西部地区钢桥桥面铺装典型结构与铺装材料研究
钢桥面沥青混凝土铺装技术浅述
钢桥面沥青混凝土铺装技术浅述一、钢桥面铺装方案技术原理钢桥面铺装一直是桥梁工程中的一项技术难题,与混凝土桥面铺装相比,其难点正是因为钢桥面板存在对铺装材料不利的恶劣环境造成钢桥面铺装的易损性。
1、钢桥面板与铺装界面处较为光滑,普通铺装材料无法满足铺装界面的抗滑移要求;2、钢板容易产生锈蚀,对铺装材料的防水性能提出极为苛刻的要求;3、钢桥在使用过程中,桥面板的应力状态较为复杂,钢桥面板一般较薄,同时钢与普通铺装材料的温度膨胀系数存在一定差异,导致钢桥面铺装界面处会产生比混凝土桥面更大的材料应变;二、钢桥面铺装设计要求钢桥面铺装与一般的混凝土桥面铺装存在较大的不同,其所面临的条件更为严峻,在使用过程中出现的问题也更多。
本工程桥梁使用条件(气候、交通荷载等),提出了此桥面铺装的设计要求:根据《乌鲁木齐市克拉玛依路高架道路工程》及《乌鲁木齐市东外环扩容改建工程》综合使用条件,钢桥梁具体铺装沥青混凝土除满足《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》外,一般说来,钢桥面铺装的设计中需要考虑到如下的一些特殊要求:1、设计荷载:公路一级;2、设计车速:40Km/h;3、最大桥面纵坡:4%;4、最大桥面横坡:2%;5、极端最高气温:+47.8℃,极端最低气温:-41.5℃,月平均最高气温:+32℃,月平均最低气温:-20℃;6、桥面沥青铺装工作温度:-45℃~+70℃;7、桥面沥青铺装设计使用年限:15年。
三、钢桥面铺装施工实施细则本工程施工、质量控制、检测及验收必须执行本实施细则。
本实施细则未做明确规定的,可依据我国《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)、《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40--2004)执行。
1、喷砂除锈及清理措施喷砂前,应首先检查钢桥面板的外观,确保表面无焊瘤、飞溅物、针孔、飞边和毛刺等,否则必须通过打磨加以清除,锋利的边角必须处理到半径2mm以上的圆角。
用清洁剂或溶剂清洗钢桥面板表面的油、油脂、盐分及其它脏物。
桥梁工程中的桥面铺装技术与材料选择
桥梁工程中的桥面铺装技术与材料选择桥梁工程作为现代交通建设的重要组成部分,其桥面铺装技术与材料选择具有重要意义。
桥面铺装既需要具备良好的平整度和强度,又要具备良好的抗滑性和耐久性,以适应日常交通的频繁使用和各种气候条件下的变化。
本文将探讨桥面铺装技术与材料选择的相关因素。
一、桥面铺装技术桥面铺装技术是桥梁工程中的重要环节,它直接关系到桥面的使用寿命和行车安全。
常见的桥面铺装技术包括沥青铺装、混凝土铺装和复合铺装等。
1.沥青铺装技术沥青铺装是一种较为常见的桥面铺装技术,其具有较好的柔性和耐久性。
在沥青铺装中,常用的材料包括沥青混合料、沥青胶粘剂和铺筑过程中所需的配套设备。
沥青铺装技术的关键环节包括基层处理、铺筑沥青混合料和面层处理等。
在基层处理中,需要确保基层的平整度和强度,以确保沥青层的质量。
铺筑沥青混合料时,需要注意施工的温度和湿度,以确保沥青混合料的黏合性和均匀性。
最后,在面层处理中,需要对沥青层进行加固和平整处理,以形成均匀、平整的桥面。
2.混凝土铺装技术混凝土铺装是一种具有较好强度和耐久性的桥面铺装技术。
在混凝土铺装中,常用的材料包括水泥、粗骨料和细骨料等。
混凝土铺装技术的关键环节包括混凝土配合比的确定、浇筑和养护等。
在配合比的确定中,需要考虑混凝土的强度、流动性和耐久性等因素。
在浇筑过程中,需要注意控制混凝土的坍落度和浇筑厚度,以确保混凝土的质量。
最后,在养护过程中,需要采取适当的措施,如覆盖养护剂或进行湿养护,以提高混凝土的强度和耐久性。
3.复合铺装技术复合铺装技术是将不同材料进行组合铺装,以充分发挥各种材料的优势。
目前较为常见的复合铺装技术包括沥青混凝土复合铺装、橡胶沥青复合铺装和钢筋水泥混凝土复合铺装等。
复合铺装技术的关键环节包括材料的选择和组合、施工工艺的确定和提供高效设备的支持等。
在材料选择和组合中,需要根据桥梁的使用需求和环境条件选择合适的材料,并确保材料之间具有良好的结合性和协同性。
钢桥面铺装用新型高黏沥青及沥青混合料的研究
钢桥面铺装用新型高黏沥青及沥青混合料的研究
钢桥面铺装是一种常见的道路建设方式,它具有结构简单、施工方便
等优点,但在使用过程中也存在着一些问题,如噪音大、震动强等。
为了解决这些问题,研究人员开始探索使用新型高黏沥青及沥青混合
料来进行钢桥面铺装。
新型高黏沥青是一种特殊的沥青材料,它具有黏度高、抗老化性好等
特点。
在钢桥面铺装中使用这种材料可以有效地降低噪音和震动,并
且还能够提高路面的耐久性和稳定性。
除了高黏沥青外,研究人员还探索了使用沥青混合料来进行钢桥面铺装。
沥青混合料是由多种材料混合而成的复合材料,它可以根据不同
的需求进行调配。
在钢桥面铺装中使用沥青混合料可以有效地提高路
面的抗压性和抗裂性,并且还能够减少路面变形和龟裂等问题。
为了验证新型高黏沥青及沥青混合料在钢桥面铺装中的应用效果,研
究人员进行了大量的实验和现场测试。
结果表明,使用这些新型材料
可以显著地降低噪音和震动,并且还能够提高路面的耐久性和稳定性。
同时,这些材料还具有较好的可塑性和适应性,可以适应不同的气候
条件和交通负荷。
总之,新型高黏沥青及沥青混合料是一种非常有前途的钢桥面铺装材料,在未来的道路建设中将会得到广泛应用。
通过不断地探索和创新,我们相信可以找到更加优秀、更加环保、更加经济的道路建设材料,
为人们创造更加美好、更加便利、更加舒适的出行环境。
浅谈钢桥面铺装的结构与材料
浅谈钢桥面铺装的结构与材料一、钢桥面铺装破坏形式由于铺装层结构与铺装材料匹配问题造成的破坏形式大致有以下几类:1、铺装层与钢桥面板间的变形协调性不足及抗剪强度不足而引起推移病害;2、车轮荷载作用下造成纵向加劲肋上的铺装层出现负弯矩而使得面层受拉,并于往复作用下形成纵向裂缝;3、由于铺装层水密性能不佳造成雨水渗透,进而破坏钢面板与铺装层之间的粘结层;4、钢箱梁桥偏于柔性,振动变形幅度较大,而常见铺装层材料(沥青混凝土)在移动冲击荷载长期作用下,抗弯拉疲劳性能不足,引起铺装层材料疲劳破损。
当前钢箱梁桥面铺装系统中,钢板的弹性模量为21000MPa、线膨胀系数为1×10-5/℃,沥青混凝土类铺装层材料的弹性模量为800-1400MPa、线膨胀系数为2.16~3.06×10-5/℃,两者性能跨度较大,变形不协调问题突出,且沥青混凝土类材料防水性能较差、抗弯拉疲劳性能不足、温度敏感性大,亟需更为合理的功能匹配的钢桥面铺装组合。
二、钢桥面铺装数值模拟分析2.1铺装材料弹性模量影响分析根据正交异性钢桥面板的结构组成特点,选取有代表性的桥面板结构建模分析。
该模型包括4块横隔板以及8条纵向加劲肋,其平面尺寸为5760mm×9000mm(横向×纵向),铺装上、下层厚度分别为40mm、50mm。
采用有限元软件ANSYS对钢桥面铺装结构进行数值模拟,以壳单元Shell63模拟钢板、横隔板及纵向加劲肋,实体单元Solid65模拟桥面铺装层。
假设铺装层与钢桥面板完全连续,并可通过共节点的方式处理铺装层与钢板的连接问题。
简化轮载根据《公路桥涵设计通用规范D60-2004》中对后轴车轮着地宽度及长度(0.6m×0.2m)及后轴重力标准值140kN,荷载集度为0.58MPa。
为满足行车舒适以及抵抗车辙的需要,铺装上层选用SMA沥青混凝土,其弹性模量为1.5GPa;钢材弹性模量取210GPa;铺装下层分别计算弹性模量为1GPa至35GPa范围内的材料,进而对分析铺装层进行承载分析。
浅议钢桥面铺装的类型与技术
1 概 述
浇筑式沥青混凝土主要优点是: 空隙率很小 , 而且 内部空隙 最近几年是我国高速公路建设的高峰期, 在大规模修建高速 因而成型的浇筑式沥青混凝土不透水, 耐冻融、 耐油、 抗 公路 时相应地修筑 了大量 的大跨径 钢箱 梁桥 , 而桥 面铺 装是桥梁 不连续, 老化, 同时, 沥青混凝土变形能力强, 整体性优良, 具有优良的抗 行车系的重要组成部分, 它的好坏直接影响到行车的安全性、 舒 低温开裂与抗疲劳开裂性能, 对钢板优 良的追从性、 与钢板问的 适性、 桥梁耐久性以及投资效益和社会效益。因此 , 钢桥面铺装 在国外被广泛应用于桥面铺装, 是大跨径桥梁建设中的~项关键技术。在国外 , 大跨径桥梁的建 粘结性能优于一般沥青混凝土, 代表的应用有: 德国的奥博卡斯勒桥( bra e r、 国的汉博 O e s l )英 k se 设 已有较长 的历史 , 钢桥 面铺装技 术 的研 究工 作开 展得较 早 , 对 尔桥( u br、 国的诺 曼底大桥 ( o ad )瑞 典 的霍加库 斯 Hm e 法 ) N r ny 、 m 许多国家都投入了大量的人力和物力, 取得 了许多丰富的经验。 藤大桥( naK s n 、 H ut )丹麦的大贝尔特东桥( r t lEs) 日 g e G e B t at、 a e 而在我国, 这方面的工作开展的相对 比较晚, 因此有关钢桥面铺 A u a y) k T t a等 日 装的技术很不成熟, 经验相对欠缺。目 前我国已建成并投入使用 本的明石海峡大桥 (  ̄ r K i o和多多罗大桥 ( a r) 。 其主要缺点是: 因其沥青含量多而造成高温稳定性差, 易形 的大跨径桥梁除少数几座桥面铺装的运营状况 良 好外, 大部分桥 施工期长。一般只适 梁桥面铺装在建成通车后不久即出现高温车辙、 横向推挤、 开裂 成车辙。对气候和钢桥面清洁度要求苛刻, 用于夏季温度不太高的国家和地区, 如德国、 英国等一些欧洲国 等病害, 个别桥梁的桥面铺装甚至面临第二次大修的局面, 因此, 家和日本。而在热带和亚热带夏季气温高且持续时间长的地区, 加强桥面铺装的研究具有十分重要的意义和价值。文中论述了 开发适合于我国大跨 国内外常用的桥面铺装类型与技术, 并进行 了评价, 提出了进一 它们的适用性有待进~步验证。由此可见, 径钢桥面浇筑式沥青混凝土铺装 , 必须充分考虑我国特有的气候 步 工作 的设想 。 条件。
钢桥面铺装技术现状与发展
钢桥面铺装技术现状与发展摘要:为了明确国内外钢桥面铺装技术的研究现状,对钢桥面铺装材料与结构、钢桥面铺装防水材料与防水体系等热点问题的研究进展进行综述和总结。
文章首先对比分析浇筑式沥青混凝土类、环氧沥青混凝土类和组合铺装类三类铺装材料的特性和新型铺装材料,结果表明:浇筑式沥青混凝土类的使用效果优于其他铺装体系,该铺装体系成熟、稳定性好,对桥面的适应能力强。
随后对目前钢桥面铺装使用的热熔型、溶剂型、热固性防水粘结材料的特点以及Eliminator和MMA防水粘结体系进行了简要说明。
最后对钢桥面铺装技术进行总结和展望。
关键词:钢桥面铺装;浇筑式沥青混凝土;施工技术;粘结材料引言改革开放以来,国内的交通建设蓬勃发展,桥梁建设技术水平逐年提高,目前已经承建了许多世界级的大跨径桥梁工程。
其中,钢桥面铺装技术是桥梁建设项目中的重点,受到国内研究学者的广泛关注。
国外在大跨径桥梁的建设相较于国内起步较早,特别是在钢桥面铺装技术方面,积累了大量先进经验,德国、日本等国家制定了钢桥面铺装规范。
如今的钢结构桥梁以结构复杂的正交异性桥面板结构居多,其受力和变形特点远比一般公路和混凝土桥梁的铺装复杂。
钢桥面铺装结构不仅能够将车辆荷载传递到钢桥受力层,同时防止钢桥面腐蚀的保护层,为行车提供舒适度的服务层。
钢桥面铺装质量直接影响到行车的安全性、舒适性、桥梁结构的耐久性,以及投资效益和社会效益。
经过各学者30余年的不懈努力,使钢桥面铺装结构和体系逐渐完善和成熟。
该文主要针对钢桥面铺装材料与结构、防水材料与防水粘结体系两个方面对国内外研究现状进行分析。
1.常见铺装类型的优缺点改性沥青作为混合料的粘结剂,是在基质沥青的基础上引入改性剂,经过化学作用和加工而改良的沥青,根据不同的性能要求,可在基质沥青中引入橡胶类聚合物、树脂类聚合物或其余外掺剂。
浇筑式沥青混凝土本质上也是一种改性沥青混合料,在控制钢桥面铺装低温抗裂、延性及防水性能方面具有良好的作用,其最大的特点是流动性大,浇注式铺装的施工可以通过简单的摊铺和平整来完成,根据组成和工艺的不同,浇注式沥青混合料可分为Mastic Asphalt(MA)和Guss Asphalt(GA)两种类型。
钢桥面GA-10浇筑式沥青混凝土铺装应用研究
钢桥面GA-10浇筑式沥青混凝土铺装应用研究摘要:结合南天高速钢箱梁桥面铺装项目,介绍了钢桥面铺装原材技术要求,配合比设计过程,GA-10浇筑式沥青混凝土施工工艺,包括:施工的准备,浇筑式沥青混合料的拌和、运输、摊铺工艺以及边侧、横向施工接缝措施,为后续广西钢桥面铺装技术提供参考。
关键词:钢桥面铺装;浇筑式沥青混凝土;配合比设计;施工工艺0引言钢桥面铺装由于对路面的柔韧性、耐热性、抗变形能力有更高的要求,因此其铺装结构不同于一般沥青路面,现常采用的是浇筑时沥青混合料,其具有施工简易,耐久性好,柔韧性强等优点,完好的适应了刚桥面的铺装需求[1-3]。
本文以广西南天高速四座钢箱梁钢桥面铺装为例子,对浇筑式沥青混合料原材控制,配合比设计,施工工艺进行分析。
1工程概况南天高速№1标项目涉及四座钢箱梁桥,桥位分散、线型复杂,制造精度要求高,关西互通匝B2和匝C2钢箱梁桥跨越兰海高速主线,拉所2号桥跨越黔桂铁路威明隧道。
具体如下:为保证桥面铺装的性能,采用浇筑式沥青混凝土铺装结构,具体为:丙烯酸防水漆+丙烯酸树脂防水粘结层+3cm浇筑式沥青混合料GA-10+5-10mm预拌碎石+改性乳化沥青粘层+改性沥青AC-13.2主要铺装材料技术要求沥青采用专用聚合物沥青,相较于其他用岩沥青和普通沥青复配,性能更优、稳定性更好。
粗集料采用广西辰钰建材有限公司生产的9.5-13.2mm、4.75-9.5mm、2.36-4.75mm的辉绿岩碎石,采用三级破碎机的筛分设备生产,材料洁净、干燥、形状好,强度高。
细集料采用广西辰钰建材有限公司生产的辉绿岩0-2.36mm机制砂,洁净、干燥、无风化、不含杂质。
矿粉采用广西南丹县恒旺矿业有限公司生产的碎石自行生产的矿粉。
3配合比设计3.1级配设计依据集料及矿粉的筛分结果初选三种级配,成型试件,进行混合料性能检验,试验结果见表1所示。
表1 GA-10浇筑式沥青混合料性能试验结果级配类型级配A级配B级配C技术要求油石比(%)7.87.87.8/温度(℃)238235235220~240流动性(s)20.719.816.7≤20贯入度4.02 3.83 3.52≤4.0(60℃,mm)贯入度增量0.40.380.34≤0.4(60℃,mm)根据规范要求对表1的混合料性能试验结果分析,以贯入量和贯入增量的最小级配作为初选级配,综合考虑GA-10的级配选择级配C,该级配对应配比为:矿粉:0~3mm:3~5mm:5-10mm=24:32:18:26。
ERS钢桥面铺装技术简介
ERS钢桥面铺装技术江苏省交通科学研究院2013年1、国内主要钢桥面铺装技术钢桥面铺装是一项世界性的难题,一直是大桥建设重点和难点。
国内对钢桥面铺装技术研究起步较晚,于2000年左右引进了浇注式沥青钢桥面铺装、环氧沥青钢桥面铺装等钢桥面铺装技术,随着国内对钢桥面铺装技术研究的不断深入,国内也自主开发了ERS钢桥面铺装技术,截止目前也主要形成了双层环氧沥青、复合浇注式和ERS三大主流的钢桥面铺装技术形式。
(1)浇注式沥青钢桥面铺装以德国、日本为代表的高温拌和浇注式沥青混合料(Guss asphalt)方案;以英国为代表的沥青玛蹄脂混合料(Mastic asphalt)方案,也可以归于高温拌和型沥青混凝土,其典型结构见下图。
(1)英国单层浇注式(2)德国浇注式(3)日本浇注式图1-1浇注式沥青钢桥面铺装典型结构高温拌和浇注式沥青混合料铺装层和沥青玛蹄脂混合料铺装层的主要优点是:空隙率接近零,具有优良的防水、抗老化性能,无需设置防水层;抗裂性能强,对钢板的追从性较好。
其主要缺点是:高温稳定性差,动稳定度只有300次以上,易形成车辙;且施工需要专用设备,包括专用摊铺机和高温拌和运输cooker车,施工组织较为复杂;施工时混合料的温度达到240℃以上,对桥梁的影响不容忽视。
浇注式钢桥面铺装技术适用于夏季温度不太高的国家和地区,如德国、英国、北欧等一些国家,浇注式钢桥面铺装技术在日本的应用也较为广泛。
(2)以美国为代表的环氧沥青(Epoxy asphalt)铺装方案环氧沥青混合料铺装层主要优点是:铺装强度高、整体性好、高温时抗塑流和永久变形能力很强,低温抗裂性能很好;具有很好的抗疲劳性能;具有较好的抵抗化学物质侵蚀的能力,其典型结构见下图1-2。
图1-2 双层环氧结构主要缺点是:环氧沥青价格较高,关键技术多被国外大企业产品控制;环氧沥青混合料的配制工艺比较复杂,施工结束后需要30天左右的养护时间;环氧沥青混合料施工中对时间和温度要求十分严格,对施工环境要求苛刻,施工难度大,易造成破坏,图1-3所示为环氧沥青铺装的典型病害。
钢桥的桥面铺装材料特点与技术
钢桥的桥面铺装材料特点与技术摘要: 本文论述了目前国内外应用较为广泛的三种钢桥面铺装材料特点与技术,并对这三类铺装材料与技术进行了对比分析,旨在对钢桥桥面施工提供有一定的参考。
关键词:钢桥桥面铺装;施工;技术对比0.前言21世纪后,我国的交通运输事业也驶入“快车道”。
交通量的急剧增加和重载超载现象,致使桥面铺装层的破坏日趋严重。
钢桥具有很多显著的特点,致使钢桥桥面铺装也不同于其他桥梁,因此研究钢桥桥面铺装对于提高桥面行车的舒适性、安全性十分有必要。
我国对钢桥桥面铺装技术的研究已有十余年,较为成熟的技术有三大类:浇筑式沥青混凝土铺装、SMA铺装、环氧沥青混凝土铺装。
1.材料组成特点1.1 浇注式混凝土沥青浇注式沥青混凝土是采用硬质沥青和道路沥青配合使用,添加矿粉,与粗细集料在超过220℃的高温下,经长时间拌和,配制成的一种既粘稠又有良好流动性的沥青混合料。
其中,硬质沥青是由普通石油沥青与特立尼达湖沥青等天然沥青以适当比例混合而成。
由于混合料中的骨料处于悬浮状态,且细集料、矿粉、沥青的含量均很高,内部空隙不连续,浇注式沥青混凝土具有不透水、耐冻融、耐油和抗老化等特点。
同时,因为沥青混凝土变形能力强,与桥面变形有很好的随从性,整体性优良,因此浇注式沥青混凝土具有优良的抗低温开裂与抗疲劳开裂性能,适用于大中型桥梁,尤其是大跨径斜拉桥和悬索桥的桥面铺装。
1.2 SMASMA即沥青玛蹄脂碎石,是沥青、矿粉、纤维稳定剂及少量细集料组成的沥青玛蹄脂结合料,充填于间断级配的粗集料碎石骨架的间隙而形成的一种沥青混合料。
简单的说:SMA是由互相嵌挤的粗集料骨架和沥青玛蹄脂两大部分组成的。
沥青玛蹄脂碎石混合料是一种典型的骨架型密实结构,抗变形能力强,耐久性较好。
由于粗集料的良好嵌挤,混合料有非常好的抵抗高温变形的能力,同时由于沥青玛蹄脂的粘结作用,低温变形性能和水稳定性也有较多的改善。
纤维稳定剂的添加,使沥青结合料保持高粘度,其摊铺和压实效果较好。
浅谈钢桥面铺装材料特点分析
浅谈钢桥面铺装材料特点分析摘要:随着我国国民经济的快速发展,大跨径正交异性钢桥的建设越来越多,现在国内采用的钢桥面铺装材料主要有以下三种,即双层沥青玛蹄脂碎石(SMA)、浇注式沥青混凝土、环氧沥青混凝土。
本文通过对采用这三种材料的钢桥面铺装进行对比分析研究,总结出不同铺装结构的优、缺点,最终寻求适合各种条件的钢桥面铺装方式。
关键字:钢桥面铺装施工技术1、环氧沥青混凝土环氧沥青混凝土具有强度高、刚度大,优良的耐疲劳性能、水稳定性及良好的抗腐蚀性等特点(其中有些特点通过相关资料得出)。
1.1强度高、刚度大。
热拌环氧沥青混凝土有很高的强度,其马歇尔稳定度可以高达40~60kN, 而一般沥青混凝土马歇尔稳定度仅8~12kN。
环氧沥青混凝土有很高的抗压强度。
冷拌环氧沥青混凝土的抗压强度与抗压模量和普通沥青混凝土的抗压强度与抗压模量的对比见表1。
环氧沥青混凝土的抗压强度表 1壳牌石油公司曾进行过在不同温度下环氧沥青混凝土材料的弯曲劲度模量试验,并与普通沥青混凝土相比较,试验结果见表2。
热拌环氧沥青混凝土的弯曲劲度模量表2表中数据表明,在0℃时,环氧沥青混凝土的劲度模量与普通沥青混凝土相差不大,但在20℃时环氧沥青要高8倍。
温度越高,两者的劲度模量相差越大,这表明环氧沥青混凝土不仅具有很高的强度,而且高温下也具有很高的抗变形能力。
1.2优良的耐疲劳性能。
澳大利亚WestGate大桥管理处,曾将环氧沥青混凝土试件粘贴在钢板上进行等应变弯曲疲劳试验。
试验表明,其疲劳寿命为5×106 次,而普通沥青混凝土仅为0.29×106 次,两者相差17倍之多。
显然,环氧沥青混凝土材料优良的耐疲劳性能是其重要的特性,因此采用环氧沥青作钢桥面铺装,能够大大延长桥面的使用寿命。
1.3优良的高温稳定性和水稳定性。
在夏季,钢板的温度通常都是很高的,尤其在南方,一般都在60℃以上,所以对SMA试件、AC改性沥青试件以及环氧沥青混凝土试件进行了平行的车辙试验。
钢桥面铺装研究课件
钢桥面的铺装研究1.项目背景1.1. 研究背景我国自九十年代初开始修建大跨径钢桥,同时对钢桥面铺装技术也展开了系列研究工作。
已有的资料表明,无论国内还是国外,对桥面铺装技术的研究大都集中在铺装材料的改性研究方面,钢桥面铺装的设计多以经验为主,对钢桥面铺装体系破坏的力学机理研究不够深入。
正交异性钢桥面板以其自重轻、极限承载力大、适用范围广等优点目前已广泛应用于大跨径公路桥梁钢箱梁。
由于其复杂的几何构造形式,轮载作用下独特的受力性能,导致其上的铺装层受力复杂。
从已经建设并投入使用的大跨径桥梁钢桥面铺装的使用情况来看,不管铺装是何种形式,或多或少均存在着一定的问题,国内外道路工作者对此进行了大量的调查研究,认为仅仅从铺装材料和结构形式上对沥青铺装层进行调整并不能从根本上解决出现的问题,应该从桥梁的结构特性入手,分析铺装层受力与桥梁结构的内在联系,才能够从力学的高度来研究铺装层的工作状态,最终找到解决问题的方法。
我国建设大跨径钢桥的有20年左右的历史,已建成大跨径钢桥100余座,但我国幅员辽阔,山川河流较多,分布较广,因此,大跨径钢桥的建设在我国方兴未艾。
从大跨径钢桥在我国建设的背景及前景来看,我国目前和今后很长一段时间内,还将建设一大批跨江、跨河、跨海、跨湖的大桥。
因此,对大跨径钢桥的桥面铺装的力学研究将对我国大跨径钢桥铺装层的设计、建设等产生深远的影响,有必要对其进一步研究。
1.2.研究必要性(1)钢桥面铺装仍是世界尚需解决的一个技术难题钢桥面铺装是大跨径桥梁建设的关键技术之一,大跨径桥梁正交异性钢桥面变形大,铺装层薄、剪应力大所带来的铺装技术问题一直是一个世界性难题。
我国大跨径钢桥的研究已有20年历史,积累了不少经验,但我国幅员辽阔,有些地区气候条件恶劣,加之重载超载车辆较多,钢桥面铺装早期病害严重,铺装失败的例子很多。
(2)桥面铺装问题解决的前提是明确铺装层的受力状态及特点造成钢桥面铺装早期病害的原因有很多,其中最主要的对于正交异性钢桥面铺装的认识不够,钢桥面铺装问题的解决,需要从力学机理、材料组成、铺装结构设计和工程施工等方面综合研究,其前提是必须明确铺装层的受力状态及特点,钢桥面铺装力学响应研究有利于优化铺装体系结构及材料设计。
钢桥面铺装材料与结构设计
钢桥面铺装材料与结构设计钢桥面铺装材料与结构设计一、设计背景钢桥面铺装问题是道路领域的一个技术难题,钢桥面钢桥面铺装早期损坏和维修严重影响了大跨径桥梁的交通功能。
由于我国多样化的交通、气候、钢桥面板变形大等条件也致使钢桥面铺装问题尤其突出,结构复杂的正交异性钢桥面居多。
高温多雨气候环境条件,交通繁重的行车条件,使我国钢桥面铺装问题更为复杂。
目前钢桥面的设计要求难以满足复杂的受力需求,所设计的钢桥面铺装在使用过程中均易出现不同程度的早期病害,不仅影响桥梁美观,还会严重危害行车安全,同时造成巨大的经济损失和不利的社会影响。
因此,有必要设计一种能够承受层间应力作用、温度应力作用,具有良好的致密性、防腐性,并且使用寿命足够长的钢桥面铺装材料。
二、设计内容:针对气候分区为IV-2区的钢桥面铺装层及防水粘结层设计,具体包括:钢桥面铺装层材料与结构设计。
钢桥面铺装防水粘结层材料设计。
三、基本要求:1、铺装骨架采用常规石料,采用防水粘结层厚度不大于5mm。
参赛小组提交两个形如图1的试件(尺寸为100mm×100mm×70mm)(钢板由学院统一提供),用于防水粘结层材料抗剪强度、抗剪切疲劳寿命测试,提供300mm×300mm×50mm规格试件(下面层材料)和250mm×30m m×35mm规格试件(下面层材料)分别用于高温抗变形和低温变形能力的测试。
图1抗剪试验试件图2抗剪试验测试示意图2、斜剪试验破坏荷载不小于20KN。
试验装置如图2所示,夹具上下加装了滚轴,使夹具在试验过程可以横向自由滚动,达到斜剪的破坏效果。
测试前,整体试件在50℃下保温至少4小时,由于不采用恒温环境箱进行测试,所以保证试件从烘箱中取出到开始加载试件间隔在30s内。
加载仪器为万能压力试验机,倾斜角度α为40°加载速率为10mm/min,直到破坏。
3、防水粘结层疲劳寿命不低于4000次。
某大桥钢桥面沥青砼铺装层结构及材料设计
某大桥钢桥面沥青砼铺装层结构及材料设计发布时间:2021-04-12T01:23:31.530Z 来源:《防护工程》2020年33期作者:贾永[导读] 通过分析了该大桥桥面铺装的工程特点,并对铺装层材料的试验研究,最终确定了该工程桥面铺装层路面结构及铺装层材料。
1.四川省交通勘察设计研究院有限公司成都 610017摘要:本文结合工程实践,分别从钢桥面桥面铺装层沥青混凝土结构和材料设计入手,通过分析了该大桥桥面铺装的工程特点,并对铺装层材料的试验研究,最终确定了该工程桥面铺装层路面结构及铺装层材料。
关键词:桥面铺装;多碎石沥青混凝土;防水粘结层;纤维k asphalt, highway in the mountain area, mix proportion ,construction technology1概述随着我国桥梁建设事业的不断发展,钢箱梁桥在大跨度桥梁中得到了广泛的应用。
钢桥面铺装是指直接铺筑在钢桥面板上的沥青混凝土结构层,通过与桥面板共同承载,为汽车行驶提供满足要求的路面性能,并具有良好的抗疲劳性能和防渗水性能。
目前,国内外钢桥面铺装理论技术不成熟,特别是我国钢桥面建设起步较晚,加上严酷的气候和严重的超载现象,使我国目前建设大跨径钢箱梁桥都存在不同程度的早期病害。
因此,本文结合国内某钢箱梁桥桥面铺装结构设计,开展铺装层材料试验研究。
2铺装层材料及结构层组合设计思路从国内外研究来看,钢桥面铺装应具有良好的高温稳定性、良好的抗裂性能、良好的防水效果以及良好的行车舒适性[3、4]。
而夏季钢桥面板温度达60℃以上,铺装层沥青砼应进行综合设计,提高路面整体高温稳定性。
结合该工程特点,铺装层混合料及结构设计如下:沥青结合料采用橡胶粉和SBS复合改性沥青,依靠复合改性沥青粘度大、弹性好、耐老化,保证铺装层的高温稳定性和抗裂性能;铺装层矿料级配采用粗集料断级配骨架密实型级配SAC系列,进一步保证沥青混合料的高温稳定性、抗裂性、防渗水和行驶舒适性等性能;考虑到钢桥面遇水会生锈,在表面层和底面层间、底面层和桥面板间设置两道双改性热沥青防水黏结层,充分保证铺装层结构的内部防水效果,同时增加层间粘结;通过添加纤维稳定剂提高沥青混合料耐老化性能和水稳定性, 进一步提高沥青混凝土桥面铺装层的耐久性[5];下面层采用柔韧性优良的级配(即SAC-10级配4.75mm筛孔通过率控制在40%)提高路面结构的变形协调能力。
新型钢桥面铺装材料的宏观力学性能研究的开题报告
新型钢桥面铺装材料的宏观力学性能研究的开题报告一、研究背景钢桥面板是桥梁的重要组成部分,它直接接触路面并承担车辆荷载,因此具有重要的地位和影响。
传统的钢桥面板的铺装材料主要为混凝土,但由于混凝土自身性质的限制,其具有容易龟裂、耐久性差、维护成本高等缺点。
近年来,新型钢桥面铺装材料逐渐被广泛应用,例如路面涂料、高强度耐磨钢板、聚合物、玻璃钢等。
这些新型材料具有优秀的性能和重要的应用前景。
二、研究内容本研究将针对新型钢桥面铺装材料进行宏观力学性能研究,主要内容包括:1.钢桥面铺装材料力学性质测试通过对路面涂料、高强度耐磨钢板、聚合物和玻璃钢等材料进行拉伸、弯曲、剪切等力学性质测试,获取其力学性能指标,包括弹性模量、抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率等,以此评价材料的机械性能。
2.钢桥面铺装材料的应力-应变关系分析将测试结果进行数据处理,得到新型钢桥面铺装材料的应力-应变关系曲线,分析不同材料的应力-应变规律,从中比较不同材料的性能优劣,并对材料的工程应用提出建议。
三、研究意义1.提高桥梁的行驶安全性,减少交通事故新型钢桥面铺装材料的机械性能对于桥梁的行驶安全性至关重要,本研究可以通过对材料性能的评价和建议,为桥梁铺装材料的选取提供科学依据。
2.提高桥梁的使用寿命,降低维修成本新型钢桥面铺装材料的选用可以有效提高桥梁的使用寿命,同时降低维修成本,本研究将为相关行业提供可行的技术支持和建议。
四、研究方法1.采用试验方法进行测试本研究将采用试验方法对新型钢桥面铺装材料进行力学性能测试,通过标准化测试流程获取弹性模量、抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率等机械性能数据。
2.采用数值模拟方法进行应力-应变分析通过统计数据和数学建模,本研究将运用有限元分析等数值模拟方法得到新型钢桥面铺装材料的应力-应变分析结果,分析不同材料力学性能特点,为后续材料工程应用提供指导建议。
五、预期成果1.获取新型钢桥面铺装材料的弹性模量、抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率等强度指标,进行数据统计和分析。
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西部地区钢桥桥面铺装典型结构与铺装材料研究
摘要:为切实提高我国西部地区钢桥面铺装铺筑水平,延长桥面铺装使用寿命,防止早期病害的发生。
在结构受力分析和室内试验的基础上,提出了适应于不同气候条件和防水等级的钢桥面铺装典型结构和合理厚度,并给出了相应的防水层材料指标要求。
关键词:钢桥面铺装;防水体系;典型结构;材料要求
0引言
合理和可靠的桥面铺装体系,不仅能提供行驶性能良好而耐久的桥面,而且能作为桥面的有效防护体系,防止水份的渗透,保证桥梁结构的耐久性[1]。
本文在现有钢桥桥面铺装研究成果和工程应用实例基础上,进一步通过理论与试验研究,系统开展钢桥桥面铺装材料和结构组合的研究,并研究开发了新的铺装技术,形成了适用于我国西部不同地区气候,交通状况的钢桥桥面铺装成套技术[2]。
1 推荐的钢桥面铺装典型结构
本文研究并提出了适应于不同气候条件和防水等级的钢桥面铺装典型结构和合理厚度,如图1~图3所示。
图1 铺装典型结构一图2 铺装典型结构二
图3铺装典型结构三
1.1 浇注式+SMA复合铺装结构
浇注式+SMA复合铺装结构根据粘接防水层结构的不同可以形成三种铺装结构组合,其结构组成和特点分述如下:
①溶剂粘接防腐层复合铺装结构
该结构组成为:溶剂型橡胶沥青粘接层(0.2~0.4L/m2,分两次施工)+3.5cm 浇注式沥青混凝土+3.5cmSMA。
粘接层厚度约0.1~0.2mm,可以很好的隔离水和空气,其与浇注式沥青混凝土一起组成铺装的防水隔离体系,铺装的粘接、剪切性能和疲劳性能优异,热稳定性较好,该结构适宜应用在雨量适中,七月平均最高气温低于30℃的地区。
②缓冲层复合铺装结构
该结构组成为:溶剂型橡胶沥青粘接层(0.2~0.4L/m2,分两次施工)+4mm 缓冲层+3cm 浇注式沥青混凝土+3.5cm SMA。
由粘接层、缓冲层和浇注式沥青混凝土一起组成的防水隔离体系,具有良好的防水性能,铺装的粘接、剪切性能和疲劳性能优异,热稳定性较好,该结构适宜在七月平均最高气温低于30℃的地区应用。
③环氧粘接层复合铺装结构
该结构组成为:环氧粘接层(分两次施工,0.2~0.3mm环氧粘接剂后撒布0.35kg /m2的0.3 ~0.6mm粒径的细砂;0.4~0.6mm环氧粘接剂后撒布0.65kg/m2的1.18mm~2.36mm粒径的细砂)+4mm缓冲层+3cm 浇注式沥青混凝土+3.5cm SMA。
由环氧粘接层、缓冲层和浇注式沥青混凝土一起组成的防水隔离体系,具有优良的防腐、防水性能,铺装的粘接、剪切性能和疲劳性能优异,热稳定性较好,该结构适宜在腐蚀性强、七月平均最高气温低于30℃的地区应用。
1.2 双层SMA铺装结构
双层SMA铺装结构组成为:环氧粘接层(分两次施工,0.2~0.3mm环氧粘接剂后撒布0.35kg /m2的0.3 ~0.6mm粒径的细砂;0.4~0.6mm环氧粘接剂后撒布0.65kg/m2的1.18mm~2.36mm粒径的细砂)+4mm缓冲层+3.5cm SMA +3.5cm SMA。
由环氧粘接层、缓冲层和SMA一起组成的防水隔离体系,具有优良的防腐、防水性能,铺装的粘接、剪切性能和疲劳性能良好,热稳定性优异,该结构适宜在七月平均最高气温高于30℃。
2防水层材料的性能指标
2.1 防水缓冲层
橡胶沥青砂胶的性能应符合表1的要求。
表1
溶剂型沥青橡胶一般用于橡胶沥青砂胶的底涂层,也可用于桥面铺装与钢板间的粘接层及铺装层间粘层[3]。
其技术指标见表2。
表2
2.2 防水粘结层
反应性树脂粘结层由反应性树脂层上撒布机制粗砂,固结后形成表面粗糙的反应性树脂粘结层[4]。
适用于上设防水缓冲层的桥面铺装体系。
表3
*对于冬季极端最低气温低于-20℃的地区,采用桥梁工程所在地冬季极端最低气温进行低温弯曲性能试验。
3结论
1、研究并提出了适应于西部地区不同气候条件和防水等级的钢桥面铺装典型结构和合理厚度。
2、研究并给出了防水层材料的指标要求。
4参考文献
[1]长安大学.水泥混凝土桥面防水系统设计与施工技术研究.河南省交通厅研究报告.2003
[2]重庆交通科学研究所等.桥面铺装材料与技术研究.西部交通建设科技项目.2005
[3]陈辉强,李玉龙.溶剂型防水粘结剂性能研究及其在桥面铺装中的应用[J].中外公路.2006, No.2:197-199
[4]李喆.国产环氧沥青防水粘结材料在水泥混凝土桥面应用研究[D]:[硕士学位论文].东南大学.2005
姓名:管建国性别:男出生年:1980.12籍贯:河北省迁安市人职务:职称(或学历):助理工程师
现从事工作(或研究方向):从事道路工程相关试验、检测工作。