长大纵坡水泥混凝土桥桥面铺装防水粘结层研究

论文摘要

桥面铺装防水粘结层在桥面铺装体系中的重要性越来越受到人们的重视,规范中也对桥面粘结层的设置做出了相关规定,但是整个粘结层的设计思想仍然停留在以经验为基础、实验加以验证的初级阶段。我国西部国道地处高寒山区,地形复杂、气候严酷、交通量大,是典型的高寒大纵坡大交通路段。在这样的特殊地区,当车辆荷载作用于桥面时,由于桥面铺装的结构特点,内部受力更加显得复杂,对桥面铺装防水粘结层材料有着更加严格的要求。课题以果子沟段工程为依托,代表载重汽车轴载为设计依据。首先对桥面铺装粘结层位置进行力学计算,得知粘结层结构对桥面铺装的应力应变影响很明显,优良的粘结层材料加上合理的桥面铺装设计可以大大降低粘结层位置的应力应变,避免桥梁铺装发生早期破坏。其次通过对材料的研究,选取涂膜类改性乳化沥青为研究对象。通过变化不同的材料配比和加工工艺找出一种既能满足设计要求又基于现有设备的沥青水乳性防水粘结材料。最后模拟桥面铺装受力状况,进行防水能力和剪切能力的室内模拟实验,以防水性能和抗剪切性能为指标确定材料的使用性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.1.1 长大纵坡现象
• 1.1.2 桥面防水粘结层的意义
• 1.1.3 桥面铺装防水粘结层材料要求
• 1.2 桥面铺装体系防水粘结层研究现状
• 1.2.1 国内研究现状及存在的问题
• 1.2.2 国外研究现状及存在的问题
• 1.3 主要研究内容及技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 主要技术路线
• 第二章 桥面铺装病害及结构力学分析
• 2.1 桥面铺装主要病害及成因
• 2.1.1 铺装层设计缺乏理论支持
• 2.1.2 桥面铺装层的厚度不合适
• 2.1.3 重载车辆的作用
• 2.1.4 粘结能力不足
• 2.1.5 水损坏
• 2.2 桥面铺装力学分析
• 2.2.1 桥面铺装力学分析模型
• 2.2.2 设计车辆轴载的选取
• 2.2.3 BZZ-100 标准轴载下桥面铺装粘结层位置应力应变分析
• 2.2.4 轮胎接地面积1/2 位置处应力应变分析
• 2.2.5 防水粘结层厚度对粘结层位置应力应变影响研究
• 2.3 A 型轴载防水粘结层位置应力及应变分析
• 2.4 B 性轴载防水粘结层位置应力及应变分析
• 第三章 原材料技术性质分析
• 3.1 沥青材料
• 3.1.1 沥青材料
• 3.1.2 克拉玛依沥青制作乳化沥青
• 3.2 沥青改性剂
• 3.2.1 丁苯橡胶（SBR）
• 3.2.2 热塑性丁苯橡胶（SBS）
• 3.3 沥青乳化剂
• 3.3.1 沥青乳化剂的作用机理
• 3.3.2 沥青乳化剂的掺量确定
• 3.3.3 沥青乳化剂的分类
• 3.3.4 乳化剂的复配
• 3.3.5 乳化剂对沥青性质的影响
• 3.4 沥青乳化助剂
• 3.4.1 稳定剂
• 3.4.2 酸、碱
• 3.4.3 水
• 3.5 沥青乳化配伍工艺
• 3.5.1 配伍设计理论依据
• 3.5.2 沥青乳化工艺
• 3.5.3 乳化沥青生产的主要技术要求
• 3.6 沥青乳化设备
• 3.6.1 工厂化乳化沥青生产设备
• 3.6.2 乳化装置
• 3.7 粗集料、细集料
• 3.7.1 粗集料
• 3.7.2 细集料及填料
• 3.8 桥面铺装用沥青混合料
• 3.8.1 OGFC 混合料性质
• 3.8.2 AC 混合料性质
• 3.9 试验用桥面铺装下层混凝土板选择
• 第四章 防水粘结层材料研究
• 4.1 材料改性类型的对比分析
• 4.2 乳化改性沥青的技术要求
• 4.2.1 乳化改性沥青的技术要求
• 4.2.2 乳化改性沥青的主要技术指标
• 4.3 乳化剂种类和剂量对乳化改性沥青性质的影响研究
• 4.3.1 乳化剂-1 对乳化SBS 改性沥青性质影响
• 4.3.2 乳化剂-2 对乳化SBS 改性沥青性质影响
• 4.4 稳定剂对乳化SBS 改性沥青性质的影响研究
• 4.5 乳液PH 值对乳化SBS 改性沥青性质影响研究
• 4.6 乳液温度对乳化SBS 改性沥青性质影响研究
• 4.7 剪切速率与剪切时间对乳化改性沥青性质影响研究
• 4.8 外掺剂对乳化改性沥青性质影响研究
• 4.9 纤维对乳化SBS 改性沥青性质影响研究
• 4.10 乳液最佳配伍推荐
• 第五章 粘结层结构研究及性能评价
• 5.1 研究方案
• 5.2 粘结层材料要求及评价方法
• 5.3 粘结层材料稳定性研究
• 5.3.1 水稳定性
• 5.3.2 热流变性
• 5.4 粘结层材料防水性能研究
• 5.4.1 碎石代替上铺混凝土
• 5.4.2 粘结层材料防水能力
• 5.5 粘结层剪切性能研究
• 5.5.1 粘结层结构试验方法
• 5.5.2 粘结层结构材料剪切强度（25℃）
• 5.5.3 粘结层结构材料剪切强度（50℃）
• 第六章 主要结论及进一步研究内容
• 6.1 主要结论
• 6.2 进一步研究内容
• 参考文献
• 致谢