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钢桥面铺装环氧沥青碎石磨耗层研究
| 论文题名： | 钢桥面铺装环氧沥青碎石磨耗层研究 |
| 关键词： | 钢桥面;环氧沥青;碎石磨耗层;数值模拟;路用性能 |
| 摘要： | 环氧沥青混合料EA10以其优异的物理、力学性能，成为受力特性复杂的钢桥面铺装的理想材料，但鼓包、开裂等铺装层病害现象仍然存在，且存在铺装层早期抗滑性能不足的问题。本文旨在通过设计环氧沥青碎石磨耗层以提高环氧沥青EA10钢桥面铺装层表面性能（包括抗滑与排水），进而提高交通安全特性。 首先，通过归纳总结相关文献和规范，从铺装结构耐久性和表面特性两方面确定钢桥面环氧沥青碎石磨耗层的设计要求，确定动稳定度、极限应变、劈裂强度、剪切强度、飞散损失率和构造深度等作为磨耗层性能评价指标。 其次，利用有限元分析软件ABAQUS建立钢桥面铺装层结构的有限元模型，通过改变钢桥面铺装的下面层结构以及磨耗层结构厚度，对比分析各种厚度组合下的磨耗层表面最大拉应力、剪切应力和挠度变形等力学响应指标。研究结果表明，当厚度组合形式为15mmEA5+35mmEA10时，磨耗层表面的最大拉应力、剪切应力、挠度变形等设计控制指标均较小，结构性能表现优异。 进而，引入基于粗集料多点支撑骨架状态的V-S体积设计方法进行小粒径环氧沥青混合料EA5的级配设计，试验研究EA5的耐久性能和表面性能，并与EA10和SMA10进行比较。研究结果表明:用于磨耗层的环氧沥青混合料EA5有优异的高温稳定性、水稳定性，且抗压、抗剪、耐磨性能良好，构造深度比EA10提高3倍之多，抗滑性能优异，但是低温条件下的变形能力较EA10下降35％，低温脆性有所加重。 最后，室内成型铺装层复合结构，研究复合结构的高温、低温和疲劳性能，并室内模拟铺装层的坑槽病害，引入动稳定度比值和强度修复率作为评价指标来评价EA5的修复效果。研究结果表明，复合结构具有优异的高温性能和良好的抗疲劳性能，但低温性能较差，尚待进一步材料改进研究;EA5在修复过程中表现出优异的路用性能，可以用来修补现有钢桥面铺装出现的坑槽病害。 |
| 作者： | 张旭 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 钱振东;李洪涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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