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基于灌入式环氧沥青混合料的钢箱梁桥面铺装层结构设计
| 论文题名： | 基于灌入式环氧沥青混合料的钢箱梁桥面铺装层结构设计 |
| 关键词： | 环氧树脂;沥青混合料;钢桥面铺装;灌浆;抗剪强度;疲劳性能 |
| 摘要： | 桥面铺装技术是钢箱梁桥建设的关键，我国已建和在建的钢箱梁桥越来越多，但尚未形成行之有效的铺装材料与结构形式，铺装层材料在不到设计使用年限就容易出现推移、拥包等病害。 本文依托湖北省科技计划“武英高速公路钢箱梁桥面抗推移开裂技术研究”项目，通过ANSYS有限元模拟，提出了基于模量梯度设计的新型钢桥面铺装方案：首先在钢桥面钢板上摊铺3cm大空隙（25％）沥青混凝土，然后在常温、常压下向大空隙沥青混凝土内灌注高强、高韧性环氧树脂灌浆料，一方面，环氧浆体在母体沥青混凝土中由可塑状逐渐转变为三维的“互穿网络”结构，增强了铺装层材料的力学性能和路用性能；另一方面，由于环氧浆料与钢板间良好的粘结性能，提高了铺装层与钢板之间的协同变形能力；再喷洒一层采用高粘度改性沥青和5～10mm的玄武岩碎石颗粒组成的防水应力吸收层材料，防止裂缝反射；最后摊铺一层4cm高粘度改性沥青制备的SMA13沥青混凝土，提高桥面铺装层的行车舒适性和安全性。并从微观角度对环氧灌注式沥青混凝土的强度形成机理进行了分析。 通过矿料级配设计和油石比的优选，设计制备了20～30％空隙率的沥青混凝土，针对普通环氧树脂灌浆料存在脆性大的问题，采用添加增韧剂的措施对其进行增韧处理，通过灌浆料配合比优化设计，制备了适合于不同空隙率沥青混凝土的高强、高韧、可灌性好的环氧灌浆料。通过灌注后沥青混凝土的马歇尔稳定度、水稳定性能对比，优选出以25％空隙率的沥青混凝土作为基体。研究了在不同应力比下的环氧灌注式沥青混凝土的疲劳性能、抗剪性能、高温稳定性能、低温抗裂性能，并与美国、日本环氧沥青混凝土以及SMA、AC等进行了对比分析；测试了灌注率为20～100％的沥青混凝土与钢板之间的界面抗剪强度及其路用性能，提供了武英高速公路钢箱梁桥面铺装方案及施工工艺。结果表明：灌注率为80％的环氧灌入式沥青混凝土桥面铺装层材料的各项性能均优良，工程造价低，施工方便，为解决当前钢箱梁桥面铺装普遍存在的铺装层材料推移、开裂技术难题提供了一个新的方案。 |
| 作者： | 黄修林 |
| 专业： | 建筑材料与工程 |
| 导师： | 丁庆军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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