水泥-乳化沥青混凝土在桥面铺装结构中的力学行为

为了减少桥面铺装在运营中的各类病害,将水泥-乳化沥青混凝土应用于桥面铺装的下层,并取代防水粘结层,对其适用性进行了研究.采用有限元力学分析方法,通过变换结构层的厚度来模拟该桥面结构层的力学行为.结果表明:当增大水泥-乳化沥青结构层的厚度时,各层之间的剪应力均减小,与桥面板之间的剪应力减小幅度较为明显,该层本身所承受的压应力也随之减小,当该层的厚度增加到3 cm以上时,上下层之间的剪应力下降幅度开始减缓.通过对新型桥面铺装结构力学行为特点进行研究,表明该材料适用于中、小型混凝土桥.

MP-5薄层罩面在水泥混凝土桥面“白改黑”中的应用研究

通过自制的高性能复合改性沥青和多点支撑骨架状态理论(V-S法)设计出一种用于水泥混凝土桥罩面的薄层沥青混合料MP-5(Micropavement-5),并将其和目前广泛应用的几种薄层罩面沥青混合料(SMA-5、SUP-5以及Novachip-5)的路用性能进行了对比.结果表明:自制的复合改性沥青粘度大、施工和易性好;确定了薄层罩面沥青混合料MP-5的级配和油石比范围(5.4%-6.0%).MP-5施工简便,具有良好的高温性能,尤其构造深度大,抗滑性能好.

MMFX-2钢筋性能综述和抗腐蚀性现场实验

水泥混凝土桥面钢筋腐蚀是一普遍且复杂的问题,采用替代钢筋能有效地预防或延缓钢筋腐蚀,而近年应用的MMFX-2钢被认为具有更好的抗锈蚀性能。印第安纳州交通厅对现有的MMFX-2钢的研究成果进行了综合分析,并修建了现场试验桥面以长期评价MMFX钢筋抗腐蚀能力。同普通碳钢相比,MMFX-2钢的屈服强度和抗拉强度更高、抗腐蚀性更好,但没有明显的屈服点。试验桥面铺装的实验结果表明,施工竣工不久至竣工两年期间,MMFX-2钢筋腐蚀很少,混凝土中氯化物含量没有达到钢筋去钝化水平,但在桥面铺装上部氯离子浓度显著增加。笔者建议对于氯化物影响较大场合的混凝土桥面铺装,如果希望提供二次腐蚀保护时,可考虑使用MMFX-2钢。

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。

水泥混凝土桥桥面沥青铺装层的有限元分析

桥面铺装问题解决的前提是明确铺装层结构的受力状态及特点。采用三维有限元分析方法,建立了完整的简支T梁混凝土桥,确定了临界荷位,分析了在非均布荷载作用下,不同沥青铺装层结构组合的力学响应。分析显示,当荷载完全作用于边梁一侧时,对铺装结构最为不利;非均布荷载对铺装层结构的力学响应有很大影响,凸型荷载产生的最大剪应力或是层间剪应力都明显大于凹型荷载产生的应力;铺装层间水平方向的相对滑移趋势随面层厚度的增大,显著减小;合理的材料设计和结构组合对沥青混凝土桥面铺装具有重要意义。

水泥混凝土桥梁沥青混凝土铺装层的疲劳性能

为了提高水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装的使用寿命,以复合梁试验评价不同的桥面沥青铺装结构的疲劳性能,采用有限元法分析荷载作用下复合梁试件具有与实际梁体一致的应力响应,并采用复合梁疲劳试验测试不同桥面沥青铺装层组合的疲劳寿命。由试验结果可知,复合梁破坏模式与桥梁铺装实际破坏形式一致,相同的铺装结构在加入防水粘结层后寿命可增长8倍,铺装材料加入纤维可使疲劳寿命增长20%以上;SMA和纤维加筋的AC组合是本次试验中的最优结构。

水泥混凝土路面国产环氧沥青防水层的性能分析

为了确定环氧沥青防水层材料在水泥混凝土路面防水应用的适用性及耐久性,结合某特大桥的水泥路面防水层材料施工应用实践,开展了系列试验。结果表明:(1)国产环氧沥青材料、SBS改性沥青材料和FYT材料进行粘附强度对比,其平均抗剪强度依次为1.98、0.39、0.33 MPa;20℃下拉拔强度分别为1.98、0.98、0.83 MPa;50℃下其拉拔强度分别为0.73 MPa、流淌、0.08 MPa。(2)用中和与未中和的国产环氧沥青进行抗拉强度对比,20℃下未中和的环氧沥青与混凝土7、4 d的拉拔强度分别仅为0.53、1.64 MPa;20℃下中和的环氧沥青与混凝土7、4 d的拉拔强度分别达到0.9、2.0 MPa,20℃下中和的环氧沥青与钢板之间的拉拔强度达到7.8 MPa。(3)用国产环氧沥青材料与美国环氧沥青材料进行短期老化试验对比,国产环氧沥青的粘度略有增加,变形性能变化较小,抗拉强度变化较大,而美国环氧沥青老化前后各项指标变化均很小。结果表明,国产环氧沥青防水材料的各项指标与其他防水材料的性能相比具有一定的优越性,能达到国家标准要求,将国产环氧沥青防水材料应用到水泥混凝土桥面防水是可行的。

层间接触状态对桥面铺装结构力学响应的影响

针对桥面铺装混凝土调平层和沥青铺装层层间接触状态复杂的问题,运用ANSYS有限元分析软件,建立了更符合实际的后轴双轮组轮胎模型,以目前我国常用的空心板梁桥为研究对象,分析了摩擦、完全黏结、绑定和完全粗糙等多种接触状态下铺装结构的应力响应.计算结果表明:车辆荷载并不是均布荷载,其压力峰值随胎压和轴重的变化而变化;混凝土调平层与沥青铺装层间的接触状态对铺装结构受力影响显著;4种接触状态中,黏结接触状态下的铺装结构受力最优,当层间黏结不足时,层间接触更接近假设的"绑定"接触状态.

桥面铺装层非常规破坏和防治措施

在对桥梁桥面铺装破坏调查的基础上 ,对钢筋混凝土桥梁铺装层非常规破坏的类型和原因进行了分析并提出了相应的处理措施。对钢桥面铺装层的破坏类型进行了分类 ,认为在建立更为精确的铺装层模型进行有限元力学分析的基础上应采取综合措施 ,才能防治钢桥面铺装层破坏。

基于能耗法的水泥混凝土桥梁铺装层复合结构疲劳特性分析

能量法为分析沥青混合料疲劳特性的有效方法之一,应用于分析水泥混凝土桥面铺装复合结构的疲劳特性。首先,介绍了沥青混合料的能耗分析方法;其次,根据铺装复合结构设计原理,推导得到基于能耗原理的疲劳寿命方程;最后,通过复合梁3点弯曲疲劳试验,得到能量法参数及相关回归系数,可以预测不同轴载作用下铺装体系的疲劳寿命。结果表明:采用能耗法建立的铺装层疲劳方程可写为能耗(W0)-寿命(N f)形式;研究成果对建立水泥混凝土桥面铺装层疲劳设计理论和方法,有效预估水泥混凝土桥面铺装层使用寿命,具有较强的理论意义与应用价值。

桥面水泥混凝土含水率对防水层粘结性能的影响

依据表面能理论,采用柱状灯芯技术和躺滴法分别测定不同含水率时水泥混凝土与SBS沥青的表面能参数,并通过计算粘附功,分析了不同含水率时水泥混凝土与SBS沥青的粘附性。在此基础上,对水泥混凝土处于不同含水率时的层间粘结性能进行了验证。结果表明:在含水率为0%时粘附功最大;随着含水率增大,粘附功逐渐变小;随着含水率降低,防水粘结层抗剥离性能提高,当含水率降至0.5%后,层间粘结性能对含水率已不敏感;随着含水率的降低,抗剪强度增大,但当含水率降至1.0%后增加的幅度并不显著。

水泥混凝土桥面铺装设计方法的研究

应用结构的线弹性理论 ,考虑桥面铺装层的功能要求 ,对铺装层的受力状况进行了简化 ,并根据实际状况提出了若干假定 .在此基础上 ,提出了以梁板体的最大弯矩为基础 ,以桥面铺装开裂和剥离为控制指标的水泥混凝土桥面铺装的设计方法 。

国产环氧沥青混合料性能试验及在桥面铺装中的应用

结合工程实例介绍国产环氧沥青材料系列产品在水泥混凝土桥面的应用。根据混凝土桥面铺装原材料及粘结层的技术指标及要求,对国产环氧沥青混合料进行组成设计以及相关性能试验,并与几种常用的铺装材料进行比较。研究表明,国产环氧沥青混合料及国产环氧沥青粘结料是性能优异的混凝土桥面铺装材料。结合该工程简述了国产环氧沥青混凝土铺装的施工要点。

中国江阴长江大桥桥面沥青铺装层高温稳定性

江阴长江大桥位于中国长江下游、江苏省境内 ,是国家国道主干线同三线 (黑龙江省同江至海南省的三亚 )和京沪线 (北京至上海 )等高速公路的过江通道。大桥正桥主跨 1 385 m。根据大桥的自然环境 ,要求桥面沥青铺装层能够在最高温度 70℃与最低温度 - 1 4℃之间的温度范围内承受繁重的交通负荷正常工作 ,而不产生损伤。为了满足这样的工作条件 ,选用英国铺装技术 ,沥青铺装层设计采用 5 0 mm厚的浇注式沥青混凝土 ( Guss Asphalt)。原材料采用南美洲特立尼达生产的湖沥青 ( TLA)和中国当地的玄武岩作为粗集料。按英国标准配制的浇注式沥青铺装层混合料有许多优点 ,如防水性能好、空隙率小、抗疲劳性能与抗低温脆裂性能都十分理想 ,唯高温稳定性较差 ,即使采用了英国重交通级别的标准 ( H级 ) ,混合料的抗车辙能力仍达不到中国高速公路沥青路面的标准。其主要原因是英国地理位置与中国有明显差别。研究工作中采取了四项措施 :1调整混合沥青的配比 ,提高 TLA所占比例 ;2降低可溶性沥青用量 ;3增加主骨料 ( 6.0 mm～ 1 0 mm)的用量 ;4保证矿粉与沥青的比例。通过室内试验 ,全面测试各项路用性能后 ,确定最佳的材料配比设计方案 ,既保持了浇注式沥青混凝土的各项优点 ,也提高了沥青混合料的高温稳定性 ,成功?

水泥混凝土桥面沥青铺装结构力学性能分析

在水泥混凝土桥的主梁(板)上或防水混凝土层面板上一般需设置柔性防水层,因此桥面铺装结构在力学性能上不同于一般路面结构。采用有限元方法分析了水泥混凝土桥面沥青铺装结构中桥面铺装材料的厚度、模量与泊松比、防水粘结层的厚度和模量以及汽车荷载等因素对桥面铺装结构中防水粘结层最大剪应力指标的影响。

用神经网络理论进行纤维水泥砼的配合比设计

根据公路桥梁桥面铺装对纤维水泥砼的使用性能要求，将一批试验数据作为样本，通过神经网络对其进行学习和训练，得到了相应的神经网络权值矩阵和阈值向量．计算结果与实际试验结果的对比表明，采取本文方法可以提高纤维水泥砼配合比的设计效率．

大跨径水泥混凝土桥梁铺装层力学响应分析

为研究大跨径水泥混凝土桥梁铺装层的力学响应特点,建立水泥混凝土箱梁桥、工字梁桥以及三跨连续梁桥模型,在此基础上对铺装层在桥梁整体结构中所产生的应力应变响应进行分析。采用ABAQUS有限元分析软件,建立了桥梁三维有限元整体模型,分别研究了不同厚度铺装层在各种跨径条件下,在车辆荷载和温度荷载作用下的力学响应。研究结果表明:桥梁跨径与铺装层厚度对铺装层力学响应的影响相互独立;大跨径桥梁在车辆荷载作用下将导致铺装层水平拉应力显著增长,而竖向剪应力及层底剪应力则变化不大;温度荷载作用下,桥梁跨径对铺装层温度应力的影响十分有限。因此,在大跨径水泥混凝土桥梁中,应采用具有较强抗拉及抗裂性能的铺装层材料,以保证铺装层的路用性能及使用寿命。

橡胶沥青碎石封层的层间结合稳定性分析

基于室内剪切试验和拉拔试验,对橡胶沥青作为水泥混凝土桥面碎石封层的层间结合稳定性进行系统的试验和分析,从橡胶沥青喷涂量、洒布碎石情况、层间界面处理状况、环境温度等方面确定出影响层间结合稳定的各项因素及规律,为橡胶沥青碎石封层的现场应用及施工质量控制提供理论和试验依据。

在役桥梁桥面铺装服役状态评估及改造结构体系研究

本文分析了既有混凝土桥面铺装的典型病害,并建立了既有桥梁混凝土桥面铺装裂缝的三维评估体系,研究了基于平整度目标和基于铺装使用情况的铺装改造方案。并结合宁连高速新沂河大桥铺装改造工程进行了工程应用,结果表明:评估体系能够有效反映桥面铺装裂缝实际状况,填补国内水泥混凝土桥面铺装裂缝评估的空白,可供国内外同类工程借鉴。

沥青混凝土桥面铺装早期病害原因分析

对钢筋混凝土桥柔性桥面铺装的早期病害及其原因进行了分析,在总结当前国内桥面铺装结构分析主要方法的基础上,通过理论分析,指出了解决问题的几个方面。