轻型组合钢桥面聚合物超薄磨耗层试验研究

摘要

为解决钢桥面疲劳开裂和铺装层易损坏这两大难题，作者所在的研究团队在理论研究及材料性能研究的基础上，提出钢桥面板+STC组合桥面结构。为了保护STC层不受行车磨损及外界环境因素的影响，同时改善表面抗滑性能，有必要研究与之性能相匹配的桥面磨耗层。鉴于TPO作为桥面磨耗层时性能优良，本研究将TPO应用在钢桥面板+STC组合桥面结构上，组成钢板+STC+TPO的轻型组合钢桥面铺装体系。本文针对钢板+STC+TPO的轻型组合钢桥面铺装体系开展试验研究，考察TPO粘结性能和耐久性能。主要研究工作如下:
　　(1)在充分分析借鉴国内外薄层聚合物磨耗层的应用现状的基础上，提出将性能优异的TPO用于钢桥面+STC组合桥面结构。
　　(2)为解决桥面铺装由于层间粘结力不足引起的结构性损坏，本文对聚氨酯环氧树脂粘结剂自身的粘结性能展开研究;采用斜剪、压剪、拉拔试验测试TPO-STC结构的层间粘结性能;通过组合梁弯拉试验测试TPO-STC结构层间的相对位移评价结构的层间连续性。试验结果表明，聚氨酯环氧树脂能够提供足够的剪切强度，使上下层间粘结完好;TPO与STC层间粘结状态良好，常温和高温条件下都能保持良好的粘结强度、剪切强度，且表面进行处理后，表面粘结强度、剪切强度提高;TPO粘结性能优良，TPO-STC的树脂部分能够承受荷载作用在TPO-STC界面产生的微小位移，保持TPO-STC结构处于共同受力状态。
　　(3)通过研究TPO-STC组合结构的高温稳定性能、水稳定性能和高温老化性能对TPO耐久性能进行评价。试验结果显示，TPO能提供足够的摩擦值和表面构造深度，为车辆安全通行提供有力保障;高温老化、冻融循环对摩擦值、表面构造深度的影响较小，试验过程中未出现车辙现象，同时界面仍能保持很高的拉拔强度，使TPO-STC结构共同受力。
　　(4)基于本文试验分析结果以及相关工程经验，文章提出TPO应用于轻型组合铺装体系的施工技术要求，对施工过程中树脂材料的储存与拌合、STC面板处置、撒布法施工及技术要求等方面进行了详细介绍，为实际工程应用提供了施工技术指导。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 轻型组合钢桥面铺装体系

1．2．1 轻型组合钢桥面结构

1．2．2 轻型组合钢桥面结构磨耗层

1．3 薄层磨耗层国内外研究现状

1．3．1 薄层沥青磨耗层

1．3．2 聚合物混凝土超薄磨耗层

1．3．3 薄层聚合物混凝土典型结构及铺装技术

1．4 主要研究内容和研究思路

第2章 TPO-STC粘结性能研究

2．1 试验材料

2．1．1 树脂粘结剂

2．1．2 集料

2．1．3 TPO制备

2．2 树脂粘结剂剪切强度试验

2．2．1 试件

2．2．2 试验结果分析

2．3 TPO-STC铺装结构层间剪切试验

2．3．1 压剪试验

2．3．2 斜剪试验

2．3．3 拉拔试验

2．4 TPO-STC层间相对位移

2．4．1 试件

2．4．2 试验方法

2．4．3 试验结果及分析

2．5 小结

第3章 TPO-STC铺装体系耐久性能研究

3．1 高温稳定性

3．1．1 试件

3．1．2 室内试验

3．1．3 试验结果及分析

3．2 水稳定性

3．2．1 试件

3．2．2 试验方法

3．2．3 试验结果及分析

3．3 高温老化

3．3．1 试件

3．3．2 试验方法

3．3．3 试验结果及分析

3．4 小结

第4章 超薄磨耗层TPO施工技术

4．1 薄层聚合物铺装的主要破坏形式

4．2 材料技术要求

4．2．1 粘结剂

4．2．2 集料

4．2．3 TPO性质

4．3 施工工艺

4．3．1 施工前准备

4．3．2 STC表面处置

4．3．3 树脂拌合

4．3．4 TPO摊铺

4．3．5 养护与施工安全

4．4 施工质量检查与验收

4．5 小结

结论

参考文献