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高寒地区连续梁桥面沥青混凝土铺装防裂耐久性设计研究
| 论文题名： | 高寒地区连续梁桥面沥青混凝土铺装防裂耐久性设计研究 |
| 关键词： | 连续梁桥;玻璃筋增强沥青混凝土;桥面铺装;高寒地区;耐久性设计;防裂措施 |
| 摘要： | 桥面铺装的开裂不仅影响交通顺畅，还造成巨大的经济损失和不良的社会效益。桥面的开裂破坏是多种原因综合造成的。在高寒地区，严峻的低温条件和短期的骤降温度会使得沥青桥面铺装产生低温缩裂。此外，高寒地区广泛使用的氯盐类融雪剂造成桥面混凝土的剥蚀和桥面内的钢筋的锈蚀，这些加速了桥面铺装的破坏，减弱了桥梁结构的使用性和耐久性。 首先，本文广泛收集国内外相关研究资料，在已有的研究成果基础上，分析了桥面沥青铺装层的低温开裂致因及原理，慨括国内外学者针对沥青路面及桥面开裂的分析和抗裂设计方法。根据路面抗裂常用的玻璃格栅防裂方法、连续配筋混凝土沥青路面设计方法、加筋沥青混凝土抗裂研究方法等，提出玻璃筋增强沥青混凝土桥面铺装的抗裂设计方法。 其次，根据高寒地区特有的环境条件，分析桥面体系在长期的低温条件和骤降的温度条件下的桥面温度场概况，建立桥面体系周期性低温条件温度场模型和骤降温度场模型，分析桥面体系温度发展状况。除了温度环境条件，越来越繁重的交通荷载也是桥面开裂破坏的主要原因。本文利用大型有限元软件ABAQUS建立桥面体系的实体模型，对桥面结构进行静力分析。主要分析桥面体系横纵向的受力最不利位置及超载作用、桥面各层层间粘结性能的影响。 第三，针对高寒地区桥面易于开裂造成耐久性不足的状况，提出桥面耐久性设计的概念。材料的耐久性和合理的结构设计及先进的防裂措施是提高桥面耐久性的主要措施。本文主要分析GFRP筋沥青混凝土桥面铺装的耐久性问题，根据国内外研究现状，指出GFRP筋这类材料的优良的耐寒、抵抗水及盐离子腐蚀的性能。 最后，采用ABAQUS实体建模的方法，建立GFRP筋沥青桥面的实体模型。分析调平层有开缝时桥面铺装的温度应力情况;分析在汽车荷载作用下，GFRP筋的层位设置问题，GFRP筋的合理配置问题，面层有裂缝时桥面应力状况。 本文得到结论，骤降的的温度作用和不利的交通荷载作用会使得桥面产生较大的应力，进而产生开裂。调平层的开裂会使得桥面沥青层产生反射裂缝，GFRP筋能承担桥面较大拉力和阻止表面裂缝和反射裂缝的扩展，增强桥面铺装耐久性能。 |
| 作者： | 李梁 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 何雄君 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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