计算结果和桥面铺装的破坏形式,模拟了桥面铺装的实际受力状态,并对双层和三层复合梁的疲劳性能进行了对比研究;研究了桥面板处理的方法、同步热预拌碎石防水粘结层和SMA桥面铺装的施工工艺,并对施工过程中常见问题进行了研究分析。
李惠婷[8]2008年在《水泥混凝土桥面沥青铺装层剪切试验研究》文中研究指明桥面铺装作为特殊的路面结构,它起着保护桥梁和承担路面功能的作用。但是目前,在进行桥梁结构设计时,桥面铺装层只是作为桥梁工程的附属结构,一般不作专门的计算分析,现行规范也只是对桥面铺装的做法、材料、厚度做了指导性的说明,至今没有可以依据的设计理论和指标,因此有必要对桥面铺装展开系统的研究,明确铺装层结构的受力和变形特点。据研究,桥面铺装层的强度不是桥面铺装破坏的原因,粘结层结构是影响整个铺装层体系性能的关键因素之一,也是桥面铺装与普通路面结构的一个主要区别,粘结层破坏或失效是目前许多桥面铺装破坏的一个重要原因。而本文正是通过分析汽车行驶过程中桥面铺装的荷载工况,采用对桥面铺装体系的受力状态进行模拟的室内剪切试验来分析桥面铺装结构的应力应变情况。本文系统地论述了桥面铺装的功能、结构形式以及国内外的研究和应用现状,并结合实际的调查资料,对桥面铺装的破坏形式及破坏原因进行了分析。采用有限元方法,建立两种铺装层结构的三维空间模型进行计算,就桥面铺装体系不同工况的应力应变情况以及不同轴载大小、层与层之间的不同模量对试件受力影响进行了分析。在室内试验方面,以桥面铺装在荷载作用下的层间破坏为出发点,模拟汽车刹车情况,采用桥面铺装最不利受力情况为试验对象,针对铺装层结构的不同受力工况进行动态重复加载,采集应变响应。根据室内单轴静载蠕变试验,采用BurgerS四参数流变模型进行拟合,得出不同级配的沥青混合料的蠕变模量,根据得到的静态模量参数与动态模量参数之间的关系,分析了桥面铺装层结构在荷载作用下的应力应变分布以及试件的破坏情况。由得到的应力应变变化以及破坏现象可以看出,桥面铺装层之间强度不足是桥面铺装结构破坏的原因。铺装层结构层与层之间的应力应变大小及其分布,在一定程度上反映了荷载的传递,吸收应力,协调上下层变形的性能。
李梁[9]2013年在《高寒地区连续梁桥面沥青混凝土铺装防裂耐久性设计研究》文中研究指明桥面铺装的开裂不仅影响交通顺畅,还造成巨大的经济损失和不良的社会效益。桥面的开裂破坏是多种原因综合造成的。在高寒地区,严峻的低温条件和短期的骤降温度会使得沥青桥面铺装产生低温缩裂。此外,高寒地区广泛使用的氯盐类融雪剂造成桥面混凝土的剥蚀和桥面内的钢筋的锈蚀,这些加速了桥面铺装的破坏,减弱了桥梁结构的使用性和耐久性。首先,本文广泛收集国内外相关研究资料,在已有的研究成果基础上,分析了桥面沥青铺装层的低温开裂致因及原理,慨括国内外学者针对沥青路面及桥面开裂的分析和抗裂设计方法。根据路面抗裂常用的玻璃格栅防裂方法、连续配筋混凝土沥青路面设计方法、加筋沥青混凝土抗裂研究方法等,提出玻璃筋增强沥青混凝土桥面铺装的抗裂设计方法。其次,根据高寒地区特有的环境条件,分析桥面体系在长期的低温条件和骤降的温度条件下的桥面温度场概况,建立桥面体系周期性低温条件温度场模型和骤降温度场模型,分析桥面体系温度发展状况。除了温度环境条件,越来越繁重的交通荷载也是桥面开裂破坏的主要原因。本文利用大型有限元软件ABAQUS建立桥面体系的实体模型,对桥面结构进行静力分析。主要分析桥面体系横纵向的受力最不利位置及超载作用、桥面各层层间粘结性能的影响。第三,针对高寒地区桥面易于开裂造成耐久性不足的状况,提出桥面耐久性设计的概念。材料的耐久性和合理的结构设计及先进的防裂措施是提高桥面耐久性的主要措施。本文主要分析GFRP筋沥青混凝土桥面铺装的耐久性问题,根据国内外研究现状,指出GFRP筋这类材料的优良的耐寒、抵抗水及盐离子腐蚀的性能。最后,采用ABAQUS实体建模的方法,建立GFRP筋沥青桥面的实体模型。分析调平层有开缝时桥面铺装的温度应力情况；分析在汽车荷载作用下,GFRP筋的层位设置问题,GFRP筋的合理配置问题,面层有裂缝时桥面应力状况。本文得到结论,骤降的的温度作用和不利的交通荷载作用会使得桥面产生较大的应力,进而产生开裂。调平层的开裂会使得桥面沥青层产生反射裂缝,GFRP筋能承担桥面较大拉力和阻止表面裂缝和反射裂缝的扩展,增强桥面铺装耐久性能。
高雪池[10]2006年在《滨州黄河公路大桥桥面铺装研究》文中认为滨州黄河公路大桥是目前黄河上唯一一座大跨径三塔斜拉桥,结构受力复杂,沿线交通量大,载重车辆多,所处地区夏季炎热多雨、冬季寒冷,对桥面铺装层性能要求高,桥面铺装质量的好坏直接影响到行车的安全性、舒适性和桥梁使用的耐久性。本文采用现场调查、理论分析、试验研究和施工工艺与质量技术指标控制相结合的方法,对滨州黄河公路大桥面铺装进行了系统的研究。首先,本文在广泛分析国内外桥面铺装已有研究成果的基础上,提出了滨州黄河大桥桥面铺装的研究内容、方法以及技术路线。其次,在广泛调查了桥面铺装损坏类型及损坏原因的基础上,提出了如何避免类似损坏类型出现的措施。并运用三维有限元方法计算了桥面铺装层在静态车辆荷载不同作用位置下的拉应力(应变)、铺装层内和层间剪应力,确定了桥面铺装层体系受力最不利的荷载位置。通过比较不同厚度与模量条件下铺装层的受力状态,提出合理的厚度与模量范围。将汽车荷载简化为移动均布荷载,分析在不同速度条件下对铺装层内最大应力的影响规律,和在刹车状态下不同水平力系数对铺装层不同深度的水平剪应力的影响规律。通过分析计算结果,确定沥青铺装层和防水粘结层材料设计的拉应力、剪应力控制指标。第三,通过室内试验,系统研究了纤维增强沥青混凝土、SMA和防水粘结层的各项力学性能与路用性能。通过铺装层材料性能比较,选择合适的铺装层材料;并采用复合梁模型试验比较不同铺装层结构组合的疲劳寿命,评价各种铺装层结构的整体抗疲劳破坏能力,确定桥面铺装上下结构层的合理厚度、防水粘结层材料与合理结构组合。第四,本文对铺装层生产配合比设计、施工机械组合、工程质量控制要点等进行了系统的研究,提出施工沥青铺装层时振动压路机对桥梁结构的安全性影响很小,可以正常使用振动压路机;并提出了保证桥面铺装层各层达到质量指标要求的施工指导意见。本论文研究表明,采用高剂量SBS改性沥青作为防水粘结层,SMA-13与纤维增强改进AC-20型沥青混凝土作为铺装层,可以保证滨州黄河大桥桥面沥青混凝土铺装的抗车辙能力、抗水损害能力、抗疲劳能力、界面粘结能力,使桥面使用寿命延长,能够避免桥面铺装的早期破坏问题。本文也为今后系统研究大跨径预应力混凝土桥梁桥面铺装结构形式提供了理论参考和实践支持。
参考文献：
[1]. 水泥混凝土桥桥面铺装层结构合理性研究[D]. 张领先. 重庆交通大学. 2008
[2]. 水泥混凝土桥面与沥青铺装层间剪切试验研究[D]. 刘宏富. 长沙理工大学. 2008
[3]. 水泥砼桥桥面铺装防水粘结层性能研究[D]. 刘红琼. 重庆交通大学. 2008
[4]. 柔性纤维混凝土在桥面铺装中的应用技术研究[D]. 赵凤杰. 重庆交通学院. 2005
[5]. 水泥混凝土桥桥面铺装受力机理分析[D]. 于颖. 重庆交通大学. 2008
[6]. 水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装防水粘结层的性能研究[D]. 王笃喜. 重庆交通大学. 2012
[7]. 水泥混凝土桥面铺装材料研究[D]. 刘占良. 长安大学. 2008
[8]. 水泥混凝土桥面沥青铺装层剪切试验研究[D]. 李惠婷. 大连理工大学. 2008
[9]. 高寒地区连续梁桥面沥青混凝土铺装防裂耐久性设计研究[D]. 李梁. 武汉理工大学. 2013
[10]. 滨州黄河公路大桥桥面铺装研究[D]. 高雪池. 东南大学. 2006
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