大跨径混凝土桥梁桥面铺装材料与结构研究

论文摘要

桥面铺装作为桥梁的重要组成部分,其质量的好坏直接影响到行车的安全性、舒适性和桥梁使用的耐久性。本项目以咸阳机场高速公路渭河长大桥梁为依托对混凝土桥梁桥面铺装体系进行了系统的研究。论文首先采用三维有限元法对桥面铺装进行了力学计算,分析了桥面铺装层厚度和模量对于应力应变的影响规律,提出了合理的模量和厚度取值范围；在此基础上针对纤维增强沥青混凝土、富沥青混凝土和防水粘结层进行了力学性能与路用性能研究,优化了铺装层沥青混合料级配；结合桥面铺装防水粘结层的性能要求以及层间剪应力的计算成果,对桥面铺装的防水粘结层进行了系统的研究,确定了桥面防水粘结层类型及其最佳撒铺量；并采用复合梁疲劳试验比较了不同铺装层结构组合的疲劳寿命,评价了不同铺装层结构的整体抗疲劳破坏能力,确定了桥面铺装下层、防水粘结层材料与合理结构组合；最后结合实体工程,研究了桥面板处理的工艺、同步碎石防水粘结层和纤维增强沥青混合料桥面铺装的施工工艺,并对施工过程中常见问题进行了分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出及研究意义
• 1.2 国内外桥面铺装研究现状
• 1.2.1 桥面铺装材料结构研究现状
• 1.2.2 桥面铺装理论研究现状
• 1.3 水泥混凝土桥面铺装主要损坏类型及原因分析
• 1.4 主要研究内容和技术路线
• 第二章 水泥混凝土桥面铺装层设计参数对铺装层受力影响分析
• 2.1 桥面铺装计算模型
• 2.1.1 基本假定
• 2.1.2 几何模型
• 2.1.3 计算参数
• 2.1.4 荷载模型
• 2.2 力学分析结果
• 2.2.1 荷载对铺装层应力的影响
• 2.2.2 铺装层材料模量对铺装层应力的影响
• 2.2.3 铺装层厚度对铺装层应力的影响
• 2.3 本章小结
• 第三章 水泥混凝土桥面铺装层沥青混合料级配优化设计
• 3.1 概述
• 3.2 原材料
• 3.3 铺装层沥青混合料配合比设计
• 3.3.1 密级配沥青混合料设计
• 3.3.2 体积法沥青混合料设计
• 3.4 铺装层沥青混合料性能研究
• 3.4.1 高温抗车辙性能试验
• 3.4.2 低温抗裂性能试验
• 3.4.3 水稳定性能试验
• 3.4.4 抗剪切性能试验
• 3.4.5 单轴压缩试验
• 3.5 本章小结
• 第四章 防水粘结层材料性能研究
• 4.1 防水粘结层的基本要求
• 4.2 防水粘结层材料试验方法
• 4.2.1 试件制备方法
• 4.2.2 抗剪试验
• 4.2.3 拉拔试验
• 4.3 防水粘结层的选择
• 4.3.1 橡胶沥青同步碎石封层
• 4.3.2 SBS改性沥青同步碎石封层
• 4.3.3 SBS改性乳化沥青
• 4.4 不同防水粘结层粘结强度对比分析
• 4.5 温度对防水粘结层的影响
• 4.6 下面层材料对粘结层的影响
• 4.7 本章小结
• 第五章 水泥混凝土桥面铺装复合梁疲劳试验研究
• 5.1 桥面铺装下面层结构组合方案选择
• 5.2 复合梁疲劳试验
• 5.2.1 试件成型
• 5.2.2 复合梁疲劳试验参数
• 5.3 复合梁疲劳试验结果及分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 水泥混凝土桥面铺装层施工工艺研究
• 6.1 桥面铺装防水粘结层施工前的桥面处理
• 6.1.1 桥面处理方法
• 6.1.2 抛丸处理桥面混凝土浮浆技术
• 6.2 橡胶沥青碎石封层施工技术
• 6.3 纤维增强沥青混合料的生产与施工
• 6.3.1 纤维增强沥青混合料AC-20的目标配合比设计
• 6.3.2 纤维增强沥青混合料AC-20的生产配合比设计
• 6.3.3 纤维增强沥青混合料铺装层的施工
• 6.4 本章小结
• 结论与展望
• 研究主要结论
• 进一步研究设想
• 参考文献
• 致谢