基于复合梁疲劳试验的沥青路面层间黏结评价

目的评价黏层油对沥青路面疲劳寿命的影响,确定适合北京地区沥青路面的黏层油的种类和最佳用量,研发了一种新型的复合梁疲劳试验.方法选取适用于北京市常用的橡胶沥青、橡胶SBS复合改性沥青、SBS改性沥青、SBS改性乳化沥青及普通乳化沥青5种黏层油,通过复合梁疲劳试验分析黏层种类、应变水平、结构层老化对疲劳寿命的影响并进行评价.结果使用同一种黏层油的复合梁的疲劳寿命随应变的提高而减小.使用橡胶SBS复合改性沥青作为黏层油的试件疲劳寿命均最长.复合梁疲劳寿命随黏层用量的增加呈现先增大后减小的趋势,由此可以得到复合梁疲劳寿命最大情况下的最佳黏层用量,即为疲劳寿命峰值黏层油用量.结论层间黏结效果的优劣对沥青路面结构层的疲劳寿命影响较大,两者具有良好的相关性.复合梁疲劳试验评价黏层的层间黏结效果是可行的.

双层SMA钢桥面铺装复合梁疲劳试验研究

介绍了对五点加载复合梁疲劳试验的试验原理和试验方法,并根据国内交通特点修正了试验参数,采用五点复合梁疲劳试验对不同的双层SMA钢桥面铺装结构疲劳性能进行了评价。试验结果表明双层环氧树脂防水粘结层结构的疲劳性能明显优于溶剂粘结剂防水粘结层结构。

基于复合梁弯曲疲劳试验的水泥混凝土桥面防水粘结层材料优选

采用复合梁疲劳试验研究比较了水泥混凝土桥面使用不同防水粘结层时铺装层结构的整体抗疲劳破坏能力,进一步改变试验温度和加载频率试验条件测试了试件的承载次数以反映铺装层结构在不同服役温度和车载速度下的抗疲劳性能。结果表明:不同类型防水粘结层对应铺装结构抗疲劳性能有明显差异,其中橡胶沥青防水粘结层抗疲劳性能最优;且随着洒布量增加,各粘结层材料疲劳次数均表现为先升后降趋势;从抗疲劳性能角度出发,SBS改性沥青、橡胶沥青、SBS改性乳化沥青的最佳洒布量分别为1.8、2.1、1.2kg/m^2;改变温度、加载频率试验条件,复合梁试件承载次数结果具有显著的区分性。本文为水泥混凝土桥面防水粘结层优选粘结剂类型、洒布量提供了除以粘结性能为评价指标以外的另一种思路。

水泥混凝土桥面双层式SMA铺装试验研究

通过复合梁试验,对双层式SMA桥面铺装结构进行性能分析,推荐了典型结构,为水泥混凝土桥面铺装结构设计提供参考。

超高性能混凝土钢桥面铺装疲劳性能试验研究

为研究新型超高性能混凝土钢桥面铺装结构的疲劳性能,采用五点加载复合梁疲劳试验对其进行测试。参照常规复合梁试验方法,结合新型铺装结构特点,对试件尺寸、应力水平和破坏准则进行了修正。试验结果表明,该新型铺装结构疲劳性能优良,环氧黏结层首先发生疲劳破坏,试验过程中复合梁刚度没有明显退化,试验结束后试件仍保持较高的剩余承载力。通过试验获得了适用于该种新型铺装结构梁的疲劳S-N曲线,可为同类钢桥面铺装设计提供参考。

基于有限元分析的双层桥面铺装方案研究

为研究桥面铺装结构层间应力状况,利用有限元软件,建立了桥梁三层网格剖分结构模型,分析了桥面铺装在不同弹性模量和荷载条件下的应力分布情况。选择复合梁车辙试验,对双层沥青玛碲脂碎石混合料桥面铺装试件高温性能进行了评价。研究结果表明:双层铺装沥青玛碲脂碎石混合料结构在超载刹车状态和超载时,剪应力均不大于0.4 MPa,满足要求。但在超载和刹车一起作用下剪应力均大于0.4 MPa,不能满足要求。同时,根据试验结果,推荐SMA9.5(下层)+SMA13(上层)和双层SMA13桥面铺装方案。该研究成果为桥面铺装结构设计提供了依据。

钢桥面铺装FRP性能及工程应用

桥面系刚度过低易导致钢桥面铺装早期破坏,采用纤维增强复合材料(FRP)能够有效改善桥面系刚度或降低铺装厚度。文中复合梁疲劳试验结果表明,FRP铺装容易产生脱层现象,疲劳寿命不到100万次;分析江阴长江大桥FRP试验段通车仅2个月就发生崩溃性破坏的原因,FRP型材之间及与钢板之间难以连接紧密是主因。

钢桥面双层沥青混合料铺装体系疲劳损伤分析

运用损伤力学原理,从力学近似角度出发,分析钢桥面双层沥青混合料铺装结构体系的疲劳损伤演化规律,推导出钢桥面双层沥青混合料铺装结构体系的损伤场、应力应变和疲劳寿命的预测公式,并以南京四桥现场摊铺、碾压成型的复合梁疲劳试验为例,验证所推导模型的可靠性。研究结果表明:本文模型的预测结果与实验结果较为接近,误差在8%以内,具有较高的可靠性。利用本文推导的模型能较准确预测钢桥面双层沥青混合料铺装结构体系的疲劳寿命。

超限条件钢桥面铺装疲劳寿命退化规律研究

本文首先运用损伤力学原理,推导出钢桥面双层沥青混合料铺装结构体系疲劳寿命的预测公式,并以南京四桥现场摊铺、碾压成型的复合梁疲劳试验为例,验证所推导模型的可靠性;其次利用推导模型结合南京四桥的实际超载情况,采用层顶拉应变等效原则,分析超限条件下铺装层疲劳寿命的退化规律。分析表明,本文模型的预测结果与实验结果较为接近,误差在10%以内,具有较高的可靠性;载荷超限对疲劳寿命影响巨大,载荷越大、超限情况越严重,疲劳寿命下降速率越快。以驱动轴115 k N为例,当超载30%时,疲劳寿命下降48%,当超载50%时,疲劳寿命下降近66%。

钢桥面SMA沥青铺装层应用优化研究

鉴于SMA沥青混合料近年来在正交异性钢箱梁桥面铺装层上的应用效果不是很理想,以及对国内已建钢箱梁桥面铺装层的分析研究,从混合料级配优化角度,试验室制作采用不同沥青改性剂、外加剂组合成的五种SMA沥青混合料,通过室内试验,确定每种方案的常规指标、车辙等路用性能指标,并结合复合梁疲劳试验结果进行对比分析,最终确定了最佳的沥青混合料组合方案。结果表明,高粘改性剂相对SBS改性剂有较好的路用性能,各种外加剂的选用对混合料的高温稳定性、耐疲劳性有较大提高。

钢桥面铺装在行车荷载与环境温度共同作用下疲劳损伤分析

用损伤力学原理及方法,从力学近似法角度分析了环境温度和循环车辆荷载共同作用下钢桥面沥青混合料铺装的疲劳损伤特性,推导出疲劳试验复合梁的损伤场、应力和应变场。以长江一大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装体系复合梁疲劳试验为例,进一步推导出复合梁的疲劳寿命预测公式。实例分析表明,考虑环境温度和车辆荷载共同作用下钢桥面铺装体系的疲劳寿命要小于单一考虑行车荷载的计算结果,二者相差最大可达44%。研究认为温度变化会导致铺装层的劲度不断发生变化,从而直接影响钢桥面沥青混合料铺装的力学行为和疲劳寿命,因此仅考虑交通荷载的作用进行钢桥面沥青混合料铺装体系疲劳损伤的分析是过于简化的,应予以重视。此外,指出了环氧沥青混凝土铺装具有很好的抗疲劳性能。