钢桥面铺装胶粉沥青混合料设计及性能研究

摘要

沥青玛蹄脂混合料(SMA)具有良好的柔韧性能、高温稳定性和较强的抗永久变形能力,美国、日本和欧洲部分国家将SMA应用于大跨径钢桥面铺装的工程实践表明,将SMA应用于钢桥桥面铺装结构的上层是可行的。由于我国在钢桥面铺装技术方面的研究起步较晚,加上我国所处的地理环境、气候条件和交通荷载现状,许多桥梁的桥面铺装结构都出现了不同程度的病害。本论文通过分析总结在钢桥面铺装层沥青混合料中所发生的常见病害的特点和产生病害的原因,结合钢桥面铺装层的受力特点;提出钢桥面铺装沥青混合料应具有较好的抵抗拉应力、竖向应变和抗剪切的性能。为了改善SMA的性能,使其能满足钢桥面铺装对铺装材料性能的要求,本论文以SMA-13为基础,将40目橡胶粉以“干法”掺入沥青混合料中制成橡胶粉沥青混合料。
　　本论文从SMA的结构特点出发,首先采用主骨料空隙逐级填充的体积设计法进行初始矿料级配的设计,然后通过试验确定橡胶粉在沥青混合料中产生的体积变化,最后依据“替代法”将橡胶粉看作一种特殊的集料等体积替代初始矿料级配中相应粒径的细集料进行橡胶粉沥青混合料级配的设计。通过室内试验的分析验证表明:掺量为2.08％的橡胶粉SMA的低温抗裂性能、高温稳定性、抗剪切性能均有明显提高,同时具有较好的抗水损坏的能力;抵抗冲击破坏的能力也较普通的SMA有较大幅度的改善。通过室内试验数据分析对比得出橡胶粉SMA较普通SMA更适用于大跨径钢桥的桥面铺装。

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第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究内容和研究路线

第二章 钢桥面铺装层的常见病害与受力特性分析

2.1 钢桥面铺装层病害分析

2.2 钢桥面铺装层的受力特性简介

2.3 钢桥面铺装沥青混合料的性能要求

2.4 本章小结

第三章 钢桥面铺装橡胶粉沥青混合料的设计

3.1 原材料试验

3.2 未掺胶粉的SMA-13矿料级配组成设计

3.3 掺加橡胶胶粉的SMA-13矿料级配组成设计

3.4 本章小结

第四章 钢桥面铺装SMA橡胶粉沥青混合料性能研究

4.1 钢桥面铺装层橡胶粉沥青混合料水稳定性能研究

4.2 钢桥面铺装层橡胶粉沥青混合料高温稳定性能研究

4.3 钢桥面铺装层橡胶粉沥青混合料低温抗裂性能研究

4.4 钢桥面铺装层橡胶粉沥青混合料剪切特性分析

4.5 本章小结

第五章 钢桥面铺装层沥青混合料冲击韧性评价

5.1 试验思路与方法

5.2 冲击韧性试验结果分析

5.3 本章小结

主要结论与进一步研究的建议

参考文献

致谢