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%.

焊接残余应力对钢桥面疲劳性能的影响与处理措施

为改善正交异性钢桥面的抗疲劳性能,对钢桥面进行退火处理以降低关键焊缝的焊接残余应力。首先系统性地回顾和探讨钢桥面焊接残余应力分布模式,同时就残余应力对疲劳裂纹发展的影响进行了文献分析。随后,归纳和总结了国内外主流焊接残余应力消除方法,并开展对比分析。借鉴压力容器制造方法,建议在正交异性钢桥面制造中引入退火处理工艺以降低焊接残余应力。研究聚焦钢桥面中疲劳问题较突出的顶板与U肋连接焊缝,设计了16个(其中9个退火处理,7未作处理)局部足尺单U肋试件进行残余应力测试与疲劳试验。试验结果表明,退火处理后焊缝残余应力实测值降低约80%,疲劳强度提高约23%。可以看出,退火处理可以大幅降低焊接残余应力,从而有效提升钢桥面抗疲劳性能。

钢桥面大坡度段浇注式沥青混合料施工质量控制

浇注式沥青混合料摊铺时流动性大,常用于钢桥面铺装的保护层。当桥面坡度大时,浇注式沥青混合料在重力作用下流淌,可能导致铺装厚度不均匀。现综述日本的相关研究,重点介绍评价方法、材料设计和施工过程控制,为我国浇注式沥青混合料在大坡度段的施工质量控制提供参考。

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。

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。

《公路钢桥面铺装设计与施工技术规范》荣获2023年度中国公路学会科学技术奖

《公路钢桥面铺装设计与施工技术规范》(JTG/T 3364-02—2019)等2项标准,由招商局重庆交通科研设计院有限公司、重庆市智翔铺道技术工程有限公司等单位牵头编制完成,并荣获2023年度中国公路学会科学技术奖(标准类)二等奖。改革开放四十年来。

南沙大桥钢桥面铺装防腐层施工工艺

为指导钢桥面防腐层施工,通过钢桥面板喷砂除锈及环氧富锌漆施工工艺研究,确定了喷砂除锈和环氧富锌漆施工关键技术控制指标,研究表明,抛丸机采用丸砂比为2∶1时,行走速度不得>3.0 m/min;采用喷枪喷涂环氧富锌漆,漆膜厚度均匀性要优于人工滚涂,且合格率相对较高;喷枪喷涂和人工滚涂环氧富锌漆对其拉拔强度影响不大。通过防腐层施工工艺研究,验证了防腐层施工关键技术与工艺的合理性。

跨长江大跨径钢桥面浇筑式沥青混凝土施工技术

在对特大桥钢桥面铺装组合结构进行分析时,以油溪长江大桥钢桥面铺装下面层使用浇筑式沥青混凝土GA-10为研究对象,经过综合研究确定矿粉、合成级配和沥青用量等信息。该大桥使用浇筑式沥青混凝土GA-10施工,能够显著提升整个工程的防水性和耐久性。

动载作用下钢桥面双层SMA铺装层有限元分析

基于罗埠大桥钢桥面铺装层早期病害的维修方案,采用有限元软件建立三维模型,研究不同沥青铺装层与钢桥面层间接触状态下、不同沥青铺装层结构设计参数下的铺装层结构设计指标变化规律。结果表明:沥青铺装层沿深度方向的平均剪应力分布规律为:磨耗层>缓冲层>保护层;SMA层厚度及缓冲层厚度的增加可有效改善沥青层受拉、受剪和层间受剪状况;缓冲层模量的增加有利于降低沥青层拉应变,但不利于层间剪应力和沥青层剪应力指标。提出双层SMA钢桥面铺装层结构设计建议,罗埠大桥铺装方案中SMA层厚度为6.0 cm,沥青胶砂层厚度为2.5cm。

基于移动荷载的双层SMA钢桥面铺装结构研究

为揭示罗埠大桥双层SMA铺装层早期病害原因,利用ABAQUS有限元分析软件对钢桥面建立了三维有限元模型,并施加了移动荷载,首先研究了沿行车纵向各典型位置处双层SMA铺装层力学响应,对比分析找出了力学指标的最不利断面;然后研究了3种具有代表性的荷载移动带下双层SMA铺装层力学指标沿横向和竖向的分布规律,揭示了力学指标的最不利位置;最后,基于双层SMA铺装层早期病害原因,对其进行了有针对性的结构优化,进一步对比研究了设置缓冲层的双层SMA铺装层力学响应,并验证了优化后的双层SMA铺装层具有较好的力学结构性能。研究表明:双层SMA铺装层层间滑移病害主要是层间剪应力的“揉搓”作用导致。该“揉搓”作用具有方向相反且峰值间隔时间极短的特点;双层SMA铺装层与钢桥面层间接触条件的恶化,会加速双层SMA铺装层的疲劳开裂,摩擦系数每降低0.2,沥青层拉应变平均增加3.26%;设置缓冲层的双层SMA铺装层层间和自身受剪情况较优化前,有着较为明显的改善;在同等工况下,优化后的双层SMA铺装层层间剪应力和沥青层最大剪应力分别较优化前减少了25%~30%和12%~16%。

沪闵高架钢桥面铺装整治方案应用实践

对沪闵高架钢桥面铺装损坏的特点以及病害成因进行了分析,交通量大、运行年代长、钢桥面受力复杂、日常养护维修不彻底、异常气候等各种因素加速了沪闵高架钢桥面铺装的损坏。城市高架快速路桥面铺装维修整治工程需要封闭交通,为减少对交通环境影响和满足快速化施工的要求,提出了不同方案组合,最后选用了适宜本工程的溶剂型+热熔型组合的防水层材料和高黏高弹改性沥青铺装层材料作为现场实施方案,取得了良好的效果。

正交异性钢桥面板铺装病害维修技术探讨——以上海闵浦大桥为例

上海闵浦大桥在长期行车荷载作用下,其正交异性钢桥板面铺装局部已产生裂缝、坑塘等病害,而采用压浆、切割修补等传统修复方法处治效果不佳。从材料特性、关键施工技术等角度开展研究工作,对正交异性钢桥面铺装维修技术进行深入探讨,并通过实践应用予以验证。实践结果表明,环氧碎石修补技术和甲基丙烯酸甲酯(MMA)混凝土修补技术可以显著提升桥面铺装的使用寿命,提高了钢桥面环氧沥青铺装病害维修质量,取得了较好的经济效益和社会效益,具备一定的研究应用价值,可供同行参考。

高黏高弹改性沥青与超高韧性混凝土组合铺装体系在大纵坡钢桥面中的应用研究

针对普通钢桥面铺装在大纵坡条件下疲劳开裂或铺装层间破坏的问题,Q7桥在桥面铺装实施前经过系统的科研试验并结合有限元理论计算和专项研究,最终选择了高黏高弹改性沥青与超高韧性混凝土钢桥面组合铺装体系。通过在结构层间增加嵌石工艺以增加基面糙化度,大大了提高层间抗剪强度,使得车辆在大纵坡行驶条件下桥面铺装层有足够的安全储备,有效解决了大纵坡钢桥面沥青铺装层常出现的开裂、推移、脱层等病害问题。

聚氨酯钢桥面铺装防水粘结层剪切疲劳性能研究

聚氨酯混合料桥面铺装材料具有优异的综合路用性能,有望解决传统沥青类钢桥面铺装材料在钢桥严苛使用环境下耐久性差、使用寿命短等问题,但目前对与之相匹配的防水粘结层材料的研究还很少。因此,针对2种防水粘结层材料(聚氨酯、环氧树脂)进行剪切疲劳试验,以分析温度和应力对防水粘结层剪切疲劳寿命的影响。研究结果表明:在-10~70℃的温度区间内,2种防水粘结层的剪切疲劳寿命均呈现缓慢—快速—缓慢下降的趋势。在相同应力比和温度下,聚氨酯防水粘结层的剪切疲劳寿命是环氧树脂防水粘结层的1.02~1.40倍,表明聚氨酯防水粘结层抗剪切破坏能力更强,更适宜作为聚氨酯钢桥面铺装结构的防水粘结层。在不同温度下,2种防水粘结层的剪切疲劳寿命均随着应力比的增加而下降,且中温区(10~25℃)和高温区(50~70℃)剪切疲劳寿命对应力作用的敏感性要显著高于低温区(-10~0℃)。

聚氨酯类钢桥面铺装中防水粘结层抗剪性能研究

聚氨酯钢桥面铺装材料具有优异的综合路用性能,使用该材料有望解决传统沥青类钢桥面铺装材料在钢桥严苛的使用环境下耐久性差、使用寿命短等问题,但目前针对其适宜的防水粘结层材料的研究很少。因此,针对聚氨酯铺装层下的2种防水粘结层材料(聚氨酯胶粘剂、环氧树脂粘结剂)进行剪切强度试验,分析了结构的层间剪切性能在防水粘结剂涂覆量、防水粘结层材料、碎石撒布量和养生时间影响下的变化规律。研究结果表明,聚氨酯防水粘结层的抗剪切性能均显著优于环氧树脂防水粘结层,增加防水粘结剂的涂覆量可以增加界面的粘结面积,但防水粘结层过厚会导致抗剪强度在达到峰值后下降;防水粘结层在表干时成型的试件抗剪强度最好,未表干时最差;碎石撒布量也会影响防水粘结层的抗剪强度,故在满足施工条件的前提下,应尽量减小碎石撒布量。

城市快速路高架桥钢桥面双层SMA铺装体系施工技术

在我国建筑工程领域,钢桥面铺装技术目前仍然属于“四新”技术,本文依托昆明滇缅大道快速路建设项目(一期工程)钢桥面铺装工程为背景,结合现场施工条件,充分考虑当地气象水文资料,综合考虑工期、经济及适用等特点提出了双层高弹高粘改性SMA铺装方案。详细阐述了双层高弹高粘改性SMA铺装施工流程,并重点分析了钢桥面板界面处治、防水黏结层以及高弹改性沥青SMA施工质量控制要点,可为类似钢桥面铺装工程提供有益的借鉴。

跨海桥梁超大规模钢桥面铺装关键技术研究

港珠澳大桥钢桥面铺装面积达50万m2,是世界最大规模的钢桥面铺装工程,采用科学合理的技术方案对保障铺装的优良使用性能意义重大。通过对典型钢桥面铺装方案进行比选分析,并根据项目建设条件和临近区域工程应用经验,提出采用GMA浇注式沥青混合料钢桥面铺装方案。采用高温性能试验和疲劳性能试验研究,揭示沥青混合料高温性能的影响因素,明确冲击韧性与疲劳寿命的关系;采用全仿真足尺模型加速加载试验,证明GMA浇注式沥青混合料具有可靠的高温稳定性和优良的疲劳耐久性;开展拉拔试验及水稳定性试验,验证铺装体系具有良好的黏结性能及防水性能。基于研究结果,提出GMA沥青混合料关键技术指标,并采用动稳定度和冲击韧性分别作为高温性能和疲劳性能的重要评价指标;采用关键技术指标指导工程实践,实际生产的GMA沥青混合料性能指标检测结果满足要求且具有优良的高温性能及抗疲劳性能。项目研究成果对地理位置处于高温多雨的地区、工作条件复杂的钢桥面铺装工程将具有良好的借鉴意义。

基于聚合物合金材料钢桥面铺装结构性能研究

基于聚合物合金材料轻质高强的特点,该文提出3种基于聚合物合金材料的新型钢桥面铺装结构,考察其高温性能、界面黏结性能、抗疲劳性能及抗滑性能等,并与传统铺装结构的路用性能做对比。试验结果表明:铺装层厚度对“聚合物合金材料+高弹改性沥青混凝土SMA10”的高温性能影响较大,而对“聚合物合金材料+高韧性环氧沥青混凝土EA10”和“浇注式沥青混凝土GA10+聚合物合金材料”的高温性能影响较小。聚合物合金铺装结构具有良好的高温性能、界面黏结性能和抗疲劳性能,整体性能与浇注式沥青混凝土及环氧沥青混凝土铺装结构相似,完全能满足钢桥面铺装对材料及结构的要求,并降低了铺装层的自重,实现了钢桥面的轻质高强铺装目标。

钢桥面改性沥青SMA10抗滑性能及衰变规律研究

为研究钢桥面改性沥青SMA10铺装抗滑性能及衰变规律,选用集料/沥青混合料摩擦特性测试仪,对不同温度条件与荷载水平条件下的试件进行加速加载磨耗试验,采集试验过程中的动态摩擦系数D_μ,同时采用摆式摩擦仪、铺砂法及激光扫描仪对加速磨耗试件的摆值BPN、构造深度MTD及断面平均构造深度MPD进行周期性采集,获取多因素条件下SMA10抗滑性能指标变化数据,并基于Asymptotic模型,采用归一法及导数极值法进行数据处理,建立抗滑性能评价指标与磨耗次数之间的相关性。结果表明:1)随着磨耗次数的增加,SMA10的抗滑性能衰减速率呈“先快后慢”规律,且各项指标均具有良好的一致性,相关性系数达到0.95以上;2)不同磨耗阶段,抗滑性能指标及衰变速率存在较大差异,相对于温度条件,荷载水平对加速抗滑性能影响更大。

大跨径钢桥面铺装树脂薄层罩面养护研究

以国内大跨径钢桥面铺装养护工程为例,研究了环氧树脂薄层罩面养护技术的应用和性能。针对大跨径环氧沥青混合料桥面铺装存在的裂缝、坑槽、抗滑性能不足等问题,提出了一种渗透型、稳定型环氧树脂薄层罩面养护技术。通过室内力学性能试验、有限元数值模拟与实体工程应用,研究了环氧树脂薄层罩面养护技术的可靠性。研究结果表明,环氧树脂薄层罩面可以有效封闭铺装裂缝,提升铺装层的整体使用性能。