钢箱梁桥面铺贴沥青混合料关键技术研究

摘要

钢箱梁桥面铺装一直是大跨径钢箱梁建设的关键技术，国内外桥梁研究学术界和工程界也对此非常重视。桥面铺装体系位于桥梁最外部，属于与行驶车辆直接接触的部分，在桥梁结构中不可或缺。同时作为桥梁体系的受力层，该结构能够帮助桥面板分散荷载从而协同受力。因此钢箱梁桥面铺装层作为桥面的保护层也避免了桥面板太早的出现损坏。保护层避免桥面板过早的破坏。钢箱梁桥面铺装层是否能够被合理设计，才是真正决定桥梁能不能具备足够强度刚度和稳定性来实现其路用性能不被破坏，同时也决定了桥梁能否具备较好耐久性和较长的使用寿命。 在国内大跨径钢箱梁桥的建设与研究从20多年前就已经开始了，通过严谨调查和细致分析发现，从国内数十座已建设并投入使用的钢箱梁桥面铺装现状来看，这些桥梁在实际使用过程中远未达到设计使用年限和使用要求的舒适度就发生了开裂、推移、拥包、破损等结构病害，不仅在国内这些问题屡见不鲜，在国外的钢箱梁桥梁使用和建设过程中也时有发生，现在看来，钢箱梁桥面铺装问题是一个亟待解决的全球范围技术性难题。 基于此，我们提出了一种将乳胶水泥砂浆灌入式沥青混凝土作为铺装材料的钢箱梁桥梁铺装方案。采用了有限元分析方法对钢桥面铺装层进行了力学分析，研究了新型乳胶水泥砂浆灌入式高性能沥青沥青铺装层在车轮荷载作用下的横向应变分布的变化规律，层与层之间的粘结强度，钢箱梁铺装层竖向位移等并对乳胶水泥砂浆灌入式沥青混凝土力学强度和路用性能进行了实验研究。并与有限元分析结果进行了对比。 试验结果及分析表明乳胶水泥砂浆灌入式沥青铺装层同时具备传统沥青铺装层连续的优点和传统水泥混凝土路面抗车辙的优势，同时在工程造价和施工便利上兼具优势、而且养护时间短，施工完即可快速开放，效果良好。基于以上优点，同时结合水泥混凝土高强特点以及沥青混凝土柔变、行车平顺特性，研究乳胶水泥砂浆灌入式沥青材料这种半柔性路面技术并尝试应用于钢箱梁铺装上用于提高传统铺装层性能具有显著意义。 最后本文提出了乳胶水泥砂浆灌入式沥青混合料作为桥面铺装材料有很好地发展前景。

目录

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第1章 引 言

1.1研究背景及意义

1.2国内外钢箱梁桥面铺装研究现状

1.3研究目的

1.4选题依据

1.5研究的主要内容

1.6 研究方法与技术路线

1.6.1 研究方法

1.6.2 技术路线

第 2 章 钢箱梁桥面铺装材料病害分析与方案优化

2.1 桥面铺装结构的病害分析

2.2钢箱梁桥面铺装层方案优化

2.2.1桥面铺装材料性能要求

2.2.2桥面铺装结构功能要求

2.2.3 铺装方案介绍

2.2.4 铺装方案特点

第 3 章 基于钢箱梁桥面铺装结构有限元计算

3.1 有限元力学分析模型参数

3.2荷载简化

3.3铺装层厚度的可行性分析

3.4桥面铺装层应力及局部局部绕跨比设计指标分析

第 4 章 乳胶水泥砂浆灌入式高性能开级配沥青原材料性能研究

4.1沥青

4.1.1沥青原材料试验

4.1.2 沥青级配设计组成

4.1.3 沥青最佳油石比

4.1.4 水泥胶浆灌入式沥青砼基体数据指标

4.2水泥胶浆

4.2.1水泥砂浆原材料性能分析

4.2.2水泥胶浆最优配合比选择及实验数据分析

4.3本章小结

第5章 乳胶水泥砂浆灌入式沥青砼实验性能研究

5.1 制备水泥胶浆灌入式沥青砼试块及灌浆探究

5.1.1 马歇尔试件制备成型及灌浆

5.1.2 车辙试件制备成型及灌浆

5.2 水泥胶浆灌入式沥青砼力学强度实验探究

5.2.1 水泥胶浆灌入式沥青砼层间剪切强度实验

5.2.2 水泥胶浆灌入式沥青砼抗拉与抗折强度实验

5.3 水泥胶浆灌入式沥青砼路用性能探究

5.3.1 水泥胶浆灌入式沥青砼马歇尔实验性能探究

5.3.2水泥胶浆灌入式沥青砼车辙实验探究

5.3.3水泥胶浆灌入式沥青砼低温弯曲实验探究

5.3.4水泥胶浆灌入式沥青砼水稳定性性能探究

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢