温度和粗糙度对混凝土桥面铺装层间力学性能的影响

摘要

近些年来，随着公路建设向山区延伸，混凝土桥梁结构在公路中所占的比重越来越大，因防水粘结层与桥面板层间力学性能不足而导致桥面沥青混凝土铺装层推移、拥包等病害时有发生，极大地影响着车辆行驶安全和桥梁使用寿命。防水粘结层是桥面铺装的重要结构，起着连接混凝土桥面和沥青混凝土面层的作用，其层间力学性能十分重要。
　　现有研究表明，拉拔强度是评价防水粘结层层间粘结强度的有效指标，剪切强度则是评价层间水平抗剪的有效指标，鉴于工程现场拉拔试验与剪切试验不可大规模实现，相关技术规范及工程经验以桥面粗糙度的实测指标如构造深度、摩擦系数和露骨率来评价其层间粘结性能，但缺少两者之间的关联性研究。基于此，本文引入灰度值指标，研究桥面粗糙度的实测指标构造深度、摩擦系数以及灰度值与拉拔强度和剪切强度之间的关联性，其中防水粘结层材料采用SBS改性沥青，下面对本文工作情况及研究成果进行阐述。
　　(1)分析得出了混凝土桥面板与防水粘结层层间力学性能的主要影响因素，即构造深度、摩擦系数及露骨率，由于露骨率描述误差较大，引入灰度值，联合构造深度、摩擦系数来表征混凝土桥面板的粗糙度。
　　(2)采用三种强度的混凝土板模拟桥面板，分别进行抛丸和拉毛工艺处理，测定混凝土板的构造深度、摩擦系数及灰度值，涂刷SBS改性沥青防水粘结层，加铺沥青混凝土表面层，通过室内拉拔试验与剪切试验，得到不同温度下的拉拔强度和剪切强度。
　　(3)运用灰色建模软件对构造深度、摩擦系数及灰度值之间的关系进行了综合关联度分析，发现较为理想的组合是采用摩擦系数、构造深度、3D灰度值或2D灰度值来联合表征混凝土板粗糙度。
　　(4)通过Spass22.0软件对不同试验温度下构造深度、摩擦系数、3D灰度值或2D灰度值与层间拉拔强度、层间剪切强度进行了线性回归分析，得到了拉拔强度和剪切强度与粗糙度指标之间的回归方程以及温度变化下的关系曲线，相关性研究结果表明，可以采用该粗糙度指标定量计算层间拉拔强度和剪切强度。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外现状分析

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．2．3 在问题分析

1．3 主要研究内容及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

第二章 混凝土桥面粗糙度评价体系

2．1 混凝土桥面铺装层间力学性能影响因素分析

2．2 混凝土桥面粗糙度评价指标及试验方法

2．2．1 铺砂法

2．2．2 摆式仪法

2．2．3 灰度值

2．2．4 灰度值测量结果影响因素分析

2．2．5 灰度值试验方法

2．3 混凝土板试件成型

2．3．1 原材料检测

2．3．2 混凝土板的级配设计

2．3．3 混凝土板的成型与表面处理

2．4 混凝土板粗糙度指标试验

2．4．1 数据采集的方法

2．4．2 混凝土板粗糙度试验结果及分析

2．5 混凝土粗糙度指标相关性分析

2．6 实体工程检验

2．7 本章小结

第三章 温度、粗糙度对层间拉拔强度的影响分析

3．1 试验试件的成型

3．1．1 沥青混合料的筛分试验和SBS改性沥青试验

3．1．2 沥青混合料的级配设计

3．1．3 试件的成型方法

3．1．4 拉拔试验目的与方法

3．1．5 拉拔试验准备与步骤

3．1．6 拉拔强度数据的测取与处理

3．2 粗糙度对层间抗拉的影响分析

3．3 温度对层间拉拔强度的影响分析

3．4 温度和粗糙度对拉拔强度的分析结果

3．5 本章小结

第四章 温度、粗糙度对层间剪切强度的影响分析

4．1．1 剪切试验目的与方法

4．1．2 剪切试验准备与步骤

4．1．3 剪切强度数据的测取与处理

4．2 粗糙度对层间抗剪的影响分析

4．3 温度对层间剪切强度的影响分析

4．4 温度和粗糙度对剪切强度的分析结果

4．5 拉拔强度与剪切强度关系

4．6 本章小结

第五章 温度、粗糙度对混凝土桥面铺装层间力学性能的影响

5．1 温度对层间力学性能的影响规律

5．2 桥面粗糙度对层间力学性能的影响规律

5．3 温度、粗糙度对层间力学性能影响分析

第六章 主要结论及进一步建议

6．1 主要结论

6．2 进一步建议

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果