钢结构桥梁桥面铺装材料与技术研究

论文摘要

钢结构桥梁因为强度高、刚度大、自重轻、施工便捷等特点,被广泛使用。但我国对钢箱梁桥桥面铺装的研究与应用时间均不长,钢桥桥面铺装的整体使用状况不容乐观,而悬索桥铺装早期破坏比斜拉桥等其他结构型式钢桥的铺装更为严重。目前国内投入运营以及设计与建造中的钢箱梁悬索桥有近10座,及时开展钢箱梁正交异性钢桥面铺装材料的系统研究,寻求适合我国交通荷载和气候条件的新型桥面铺装材料,具有较强的理论意义和实用价值。本文在现有研究的基础上,针对钢桥面铺装的技术要求,开展钢桥面铺装材料的研究,通过技术调研、理论分析、室内试验与实桥试验相结合的方式,分析了各种铺装层组合方案的性能,并通过实桥试验验证了该铺装方案在大跨径钢箱梁悬索桥上的适用性。本文首先介绍了对国内外主要钢桥面铺装材料的研究及应用情况,对比分析了三类防腐材料和三种防水粘结剂,并推荐出最佳防水层结构。然后,分别对浇注式沥青混合料与SMA沥青混合料进行了系统的研究,明确了两种混合料的配合比设计和施工工艺,为钢桥面铺装材料设计提供了试验支持。再次,根据已有成果及钢箱梁桥桥面铺装层组合方案的性能分析,对铺装方案的选择需要根据其使用的交通条件和气候条件慎重比较,有针对性的推荐铺装结构。最后,为了验证理论分析与室内试验结果,提出在广西红光钢桥面铺装实体工程中使用双层SMA这种铺装结构,对试验桥铺装结构的路用性能进行了一年后的跟踪观测,观测结果表明,该种结构能够适应大跨径钢箱梁悬索桥的使用要求,具有良好的路用性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国外钢桥面铺装材料研究现状
• 1.3 国内钢桥面铺装材料研究现状
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 钢桥面防腐材料和铺装防水粘结层材料的研究
• 2.1 钢桥面防腐材料的研究
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 腐蚀原理
• 2.1.3 防腐机理
• 2.1.4 钢桥面铺装桥面板防腐的特点
• 2.1.5 钢桥面板隔离型防腐的适应性研究
• 2.2 钢桥面铺装防水粘接层材料的研究
• 2.2.1 国内外防水体系的概括与分类
• 2.2.2 防水粘接层性能研究
• 2.3 本章小结
• 第三章 浇注式沥青混合料性能研究
• 3.1 概述
• 3.2 浇注式沥青混凝土试验方法
• 3.2.1 流动性试验
• 3.2.2 贯入度试验
• 3.2.3 车辙试验
• 3.2.4 低温弯曲试验
• 3.3 浇注式沥青原材料设计
• 3.3.1 粗集料
• 3.3.2 细集料
• 3.3.3 填料
• 3.3.4 胶结料
• 3.4 浇注式沥青混合料设计
• 3.4.1 混合料配合比设计
• 3.4.2 最佳级配的选择
• 3.4.3 最佳沥青用量的确定
• 3.5 浇注式沥青混合料性能试验研究
• 3.5.1 施工性能
• 3.5.2 高温性能
• 3.5.3 低温性能
• 3.5.4 渗水性能
• 3.6 疲劳特性分析
• 3.6.1 基本分析方法
• 3.6.2 试验结果与分析
• 3.7 浇注式沥青混凝土铺装施工关键工艺研究
• 3.8 本章小结
• 第四章 SMA沥青混合料性能研究
• 4.1 SMA混合料原材料组成
• 4.1.1 改性沥青性能试验研究
• 4.1.2 纤维
• 4.1.3 集料
• 4.2 改性沥青SMA10混合料设计
• 4.2.1 铺装层SMA10混合料设计方法
• 4.2.2 SMA10混合料最佳级配的选择
• 4.2.3 SMA10混合料最佳沥青用量的确定
• 4.3 改性沥青SMA10混合料性能
• 4.3.1 析漏敏感性能
• 4.3.2 高温抗车辙性能
• 4.3.3 低温抗裂性能
• 4.3.4 抗水损坏能力
• 4.3.5 渗水试验
• 4.3.6 表面抗滑性能
• 4.4 铺装层混合料疲劳性能
• 4.5 SMA沥青混合料铺装层施工工艺
• 4.6 小结
• 第五章 铺装层组合方案研究及技术经济分析
• 5.1 铺装层组合方案性能
• 5.1.1 组合方案的剪切强度和粘结强度
• 5.1.2 组合方案高温稳定性
• 5.2 铺装层组合方案疲劳性能
• 5.2.1 组合方案疲劳试验方法
• 5.2.2 不同方案的疲劳性能比较
• 5.3 组合方案综合性能评价
• 5.4 技术经济实例分析
• 第六章 钢桥面铺装实体工程
• 6.1 实体工程概况
• 6.2 实体工程应用铺装结构
• 6.3 车行道铺装混合料配合比设计
• 6.4 钢桥面铺装施工总结
• 6.5 工后观测
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果