湿热多雨地区复合桥面铺装防水粘结层研究

论文摘要

桥面铺装结构中防水粘结层的设置至关重要,有效解决层间防水材料薄弱问题是桥面铺装耐久性的重要保证。本文针对广东湿热多雨地区桥面防水粘结层展开系统研究,旨在提出适合于该地区桥面防水粘结层性能评价指标、结构设计方法以及施工控制技术,研究成果不仅解决该地区桥面防水问题,而且可补充完善现行规范中的相关条文。本文基于广东地区桥面防水类材料供应及使用状况调查,通过对桥面防水原材料性能检验,优选出FYT-1改进型防水涂料、SBS热改性沥青、橡胶改性沥青三种适合广东湿热多雨地区的代表性防水材料,对其抗剪性能、拉拔性能、疲劳性能、抗施工损伤性能进行了试验研究。通过大量的室内对比试验研究了不同防水材料用量、温度、桥面板构造深度及纹理方向对层间稳定性的影响规律,推荐出了防水材料最佳用量及桥面板构造深度范围；设计了防水粘结层抗冲击试验方法,并提出了抗冲击性能评价指标；利用自主研发的“多功能沥青混合料动态渗水试验仪”,测试分析了各类层间防水材料在不同水压力作用下的抗渗性能。在室内试验基础之上,还运用ANSYS有限元模拟桥面铺装体系的受力状态,分析设置防水粘结层对桥面铺装结构层间剪应力的影响,为设计与施工提供了理论指导。最后,依托广州绕城公路龙眼路跨线桥实体工程,对现场SBS改性沥青同步碎石封层和FYT－1改进型防水粘结材料的洒布、温度控制及施工质量检测等方面进行了深入的研究。本文研究成果为今后我国南方湿热多雨地区桥面防水粘结层材料选择与施工控制提供了经验和借鉴。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外桥面防水粘结层研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 评价
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 工作方法与技术研究路线
• 第二章 湿热多雨地区桥面防水材料优选及性能检验
• 2.1 湿热多雨地区桥面铺装病害及防水层存在的问题
• 2.1.1 复合桥面铺装层病害及其原因分析
• 2.1.2 防水粘结层存在的问题及防止措施
• 2.2 湿热多雨地区桥面防水材料性能要求及优选
• 2.2.1 桥面防水材料性能要求
• 2.2.2 桥面防水材料优选
• 2.3 桥面防水材料性能检验
• 2.3.1 高温性能
• 2.3.2 不透水性能
• 2.3.3 拉伸性能
• 2.3.4 粘结强度
• 2.3.5 耐酸、耐碱性能
• 2.4 本章小结
• 第三章 桥面铺装防水粘结层组合结构性能研究
• 3.1 抗剪性能研究
• 3.1.1 试验方案设计
• 3.1.2 防水材料种类、用量对抗剪强度的影响
• 3.1.3 温度对层间抗剪强度的影响
• 3.1.4 剪切速率对层间抗剪强度的影响
• 3.1.5 桥面板构造深度及纹理方向对层间抗剪强度的影响
• 3.2 拉拔性能研究
• 3.2.1 试验方案设计
• 3.2.2 温度对层间拉拔强度的影响
• 3.2.3. 桥面板构造深度对层间拉拔强度的影响
• 3.3 疲劳性能研究
• 3.3.1 复合小梁试件成型
• 3.3.2 复合梁疲劳试验参数
• 3.3.3 试验结果及分析
• 3.4 抗施工损伤性能研究
• 3.4.1 渗水性能研究
• 3.4.2 抗热集料刺破性能研究
• 3.4.3 抗冲击性能影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 设置防水粘结层的复合桥面铺装结构层间剪应力分析
• 4.1 力学计算模型和计算参数
• 4.1.1 力学计算模型——子模型法
• 4.1.2 荷载条件
• 4.2 防水粘结层参数对层间剪应力的影响
• 4.2.1 防水粘结层厚度对层间剪应力的影响
• 4.2.2 防水粘结层模量对层间剪应力的影响
• 4.2.3 防水粘结层泊松比对层间剪应力的影响
• 4.3 沥青铺装层参数对层间剪应力的影响
• 4.3.1 沥青铺装层厚度对层间剪应力的影响
• 4.3.2 沥青铺装层模量对层间剪应力的影响
• 4.4 超载对层间剪应力的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 复合桥面铺装防水粘结层施工关键技术研究
• 5.1 实体工程概况
• 5.1.1 试验路结构方案
• 5.1.2 试验段防水材料
• 5.2 桥面板的准备工作
• 5.3 施工关键技术及注意事项
• 5.3.1 SBS改性沥青同步碎石防水层施工
• 5.3.2 FYT-1改进型防水涂料施工
• 5.3.3 施工注意事项
• 5.4 施工质量检测
• 5.4.1 外观检测
• 5.4.2 透水性检测
• 5.4.3 现场取芯
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 主要研究结论
• 6.2 进一步建议
• 参考文献
• 致谢