典型钢桥面铺装体系生命周期碳足迹分析

为了量化钢桥面铺装体系的碳排放量,应用基于过程的生命周期评价方法分析了钢桥面铺装体系的生命周期碳足迹.从材料生产、施工建造、运营管理、维修养护、废弃处置和运输6个过程构建了钢桥面铺装体系碳排放的生命周期清单数据库,采用国际平整度指数建立铺装层行驶质量衰减下的碳排放预估模型,利用SMUO仿真软件进行交通延误仿真获取相关参数以建立交通延误的碳排放模型,建立了相应的碳足迹量化框架和模型,同时对下层EA(环氧)+上层SMA(沥青玛蹄脂)典型铺装体系进行了实例分析.结果表明,维修养护和运营管理阶段贡献了碳排放总量的近80%,交通延误导致的额外碳排放约达到了碳排放总量的24%,固化剂、喷砂除锈等材料或施工工艺也分别贡献了碳排放总量的8.11%和5.42%.

基于无剪力钉体系的RBPC钢桥面铺装技术及其应用

为探索长大桥钢桥面全寿命周期养护新技术,解决现有钢桥面铺装及正交异性板疲劳损伤的难题,开展树脂连接型超高性能混凝土RBPC铺装技术研发工作。研究结果表明:相比同条件环氧类EA铺装结构,RBPC铺装下钢板应力减少约40%,提升钢桥面结构刚度50%以上,验证此铺装结构对正交异性板具有一定刚度提升和补强效果;使用缓粘接湿粘接剂代替栓钉粘接防水抗滑层(RBChip)的新工艺,接触方式由“点”改“面”,便于后期维修养护,且全国首次在长江公路大桥铺装重置工程中成功应用。

世界最大规模热拌环氧沥青钢桥面铺装工程完成钢桥面铺装

1月11日,国家重大工程粤港澳大湾区核心交通枢纽——深中通道完成全部钢桥面铺装施工。随着深中通道伶仃洋大桥东泄洪区右幅沥青摊铺结束,深中通道钢桥面铺装圆满完成。深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的跨海集群工程,全长约24 km,钢桥面铺装总面积达38万m2,是当前世界上最大规模的热拌环氧沥青钢桥面铺装工程。据相关负责人介绍.

富油型高黏高弹桥面铺装过渡层材料服役性能研究

针对混凝土桥面板铺装工程对铺装层材料的性能需求,提出富油型高黏高弹桥面铺装过渡层材料,开发出60℃黏度>70万Pa·s的过渡层材料专用高黏高弹改性沥青,研究了不同油石比、不同级配、不同厚度的过渡层材料与组合结构的服役性能规律.结果表明:富油型高黏高弹过渡层材料具备优异的高温、低温,以及水稳定性能,在组合结构的形式中与混凝土桥面板的25℃的剪切强度、拉拔强度分别达到0.98、0.71 MPa.动态荷载下,随着油石比与厚度的提高,组合结构试件的初始裂纹出现、裂缝扩展速度降低,起到阻止裂缝传递与反射的作用,在0.2应力水平下铺装层组合结构疲劳寿命可达到10万次.超薄组合铺装结构服役性能优异,可有效防止铺装层出现推移、拥包、开裂等桥面病害.

低收缩免蒸养UHPC桥面铺装材料性能及构造设计

为减少超高性能混凝土(UHPC)的收缩变形并降低养护成本,以多孔烧结铝矾石(CB)骨料作为内养护剂,研发了一种低收缩免蒸养的UHPC。通过室内试验,对自研UHPC的力学和变形性能进行了测试与评估。通过有限元数值模拟,分析了UHPC桥面铺装层的早期温湿度应力演化规律。结果表明,自研UHPC在免蒸养条件下仍然具有超高强度,28 d抗压强度达154 MPa,28 d劈裂抗拉强度达19.3 MPa;含CB骨料UHPC的28 d自收缩变形仅为160μm/m,可有效降低UHPC铺装层发生翘曲、与下层混凝土发生脱粘的风险;UHPC的耐磨耗和抗冲击性能远优于普通混凝土,可延长桥面铺装层的使用寿命。数值计算结果表明,UHPC铺装层的最大拉应力受铺装层厚度和长度影响不大,因此不需要切缝。为增强UHPC铺装层与基层之间的黏结性能,基层混凝土表面应做粗糙化处理(露石表面),基层与UHPC铺装层之间按设计进行植筋。通过上述研究,验证了采用自研UHPC作为混凝土桥面铺装层的可行性。

基于防水粘结层附着力的桥面铺装层间粘结强度和抗剪强度预测

针对目前水泥混凝土复合式桥面铺装层间结合效果有损评价方法存在的弊端,通过室内试验建立特定桥面铺装结构和材料条件下组合结构的层间粘结强度和层间剪切强度与附着力之间的函数关系,同时求得温度修正系数;根据测得的工程现场防水粘结层的附着力计算得到组合结构的层间粘结强度和抗剪强度,进而换算成20℃条件下的强度标准值;并参照相关规范对实际工程层间结合效果进行质量评定。结果表明,防水粘结层对水泥混凝土的附着力与组合结构的层间粘结强度及抗剪强度存在较强的线性正相关,且强度预测值与实测值的误差基本都在10%以内;强度预测值换算成标准值后可直接借助规范进行层间结合效果评价。

二阶热固性环氧沥青桥面铺装黏层黏结性能试验研究

该文以宜昌伍家岗长江大桥为工程依托,针对铺装结构中RA沥青混凝土与高黏高弹SMA沥青混凝土层间的二阶热固性环氧沥青材料的不同洒布量、不同第一阶段固化时间、不同养护时间、不同服役温度下的界面抗剪与拉拔强度以及洒布量对耐剪切疲劳性能的影响开展研究。研究结果表明:随着二阶热固性环氧沥青洒布量的增加,黏结与抗剪强度提高,结构耐剪切疲劳性能增强,施工环境温度为25~35℃时,二阶热固性环氧沥青黏结层与高黏高弹SMA的施工间隔建议44~52 h,施工完成后封闭养护时间应大于7 d,二阶热固性环氧沥青黏层可实现组合铺装结构的25℃抗剪强度≥3.8 MPa,拉拔强度≥1.7 MPa,60℃抗剪强度≥1.7 MPa,拉拔强度≥0.9 MPa,研究结果对二阶热固性环氧沥青材料在桥面铺装工程中的应用具有指导意义。

间苯型不饱和聚酯树脂改性沥青桥面铺装研究

为提高桥面铺装层的抗裂性,同时减少坑槽等水损害病害的发生,本文开发了一种不饱和聚酯树脂(以下英文简称UP)改性沥青桥面铺装材料,并对其配比和性能进行研究。通过粘度、动态剪切流变(DSR)和拉伸试验确定最佳UP改性沥青材料配比,对改性沥青流变性能和拉伸性能进行测试,并对UP改性沥青桥面铺装材料进行路用性能对比评估。研究结果表明,UP改性沥青具有良好的高温流变性,明显优于SBS改性沥青,且UP改性沥青与环氧改性沥青相比,具有更好的柔韧性,且价格便宜,其成本仅为环氧沥青的57%。此外,经测试,UP改性沥青桥面铺装材料的抗拉性能、高温稳定性也明显优于SBS改性沥青混合料,且与环氧沥青混合料相比,具有更好的低温抗裂性与水稳定性。

浇筑式沥青混凝土在某地区钢桥面铺装中的应用研究

依托三元立交跨京顺路桥桥面铺装专项维修工程项目,针对原桥环氧沥青混合料铺装防水层和粘结层失效,铺装层开裂、推移、拥包、剥离等病害原因进行分析,研究提出适用于北京市钢桥面铺装的浇筑式沥青混合料。铺装试验结果表明,浇筑式沥青混合料铺装能够解决原钢桥面铺装存在的问题,同时可适应北京市城市桥梁养护的实际需求,对后续北京市钢桥面铺装设计、施工等具有一定的借鉴意义。

混凝土桥面铺装用地毯式沥青混合料配合比设计研究

分析了具有一定弯曲度和延性的地毯式沥青混合料;沥青混合料配合比优选试验基于表面能理论的沥青-集料粘附功分析,并进行了地毯式沥青层混合料性能验证检测。结果表明,地毯式沥青混合料采用高模量、高柔韧性地毯BLK-5,最佳沥青用量为12.0%,70#沥青+2.5%SM可以获得最佳的沥青-集料粘附功。此外,地毯式沥青混合料可作为混凝土桥面的层间铺设结构,同时兼具防水粘结和应力吸收层的功能。

猎德大桥钢桥面铺装维修方案研究与工程实施

首先,分析了猎德大桥钢桥面铺装的病害特点。结合猎德大桥钢桥面铺装层的现状,在考虑施工时间和交通通行的情况下,开展了猎德大桥钢桥面铺装维修方案的研究。确定了保留RA05层,翻新SMA10的维修方案,同时,对猎德大桥铺装层材料进行比选,确定选用PG-100高黏改性沥青SMA10作为铺装上层,选用PG-82改性沥青作为粘结层。其次,介绍了PG-100高黏改性沥青SMA10铺装维修方案的内容和施工要点。最后,对新铺的桥面状况持续观察一年,检测结果都达到了预期目标。猎德大桥钢桥面铺装维修方案为类似工程提供了参考。

钢桥面铺装体系用环氧重防腐涂料制备与研究

近年来部分工程案例显示环氧富锌涂层在钢桥面防护效果不理想,尤其是在南方沿海的大跨径钢桥面防护中会过早发生腐蚀破坏,主要原因是富锌涂料中的锌粉在高湿热、高温环境下与水气反应而失效,另一方面富锌涂料颜料体积浓度(PVC)高,脆性大,渗透能力弱,在车载压力下容易与基材、中间层滑移等。本文采用韧性环氧树脂、增韧剂、柔性固化剂制备了一种高韧性非锌环氧重防腐涂料,通过拉伸试验、耐热盐水浸泡试验、盐雾试验、高温附着力等方法研究了其力学性能和防腐性能。结果表明,采用聚氨酯增韧改性环氧树脂SLpu、低相对分子质量聚氨酯改性环氧树脂增韧剂Dslu以及复配固化剂[m(聚醚胺固化剂T)∶m(柔性固化剂F)=5∶1]制备的高韧性非锌环氧重防腐涂料拉伸性能、耐盐雾性能和耐热盐水性能优异,尤其是耐热盐水性能远超于环氧富锌涂料,更适合南方沿海高湿环境大跨径钢桥面铺装体系的防护,对解决目前钢桥面防护体系使用寿命不足的问题有一定的参考意义。

美国特拉华纪念大桥UHPC桥面铺装

美国特拉华纪念大桥(Delaware Memorial Bridge,见图1)采用双幅悬索桥横跨位于特拉华州和新泽西州之间的特拉华河,全长1112.5 m,主跨跨径655.32 m。该桥北行桥1951年建成通车,南行桥1968年建成通车,每幅桥通行4车道。北行桥运营年限长,桥面维修频繁,2017-2018年对该桥桥面板状况进行了详细评估,包括取芯检测和多种无损检测。

聚氨酯混凝土钢桥面铺装层间性能研究

通过试验研究了聚氨酯混凝土的力学性能和微观结构等。结果表明,聚氨酯混凝土可以与钢桥面形成牢固的粘接力,层间粘接强度均高于聚氨酯混凝土的抗拉强度,环境温度60℃下聚氨酯混凝土的抗拉强度不足25℃时的50%且不足-30℃的30%,受压剪切角度为15°时试件破坏形式为受压破坏,受压剪切角度为45°试件的破坏形式为剪切破坏,组合结构具有较好的抗疲劳开裂能力。本研究为聚氨酯混凝土钢桥面铺装层的设计和应用提供了重要的参考依据。

环氧沥青钢桥面铺装施工技术分析

该文以清云高速公路肇云大桥的钢桥面铺装工程为例,探究环氧沥青混凝土的铺装工艺及技术要点。正式铺装前需要做好钢桥面的喷砂除锈和清洁处理,营造良好的铺装环境。然后,洒布黏结层和喷涂环氧富锌防锈漆。拌和环氧沥青混凝土,由运输车将混合料从拌和站运送到施工现场完成摊铺后,分别进行初压、复压、终压,保证摊铺料的密实度达标。最后,根据天气情况确定养护时间,养护完毕后开放通车。

桥面铺装快硬混凝土温度应力有限元模拟与试验研究

通过有限元模拟不同龄期快硬混凝土温度和应力,研究桥面铺装快硬混凝土温度和应力变化规律,并与感测光缆实测结果进行对比分析,验证有限元模拟的正确性。结果表明:各龄期温度开裂指数均大于1.5,快硬混凝土6 h抗拉强度可抵抗水化热产生的拉应力,具有一定抗裂性能;桥面铺装快硬混凝土底层、中间层、表层温度在4 h左右达到峰值,最高温度分别为39、37、32℃,之后各层温度随时间延长而逐渐降低;在0~3 d内,随龄期延长,桥面铺装快硬混凝土中间层、底层的应变逐渐增大,在3 d时应变均达到峰值,7~28 d时应变逐渐减小;有限元模拟计算值与实测值变化规律基本一致,该模型可以为大面积桥面铺装维修用快硬混凝土的防裂及施工工艺优化提供参考。

箱梁桥预制桥面铺装材料及施工技术研究

为了解决沥青桥面铺装现场施工质量易受环境条件影响,施工过程造成气体污染等问题,本文以自密实环氧沥青混凝土为材料,研究混凝土箱梁桥上预制沥青桥面铺装层,用环氧沥青胶作为预制构件组装的接缝处理材料,并提出一套完整可行的装配式沥青桥面铺装施工工艺和装配式混凝土箱梁桥桥面组合结构。本文使用的预制材料具有足够的流动性和力学性能,通过采用的施工工艺可以保证接缝处理材料与前面结构具有良好的协同工作性能。

不同温度下水泥混凝土桥面铺装结构抗剪性能研究

为研究不同温度下水泥混凝土桥面铺装结构的抗剪性能,采用ABAQUS有限元软件建立桥面铺装三维数值模型,分析不同温度影响下桥面铺装结构受剪状态,与水泥混凝土-防水粘结层-沥青混合料复合试件抗剪强度建立联系。结果表明:桥面铺装在车辆荷载紧急制动作用下,沥青面层所受纵向和横向剪应力随温度的升高而减小,调平层、沥青下面层与调平层层间结构所受纵向和横向剪应力随温度的升高而增大;涂膜类防水粘结层在安全温度范围内(<40℃)的抗剪强度要高于碎石封层类,但涂膜类防水粘结层对温度的敏感性大于碎石封层类;防水粘结层在危险温度范围内(>45℃),车辆紧急制动不利于层间结构的稳定。

基于深度学习的钢桥桥面铺装病害识别与量化方法

受反复的交通荷载、温度变化、风载等的影响,钢桥桥面铺装的应力状态复杂,加上柔性的桥面铺装与刚性钢桥结构力学相容性问题,钢桥桥面铺装易出现早期病害。为了识别、分类和量化钢桥桥面铺装典型病害,文中提出一种基于深度摄像头Kinect V2和深度学习的桥面铺装病害识别方法。先通过传感器采集桥面铺装病害图像,创建带标识的数据库,并将其转化为训练集,然后利用YOLOv5对训练集的原始数据进行训练、验证与测试,获得桥面铺装病害识别、分类和量化结果。结果表明,基于深度学习,利用随机采样一致性(RANSAC)可以实现RGB-D传感器在不同工作距离上的平面拟合,达到对桥面铺装病害的高效识别,各类病害的识别误差均可控制在10%以内;与人工识别方法相比,利用简单图像采集设备和机器学习的智能识别方法能以较低的成本在不影响交通的条件下完成钢桥桥面铺装病害识别与量化,计算效率更高,可大大节省人工和时间成本,且能保证识别结果在一定精度范围内。

沥青混凝土桥面铺装病害研究

为保证桥梁铺装层养护水平,从疲劳开裂、黏结层剪切破坏、车辙、拥包、低温缩裂等方面分析了桥面铺装层病害的原因。同时,以某国道沿线的T梁桥为研究对象,统计了其不同病害的占比,并利用ANSYS软件建立计算模型,分析了轴载作用次数对铺装层最大剪应力和拉应力的影响,并提出了若干措施来防止铺装层病害,研究成果可供类似桥梁铺装层建设提供理论依据。