基于冲击韧性的钢桥面铺装环氧沥青混凝土疲劳性能设计研究_张顺先
循环荷载作用下钢桥面铺装疲劳损伤失效行为研究
oaiogueceackongpeocesweeesiudoed, and cacu aioon etpeesoonsooedamage, sieesand sieaon ooeHdsdueongoaiogue
oaoueeweeededuced.Theoaiogue ooeiheoeeiocaHooemu aooesieeHbeodgepaeemeniwasdeeoeed.SieeHbotgoedeebeodge
39
振动与冲击 JOURNALOFVOBRATOONANDSHOCK
Vol. 39 Ne. 7 2020
循环荷载作用下钢桥面铺装疲劳损伤失效行为研究
徐勋倩S杨 威1，黄 卫2,季 涛1,李雪雪S储 柳1
(1.南通大学纺织服装学院，江苏南通226019； 2.东南大学交通学院，南京210009)
摘 要：针对钢桥面铺装工程中普遍采用的改性沥青(StoneMatrin Asphalt, SMA)、浇筑式沥青(Guss asphalt,
SMAand GA, EPha2hogheeonien2oisand 2ieongeeeow-deooemaioon aboeois, and oio moee2uoiabeeiomeeianio-oaiogue
design requiremenW of long-span steel b/dyv pavement; the anti-fatigue perforrmincas of double-layer EP and 11 upper layer
composite girders under ddferent pavement structure combination schemes. The actual examples' study results showed that
钢桥面环氧沥青混凝土铺装抗滑性能研究
钢桥 面 环氧 沥青 混 凝 土 铺装 抗滑 性 能 研 究
梅 秀 荣
摘 要： 针对 国内外钢桥 面环氧 沥青混凝 土 的使用情况 ， 分析研 究 了环氧 沥青混凝 土钢桥面铺装层 的抗滑性 能问题 ， 提
出 了铺 装 层 抗 滑 性 能 的发 展 趋 势 ， 以供 参考 。 关键 词 ： 氧 沥 青 混 凝 土 ， 桥 面 ， 滑 性 能 环 钢 抗 中 图分 类 号 ： ４ ３ ３ Ｕ ４ ．１ 文献 标 识 码 ： Ａ
在施工完成后 ， 某些专家对该地 区的交通安 全进 行 了客观评
普 通的 ＡＣ沥青混凝 土与热 固性环氧沥青混凝土的更大区别
在夏季高温季节路面没有 沥青从集 料间隙 中发送 的“ 油分 ” 估， 主要是 由于选用 了当地 的石灰岩集料 。在此期 间 ， 人们 认识 在于 ， 迁移现象 （ 油） 泛 。低 温 季 节 中普 通 Ａ Ｃ混 凝 土路 表 出现 的 明显 闪 到， 在普通 ＡＣ沥青混凝土 中使用 石灰岩作 为集料 不能满 足对抗 亮 色泽就是这个原 因导致 的 ， 于热 固性环 氧沥青 混凝土 而言 ， 对 滑的要求 ， 因为石 灰岩 的抗磨耗性 能较差。为此 曾经提 出一个新 沥青 已经被 “ 分装” 入分散 相体 系， 进 因而不会在 高温 时出现 “ 油 型抗滑检测方法 ， 以确保交通安全 。该地 段的环氧沥青混 凝土铺 分” 迁移的现象 ， 这对 于确保 整体铺装 结构 内部 的优异混合 料性 装被进行 了喷砂加 糙 、 纹理化 以及 刻槽加粗 处理 ， 以提 高抗 滑性
环氧沥青混凝土是一种高性能桥面铺装 材料 ， 能够 承受重交 表面构 造深 度与集料纹理 结构 。根 据对 国内某桥 的环氧 沥青混 通荷载并表现 出优 异的耐久 性。 由于大跨径 钢箱 梁桥一 般均是 凝土进行跟踪调查 ， 主要检测其桥面铺装混合料 的抗滑性能 。 交通车辆跨越 地 区的要塞通道 ， 交通 量较大 。因此 ， 必须 使桥面 由测试结果可知 ， 桥梁 建成后只能勉强达到规范要求 的一般 而使用 ２ 年后 的表面轮迹带 上的铺装层抗滑 铺装 环 高速公路使用要求 ， 系数有 明显 的增 长 ， 这与一般的路 面结构抗滑性能 发展趋势完全 氧 沥青 混 凝 土 桥 面 铺 装 的 抗 滑 问 题 就 显得 尤 为 重要 。
浅谈浇筑式沥青混凝土在钢桥面铺装中的应用
浅谈浇筑式沥青混凝土在钢桥面铺装中的应用【内容提要】由于浇筑式沥青混凝土具有良好抗低温开裂能力、密水性、耐久性、养护期短、高性价比等特点，使其在钢梁桥面铺装中受到越来越多的重视及应用。
在此通过对天津西站西纵联络线立交工程的B线钢箱梁桥面铺装的施工，进一步研究实践了浇筑式沥青混凝土的施工工艺。
【关键词】浇筑式沥青混凝土钢桥桥面铺装【Abstract 】Because of asphalt concrete casting with good low temperature resistance, water, secret cracking ability durability, the maintenance period is short, high performance characteristics and the steel bridge deck pavement in by more and more attention and application. In the west of Tianjin west station by the overpass project B line tie steel box girder bridge deck pavement construction, it is to further research and practice of the casting of asphalt concrete construction technology.【Key Words 】asphalt concrete casting, steel bridge, deck pavement中图分类号：TU528文献标识码：A 文章编号：1．工程概况天津西站西纵联络线立交工程B线钢箱梁跨度采用30+40+30m，梁高2.2m,梁宽8m。
桥面铺装面积694m2，铺装厚度7.2cm，桥面铺装采用浇筑式沥青混凝土，既“Eliminator防水体系+GA（浇注式沥青混凝土）+SMA”铺装结构。
环氧沥青混凝土在钢桥面铺装施工中的应用研究
环氧沥青混凝土在钢桥面铺装施工中的应用研究摘要：随着我国经济迅速发展和许多重大交通基础设施的兴建，我国近几年桥梁事业发展很快，尤其是钢箱梁桥梁建设更是蓬勃发展。
但钢桥面铺装在前些年一直是一个难题，因为使用普通沥青混凝土进行钢桥面铺装，使用不长的时间就要进行修补。
因此，钢桥面铺装技术一直是专家学者研究的重点。
随着环氧沥青混凝土施工技术的应用，逐渐解决了此项难题。
近几年随着该技术在多座钢桥面铺装工程中成功应用，使得此项技术逐步完善起来。
关键字：环氧沥青混合料【正文】一、环氧沥青混合料介绍1、环氧沥青具有不可逆性。
环氧沥青混凝土成型以后，在高温、低温下不变形。
2、环氧沥青混合料为悬浮密实结构，经特殊搅拌工艺拌制后，经摊铺、碾压形成密实且不透水的铺装层，其空隙率≤3%。
3、环氧沥青混合料具有细集料含量高、矿粉含量高、沥青含量高的特点。
在混合料中骨料处于悬浮状态，嵌挤力差，其内部粘聚力主要来自环氧沥青，而环氧沥青又具有较高的延伸率，这就决定了该混合料具有较高的塑性，能适应追随钢板变形的需要，而混合料性能不受伤害。
而且其抗滑性能完全满足技术指标要求。
4、环氧沥青混合料具有超强的抵抗外力的作用，它的马歇尔稳定度一般为50KN左右。
通常的沥青混合料的马氏稳定度约10KN左右，改性沥青的马氏稳定度基本上在15KN左右。
二、环氧沥青混凝土钢桥面铺装工序流程三、环氧沥青混凝土施工1、施工准备：应密切关注气候情况，及时与气象部门联系，确切掌握施工当天及近期天气状况，以指导生产。
环氧沥青混合料的摊铺不得在雨天进行。
当桥面滞水或潮湿时，要停止施工当环境温度低于10℃、风速大于10m/s、有雾时，不得进行环氧沥青混凝土施工。
粘结层经检查应平整、洁净、均匀、无杂物，如有缺陷应及时进行修补。
尤其应注意接缝及钢路缘等部位的检查。
混合料生产与运输1）材料的预热与保温：在拌制环氧沥青混合料之前夜，要预先将A及BV组分加热脱筒，分别泵入厂内各自的贮油罐中。
环氧沥青混凝土在钢桥面铺装层中的应用研究
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型的桥面铺装技术 " 研究表明" 环氧沥青混凝土是优良的钢桥面铺装材料 " 但是并非所有环氧沥青铺装层都能保持很好的使 用效果 " 故应根据工程所在地不同的气候和交通条件加以选用 ! 关键词 ! 环氧沥青 # 钢桥面# 修复 中图分类号 ! &’’( )( ! 文献标识码 ! * 文章编号 ! !# #% +’, -. $%# #. %# % &#( +# #. ’+# ’
钢桥面热拌环氧沥青混凝土铺装技术研究
产业科技创新 Industrial Technology Innovation 78Vol.2 No.4产业科技创新 2020，2（4）：78~79Industrial Technology Innovation 钢桥面热拌环氧沥青混凝土铺装技术研究练健雄（保利长大工程有限公司第三分公司，广东 广州 510000）摘要：随着社会经济的持续发展，配套交通基础设施建设规模逐步扩大，钢结构桥梁成为我国城市基础设施建设领域的重要桥梁类型。
文章以某钢结构桥梁工程为例，介绍了热拌环氧沥青混凝土在该工程中的运用，围绕其铺装技术展开探讨，具体涉及到施工准备、具体施工以及养护等工序，最终取得了良好的施工效果。
关键词：钢桥面；环氧沥青混合料；铺装技术中图分类号：U416.2 文献标识码：A 文章编号：2096-6164（2020）04-0078-021 工程概况某钢结构桥梁工程为大跨径钢箱梁悬索桥，桥面行车道铺装层具体包含：钢桥面喷砂除锈及环氧富锌漆施工、环氧树脂防水粘结层施工、环氧沥青混凝土EA10下面层施工、环氧树脂粘结层施工、环氧沥青混凝土EA10上面层施工等。
钢桥面行车道铺装层按功能要求分层设计，桥面铺装设计总厚度为60 mm，结构组成具体为：上面层30 mm 环氧沥青混凝土（EA-10）+粘结层+下面层30 mm 环氧沥青混凝土（EA-10）+防水粘结层，如表1所示，图1则为铺装结构示意图。
表1 钢箱梁桥面铺装结构方案铺装层铺装上层热拌环氧沥青混凝土EA10（30 mm 厚）环氧树脂粘结剂（0.6+0.05 kg ·m -2）铺装下层热拌环氧沥青混凝土EA10（30 mm 厚）防水粘结层环氧树脂粘结剂（0.4+0.05 kg ·m -2）防腐层环氧富锌漆（60 μm ～80 μm）钢板抛丸除锈，清洁度为Sa2.5级，粗糙度为120μm~140 μm图1 钢箱梁桥面铺装结构示意图2 热拌环氧沥青混凝土热拌环氧沥青结合料是一种三组分材料，其中由基质沥青、环氧树脂主剂和固化剂组成。
钢桥面环氧沥青混凝土铺装层性能研究
环 氧 沥 青 混 凝 土 的 ＭＡ Ｓ Ｌ Ｒ ＨＥ Ｌ稳 定 度 可 以 高达 ４ ０～８ Ｎ，是 普 通 沥 青 混 凝 土 的 ５～８倍 ， ０ｋ 而 流 值 却 大 致 相 同 ，环 氧 沥 青 混 凝 土 不 仅 具 有 高 的强 度 ， 且 具 有 好 的 柔 韧性 。 氧 沥青 混 凝 土 铺 而 环
（ ） 固性 ２热
环 氧 沥 青 Ａ、 Ｂ两 组 分 混 合 后 ，随 时 间 推 移 ， 体 系 的 粘 度 逐 渐增 大 ，并 且 最 终 成 为 三 维 立 体 互 穿 网 络 结 构 的 热 固 性 材料 。环 氧 沥 青 的 固化 是 一 种化学反应 ， 固化 过 程 是 不 可 逆 的 ， 即使 温 度 达 到 ３０ｏ 材 料 仍 呈 固态形 式 。环 氧 沥 青 的热 固性 特 ０ Ｃ， 点使 其 应用 于路 面 下 封层 、应 力 吸 收 层 和 桥 面 防 水粘 结层 具 有 卓 越 的优 势 。环 氧 沥青 低 的 初 始 粘 度 有 利 于对 半 刚性 基 层 的渗 透 和 密 闭 。 在 夏 季 高 温季 节 ，固化 后 的环 氧沥 青 具 有 良好 层 间结 合 稳 定 性 ， 有 效 避 免 薄 弱 夹 层 的产 生 。 可
装 层 不 仅 有 接 近 刚 性 路 面 的 强 度 （ 压 强 度 可 超 抗
过 ４ ａ ，而 且 有 柔 性 路 面 的变 形 性 能 和 行 驶 ０ＭＰ ）
舒 适 性 。 在 夏 季 高 温 季 节 ， 会 出现 车 辙 、 挤 、 不 推
１ 环 氧 沥 青 用 于 铺 装 工 程 的 优 势
２１ ０ ０年 ６月第 ６期
２１ ０ ０国产环 氧沥 青材 料铺 装技 术（ 海 ） 上 热点论 坛 专辑
钢桥面铺装环氧沥青混合料的特点及应用
35FEATURES |特稿0 引 言近30余年来随着中国公路交通建设的快速发展，有数以百座跨海、跨江的大跨径钢桥建成。
钢桥面铺装是保证大桥安全通畅的一个基础条件，但高温、多雨、重载的使用环境对钢桥面铺装也提出了较苛刻的要求[1]。
钢桥面铺装技术近年发展较快，但钢桥面铺装早期出现病害、使用寿命短等问题仍然是技术难点。
中国钢桥面铺装采用了多种铺装材料，其中环氧沥青是一种典型材料，应用较广泛[2-3]。
环氧沥青材料与普通沥青材料有显著的差异，环氧沥青在材料组成、力学性能、施工工艺及路用性能等方面均具有显著的特征，本文从环氧沥青材料特点、混合料性能、工程应用、病害特点及其发展等方面进行分析，为环氧沥青材料的应用提供参考[4]。
1 环氧沥青材料的基本特点环氧沥青是由环氧树脂、固化剂与基质沥青经化学反应而得到的混合物。
环氧沥青微观表现是环氧树脂形成的空间网络结构，环氧树脂是材料强度的主体，沥青填充了环氧树脂的空间网络结构，起到增加环氧沥青的柔韧性、防腐性的作用，环氧沥青微观结构见图1[5]。
环氧沥青在力学性能上主要体现的是环氧树脂的性能，即热固性材料，从力学特性角度而言，环氧沥青实际上不属于热塑性改性沥青范畴。
研制和设计环氧沥青时需要解决沥青与环氧树脂的相容性、环氧沥青的强度与韧性、施工允许时间与养生时间、施工温度与施工时间等多个相互制约、钢桥面铺装环氧沥青混合料的特点及应用Characteristics and Application of Epoxy Asphalt Mixture for Steel Bridge Deck Pavement徐 伟，曽嘉科，韦潇树华南理工大学 土木与交通学院，广东 广州 510640（a ）环氧沥青荧光照片（b ）环氧沥青断裂面SEM 照片（c ）环氧沥青断裂面刻蚀后SEM 照片图1 环氧沥青微观结构基金项目：国家重大科技支撑计划项目（2011BAG07B03）FEATURES |特稿36相互影响的技术问题。
CFRP板加固箱梁桥顶板在沥青面层施工高温作用后的疲劳性能
CFRP板加固箱梁桥顶板在沥青面层施工高温作用后的疲劳性能袁鑫;张继文;宋守坛【摘要】In order to research the fatigue performance on CFRP (carbon fiber reinforced polymer) reinforced box girder bridge top slab influence of high temperature during asphaltpavement construction, the armoured concrete girders with and without affixed CFRP were tested in the laboratory for fatigue simulation comparsison under high temperature condition. The strains of steel bar, concrete and CFRP were adopted as parameters to research the influence of high temperature on fatigue crack evolution, deflection increment rule and the CFRP adhesive normal stress. The results show that the armoured concrete girders with affixed CFRP fatigue performance subjected to high temperature has distinctness enhance contrast to that without affixed CFRP, such as the fatigue strength, the stiffness, the resist crack evolution and the limit flexural loading capacity. As example,The limit carrying capacity is increased by 24. 6% , the stiffness is increased by 23. 0% and the mean maximize crack is decreased by 15.2% .%为了研究沥青面层施工时的高温对公铁两用CFRP板加固的箱梁桥顶板疲劳性能的影响,在室内对粘贴CFRP板前后的钢筋混凝土梁进行了高温环境下的疲劳模拟对比试验.从钢筋、混凝土、CFRP应变的角度,开展了高温对粘贴CFRP 板的钢筋混凝土试验梁疲劳裂缝发展、挠度增长规律、黏结胶层及界面应力影响的研究.结果表明:经过高温阶段后粘贴CFRP板的钢筋混凝土梁在疲劳强度、刚度、阻止裂缝发展、抗弯极限承载能力等方面都比未粘贴CFRP板前有所提高.极限承载能力提高了24.6％,刚度提高了23.0％,平均最大裂缝减小了15.2％.【期刊名称】《东南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(042)004【总页数】5页(P739-743)【关键词】箱梁桥顶板;CFRP加固;高温作用;界面应力;疲劳性能【作者】袁鑫;张继文;宋守坛【作者单位】东南大学土木工程学院,南京210096;江苏科技大学土木工程与建筑学院,镇江212003;东南大学土木工程学院,南京210096;东南大学土木工程学院,南京210096【正文语种】中文【中图分类】U445.7碳纤维增强聚合物(carbon fiber reinforced polymer，CFRP)用于结构加固是一项十分有效的技术［1］.与传统加固材料相比，CFRP具有轻质高强、耐腐蚀及耐久性、施工便捷等优点，受到了工程界日益重视［2-3］.目前已有的研究主要集中在CFRP加固混凝土构件的静力性能方面，而对于结构的动力问题，尤其是对该类加固构件疲劳性能的研究还不够深入和系统，采用纤维增强复合材料(FRP)延长桥梁疲劳寿命的加固技术是目前国内外土木建筑领域的一个前沿课题［4-6］.孟加拉国的Bangabandhu大桥在频繁的旱灾、热带气旋等多种灾害气候影响下，由于表面温度应力和混凝土收缩徐变导致桥面层纵向开裂，随着时间的推移，裂缝的数量、长度和宽度都在不断扩大.针对大桥的顶板、底板、箱形梁腹板及伸缩缝(铰链部分)的裂缝灌注环氧树脂，在桥面横向粘贴CFRP板约束纵向裂缝的发展;对桥面进行找平，设置隔热和防水层后铺设5cm厚的SMA耐磨层.为了研究铺设SMA层高温作用对已粘贴CFRP板的公铁两用箱梁桥的疲劳破坏情况和加固效果，本文在室内对粘贴CFRP板前后的钢筋混凝土模拟试验梁进行高温环境下的疲劳模拟对比试验，考虑了沥青施工高温碾压对胶层黏结和界面应力的影响，研究了施工沥青层高温作用后已加固CFRP板的公铁两用箱梁桥顶板的疲劳性能.研究成果将对南亚及热带地区CFRP板加固桥梁的疲劳性能分析和评价具有重要的指导意义.1 桥梁加固试验方案大桥箱梁顶板宽度为18.5 m，4车道.根据原桥车辆荷载分析，主要受荷区域可以分为两侧各4 m宽的负弯矩受拉区和中间5 m宽的正弯矩受压区，CFRP在负弯矩受拉区加固才能发挥CFRP的高强抗拉特性.原桥箱梁顶板平均厚度为280 mm，采用试件截面长宽高分别为4 000 mm×650 mm×280 mm的矩形截面梁，模拟大桥箱梁顶板负弯矩受拉区CFRP板的加固情况.CFRP板厚和宽为1.4 mm×100 mm.碳纤维板主要性能指标:抗拉强度大于2.3 GPa，拉伸模量大于150 GPa，断裂伸长率大于1.4%.碳纤维板黏结胶主要性能指标:抗拉强度大于25 MPa，受拉弹性模量大于2.5 GPa，弯曲强度大于30 MPa，抗压强度大于70 MPa.试验板根据原桥参数设计，C45混凝土，受拉、受压区钢筋均为直径12 mm的HRB400螺纹钢筋.模拟原桥面加固方案，在试件横向粘贴碳纤维板，设置隔热和防水层后，铺设5 cm厚的SMA耐磨层.SMA层摊铺时最高温度达到171℃，实测沥青层摊铺施工中的温度见图1.2 疲劳试验图1 沥青面层不同位置温度随时间变化曲线在电液伺服疲劳试验机上进行疲劳试验.首先进行未加固板和碳纤维板加固板静载抗弯承载力计算，然后按理论计算值分10级对板作静载试验以确定该组板的极限承载弯矩M.取Mmax=0.527M以确定疲劳荷载上限.对原桥面铺装加固试验梁进行2 ×106次疲劳加载，加载频率为3 Hz［7］.每一级卸载后量测开裂荷载和极限荷载、裂缝宽度和挠度.疲劳试验加载装置如图2所示.图2 疲劳试验加载装置2.1 裂缝开展在疲劳加载过程中，观察裂缝的发生、开展及延伸情况.经过预定次数加载后，停止疲劳荷载，分级加静载至疲劳荷载上限［8］，在每一级荷载作用下用20倍读数显微镜观察裂缝的宽度，梁的疲劳裂缝分布见图3.由图可见，加载初期裂缝增加比较快，加载后期裂缝增加相对缓慢，在2×106次疲劳加载后，荷载等级为120 kN时，最大裂缝达到0.3 mm.跨中弯矩较大区域，裂缝出现较早，在原损伤开裂位置最先开展.由于经过高温作用后受CFRP板的约束，裂缝扩展相对缓慢，而且卸载后裂缝基本闭合，裂缝间距较小，但数量较多.随加载荷载和加载次数的增加，裂缝开展逐渐加大，且初期数量增加比较快;后期增加比较慢，数量基本保持稳定，经过2×106次疲劳荷载后，裂缝基本趋于稳定.加固后试验梁的平均最大裂缝宽度0.3 mm比未加固试验梁的平均最大裂缝宽度0.346 mm减小了15.2%.试验梁的正常使用疲劳寿命有一定程度的提高.这是因为CFRP板的抗拉作用约束了混凝土的开裂和裂缝的开展，说明施工沥青层高温作用后CFRP板对裂缝开展仍有较好的抑制作用，对梁体的抗裂性能也有较好的改善.图3 裂缝开展图及裂缝-加载次数曲线2.2 挠度在跨中和支座处布置百分表测量梁的变形.在相同疲劳荷载上限作用时，施工沥青层高温作用后已加固CFRP板的试验梁的变形明显小于未加固CFRP板的试验梁的变形.由图4可见，加载初期挠度增加较快，加载后期挠度增加相对缓慢，施工沥青高温作用后已加固CFRP板试验梁的平均最大挠度在2×106次疲劳加载后荷载等级为120 kN时达到10.83 mm，比未加固实验梁的平均最大挠度 12.86 mm减小18.7%，刚度增加了23.0%，这表明施工沥青层高温作用后CFRP板参与工作，在一定程度上仍旧可以制约混凝土跨中挠度的增长.当疲劳荷载达到2×106次时，跨中截面挠度基本稳定，其主要原因是在疲劳加载初期，裂纹发展较快，而后期裂纹逐渐趋于稳定.其次，在疲劳加载初期，混凝土弹性模量减小相对较快，导致梁体跨中截面挠度增长速度相对较快，当疲劳次数达到一定后，混凝土的弹性模量逐渐趋于相对稳定，梁体的跨中截面挠度和刚度也趋于稳定.图4 挠度-加载次数曲线2.3 钢筋应变在跨中受拉侧钢筋粘贴应变片，测量钢筋应变.钢筋荷载-应变曲线见图5(a).由图可见，加载初期阶段钢筋应变增加相对缓慢，加载后期钢筋应变增加相对较快.随着荷载循环次数的增加，加固梁钢筋的应变也在增大.由于经过施工沥青层高温作用后的CFRP板参与受拉，加固梁钢筋实际承受的疲劳应力幅值较小，因此达到相同的钢筋应变值时加固梁承受的疲劳荷载次数要大于未加固梁.卸载回零时，加固梁此时的应变主要是残余应变，在此荷载作用下，主要由钢筋承受拉力，碳纤维板还没有参与受拉.随着荷载的增大，底部混凝土开裂，梁体发生较大变形，碳纤维板承受的拉力越来越大，在2×106次疲劳加载后荷载为120 kN时，CFRP板跨中最大应变达到1.599×10－3.图5 荷载-材料应变曲线2.4 梁底混凝土应变在若干万次疲劳荷载作用后，混凝土应变呈线性分布，即混凝土梁开裂后虽然经多次重复荷载作用，截面平均应变仍符合平截面假定.施工沥青高温作用后，已加固CFRP板试验梁的混凝土应变有所减小，经过施工沥青层高温作用后CFRP板仍可极大地改善受压区混凝土的压力，这对于以混凝土受压破坏的混凝土结构来说有着很大的意义［9］.2.5 CFRP 应变在碳纤维板跨中粘贴应变片，测试不同疲劳加载次数作用后跨中CFRP板应变随荷载变化的规律，梁跨中CFRP平均应变如图5(b)所示.由图看出，加固梁的跨中CFRP应变随荷载的变化曲线接近平行，为一条直线，可见此时碳纤维板处于弹性阶段［10］.经过施工沥青层高温作用后，CFRP板应变随荷载循环次数变化的速率基本相同.这也进一步反映了经过施工沥青层高温作用后CFRP板仍旧可以保持良好的弹性性能.3 理论计算分析CFRP板通过绑定(tie)方式与混凝土板建立相互作用，横向钢筋和纵向钢筋通过嵌入(embed)方式和混凝土板建立相互作用.约束板底中间垫块的自由度U2，U3，UR1，建立铰支支座.梁端通过参考点(RP)耦合(coupling)上部加载处的垫块，分每级10 kN施加竖向荷载.整体加固计算模型如图6所示.图6 有限元加固分析模型在疲劳荷载作用下，平截面假定仍然成立，梁内钢筋和混凝土的应力远低于其屈服强度，受压区混凝土采用三角形应力分布，计算时可以忽略截面上受拉区混凝土应力.在弹性理论的基础上，假定沿胶层厚度黏结应力为常数，并考虑了钢筋混凝土梁剪切变形的影响，设水平坐标轴x的原点位于胶层中平面端点，黏结界面正应力σ(x)计算式为式中，下标符号c，p，a分别指RC梁、粘板和胶层;E，I，G和t分别为弹性模量、惯性矩、剪切模量和厚度;αs为剪切系数;b1为CFRP板长度;s为梁支座至板端的距离;q为单位梁宽上作用的换算均布荷载;αEc和αEp为抗弯刚度系数.随着疲劳荷载循环次数及受压区混凝土和受拉区钢筋应变的不断增加，加固梁挠度的上限值和下限值都在增加.静载抗弯承载力有限元、理论和试验极限承载力计算结果见表1.施工沥青高温作用后已加固CFRP板试验梁的静力极限承载能力比加固前对比梁的静力极限承载能力提高了24.6%.用解析刚度法求解施工沥青层高温作用后已加固CFRP板的试验梁的疲劳刚度，加固后疲劳刚度理论分析结果和试验结果对比见表2.可以看出，加固后疲劳刚度试验结果与理论计算结果吻合度较好.表1 静力极限承载力计算结果试验梁类型/%对比梁DB1 159.60 150.18 －5.90 154.00 －3.51弯矩试验值/(kN·m)弯矩理论值/(kN·m)理论与试验偏差/%弯矩有限元值/(kN·m)有限元与试验偏差加固梁SDB1 198.82 187.31 －5.79 192.00 －3.43表2 加固后疲劳刚度理论结果和试验结果加载次数/104 理论值84 10 1.79 1.82 30 1.75 1.79 50 1.69 1.75 100 1.63 1.71 150 1.54 1.62 200 1.46 1.53试验值1 1.83 1.4 结论1)施工沥青高温碾压作用后，已加固CFRP板试验梁的静力极限承载能力比加固前对比梁的静力极限承载能力提高24.6%，平均最大挠度减小18.7%，刚度增加23.0%.施工沥青层高温碾压作用，CFRP板已加固的试验梁强度、刚度都比未加固前有明显提高.2)经过施工沥青层高温碾压阶段后，已加固CFRP板的钢筋混凝土试验梁满足2×106次的疲劳加载而未破坏.裂缝初期数量增加较快，后期增加较慢，裂缝数量基本保持稳定.已加固CFRP板试验梁的平均最大裂缝宽度比加固前对比梁的平均最大裂缝减小15.2%，经过施工沥青层高温作用后CFRP板对梁体的抗裂性能仍有较好改善.3)在梁体受拉区粘贴CFRP板，施工过程中经过SMA高温碾压作用，梁体混凝土应变有所减小，说明经过施工沥青层高温碾压作用后CFRP板仍可极大地改善受压区混凝土的压力，提高了梁体疲劳加载后的抗弯极限承载能力.参考文献(References)［1］张磊，滕锦光，Hollaway L C，等.一种快速FRP加固钢结构的新技术［J］.土木工程学报，2008，41(10):6-14.Zhang Lei，Teng Jinguang，Hollaway L C，et al.A fast FRP strengthening technique for steel structures［J］.ChinaCivil Engineering Journal，2008，41(10):6-14.(in Chinese)［2］Mohamed Hamdy M，Masmoudi Radhouane.Flexural strength and behavior of steel and FRP-reinforced concrete-filled FRP tube beams ［J］.Engineering Structures，2010，32(11):3789-3800.［3］Zojaji A R，Kabir M Z.Analytical approach for predicting full torsional behavior of reinforced concrete beams strengthened with FRP materials ［J］.Scientia Iranica，2012，19(1):51-63.［4］Täljsten B，Hansen C S，Schmidt J W.Strengthening of old metallic structures in fatigue with prestressed and non-prestressed CFRP laminates ［J］.Construction and Building Materials，2009，23(4):1665-1677.［5］Benachour A，Benyoucef S，Tounsi A，et al.Interfacial stress analysis of steel beams reinforced with bonded prestressed FRP plate［J］.Engineering Structures，2008，30(11):3305-3315.［6］Kim Y J，Wight R G，Green M F.Flexural strengthening of RC beams with prestressed CFRP sheets:development of nonmetallic anchor systems ［J］.Journal of Composites for Construction，2008，12(1):35-43.［7］彭晖，尚守平，张建仁，等.预应力碳纤维板加固受弯构件的疲劳性能研究［J］.土木工程学报，2009，42(8):42-49.Peng Hui，Shang Shouping，Zhang Jianren，et al.Fatigue behavior of reinforced concrete beams strengthened with prestressed carbon fiber reinforced polymer plates ［J］.China Civil Engineering Journal，2009，42(8):42-49.(in Chinese) ［8］邓宗才，李凯.预应力与非预应力AFRP加固腐蚀钢筋混凝土梁疲劳性能研究［J］.土木工程学报，2009，42(9):54-59.Deng Zongcai，Li Kai.Experimental study on fatigue performance corroded reinforced concrete beams strengthened with prestressed AFRP sheets［J］.China Civil Engineering Journal，2009，42(9):54-59.(in Chinese)［9］高皖扬，陆洲导，余江滔.高温下FRP加固钢筋混凝土板非线性分析［J］.哈尔滨工业大学学报，2010，42(8):1311-1316.Gao Wanyang，Lu Zhoudao，Yu Jiangtao.Nonlinear analysis of FRP-strengthened reinforced concrete slabs under fire［J］.Journal of Harbin Institute of Technology，2010，42(8):1311-1316.(in Chinese)［10］Xie J H，Huang P Y，Deng J，et al.Fatigue behavior of RC beams strengthened with prestressed carbon fiber laminates［C］//Advances in Heterogeneous Material Mechanics.Huangshan，China，2008:1229-1233.。
基于环氧沥青混凝土的钢桥面铺装工程施工技术研究
摘要 ： 该文以成 自泸赤高速公路黄舣长江大桥 钢桥 面铺装施 工为背景， 分析了环氧沥青混 凝土施 工的方法， 工艺流程和技 术要点 ， 并提 出了 每
一
个 施 工环 节的技 术 标 准和 施 工要 求 ， 消除 钢 桥 面铺 装 工 程 的质 量 通 病 ， 从 而保 证 施 工 进 度 和 质 量。
锈＋ 环 氧 富 锌漆 ， 厚６ ０ ～８ ０ ｍ， 一次 喷 洒
成型 。
以 起 到 防风 作 用 ， 保 喷 涂 环 氧 富锌 漆 防 腐 层上 面 进 行 铺 装 防 水 方位 用 挡 板 进 行 遮 挡 ， 并 在 两层 环 氧 沥 青 混 凝 土 之 间 铺 证 洒 布 量 ， 防止 污 染 环境 。 每 一 幅 的 喷 洒 方 第 二 部 分 桥 面铺 装 工 程 ： 环 氧沥 青 防 粘 结层 ， 虽然 所 在 的层面 不 同 ， 但是 材 料 向， 尽 可能 考虑 风 向， 不 得逆 风作 业 。 水 粘 结 层＋ ２ ５ ｍｍ环氧 沥 青 混 凝 土（ 下 层） ＋ 装粘结层。 环 氧 沥 青 粘结 层 ＋３ ０ ｉ ｎｍ环 氧 沥 青 混 凝 土 （ 上 层） 。 组 分 相 同 ，施 工 工 艺 相 同 。所 需 原材 料 经 喷洒区边 缘应保持横平竖 直 ， 喷 洒 粘
关键 词 ： 环氧 沥青混凝 土施 工 钢桥面 注意事项 中图分类号 ： Ｔ Ｈ ８ １ ４ 文献标识码 ： Ａ
文（ ｃ ） 一 ０ ０ ２ ９ —０ ２
１ 工程 概 况
四 川 成 自泸 赤 高 速 公 路 黄 舣 长 江 大 桥 为 双 塔 双 索 面 钢 箱 梁 斜 拉 桥 。主 桥 起
点桩 号 Ｋ２５ ４＋８ ０ ５ ， 终 点 桩 号 Ｋ２ ５ ５ ＋７ ５ ８， 全长９ ５ ３ ｍ 。引 桥 长 ２ ７ ０ ｍ ，全 桥 共
环氧沥青钢桥面抗冰冻防滑技术的初步研究
环氧沥青钢桥面抗冰冻防滑技术的初步研究发布时间：2021-11-01T04:05:50.790Z 来源：《新型城镇化》2021年20期作者：孙纭[导读] 施工工艺及验评指标进行系统研究，对解决崇启大桥桥面防冰冻难题提供了重要技术参考。
南通路桥工程有限公司江苏南通226001摘要：环氧沥青混凝土表面致密，构造深度小，特别是钢箱梁传温速度快，钢箱梁表面冬季更容易结冰，影响行车的安全性，本文针对钢桥面环氧沥青铺装进行了高性能树脂碎石抗冰冻防滑技术的探索性研究，并对其结构与材料组成设计、施工工艺及验评指标进行系统的比对试验和验证工作，旨在对环氧沥青钢桥桥面防冰冻难题提供技术参考。
关键词：环氧沥青钢桥抗冰冻防滑技术研究1、前言采用氯化钠盐类融雪剂等被动型溶雪技术虽然具有很好的除冰雪效果，但同样容易造成桥面钢板、护栏以及等钢构件快速锈蚀；而通过加铺掺加了橡胶、或者盐化物等材料的混凝土铺装技术，则会受到桥面恒载要求的局限，传统沥青路面融冰雪技术很难直接套用于钢桥面铺装。
近年来，笔者针对钢桥面环氧沥青铺装研发了高性能树脂碎石抗冰冻防滑技术，并对结构与材料组成设计、施工工艺及验评指标进行系统研究，对解决崇启大桥桥面防冰冻难题提供了重要技术参考。
2、结构设计要求2.1.封层质量要轻，厚度要薄，不能过大的提高钢桥结构恒载。
2.2.具有良好抗冰冻效果，通过表面裸露的高强碎石使得桥面薄冰在荷载条件下产生多个均匀分散的应力集中点，而不致结冰。
2.3.具有较高的构造深度和抗滑系数，不易形成水膜导致水漂，从而提高行车安全性。
2.4.同时兼有较好的预防性养护效果，可以渗透并封闭环氧沥青铺装微细裂纹与空隙，恢复铺装层结构强度，延长使用寿命，推迟大中修。
2.5.拥有优秀的粘结强度，有一定的强度和形变能力，施工后与环氧沥青铺装形成一个整体，且不易起皮，能够很好地协同钢板变形。
本人通过选取大量材料进行对比试验后，最终决定采用高渗透性环氧树脂封层+高耐候性的环氧树脂碎石封层的方案作为某大桥钢桥面环氧沥青铺装抗冰冻防滑路面技术方案。
钢桥面环氧沥青混凝土铺装特殊技术研究的开题报告
钢桥面环氧沥青混凝土铺装特殊技术研究的开题报告标题：钢桥面环氧沥青混凝土铺装特殊技术研究研究背景：随着交通运输事业的快速发展，钢桥已成为现代交通建设的重要组成部分，而钢桥面铺装技术则是保证钢桥使用寿命和安全性的重要环节。
通常钢桥面采用混凝土铺装，但传统混凝土铺装存在施工难度大、施工周期长、施工安全难保等问题。
为了解决这些问题，近年来出现了钢桥面环氧沥青混凝土铺装技术，该技术不仅施工简单，而且具有施工速度快、施工质量高、使用寿命长等优点。
因此，这一技术已成为当前钢桥面铺装的主流技术。
研究内容：本研究将针对钢桥面环氧沥青混凝土铺装技术进行深入研究，主要研究内容包括：1. 环氧沥青混凝土铺装技术原理分析。
2. 钢桥面环氧沥青混凝土铺装施工工艺探究。
3. 钢桥面环氧沥青混凝土铺装施工质量控制方法研究。
4. 钢桥面环氧沥青混凝土铺装后期养护与维护技术研究。
研究目的：本研究旨在探究钢桥面环氧沥青混凝土铺装技术的施工工艺、质量控制、养护等方面的问题，为钢桥面铺装技术提供参考。
同时，本研究也旨在推广钢桥面环氧沥青混凝土铺装技术，提高我国钢桥面铺装的施工效率和质量水平，为我国交通事业的发展做出贡献。
研究方法：本研究将采用文献资料法、实地考察法、实验研究法等多种研究方法，对钢桥面环氧沥青混凝土铺装技术进行全面、深入的研究和探究。
预期成果：本研究预期取得的成果包括：1. 针对钢桥面环氧沥青混凝土铺装技术的施工技术方案。
2. 钢桥面环氧沥青混凝土铺装施工质量控制标准。
3. 钢桥面环氧沥青混凝土铺装后期养护与维护技术方案。
4. 发表相关学术论文和技术报告，推广钢桥面环氧沥青混凝土铺装技术。
参考文献：[1] 吴启军. 桥梁钢结构及钢桥面[M]. 北京：中国建筑工业出版社, 2009.[2] 杨昌明, 刘东洋. 环氧沥青混凝土铺装技术在钢桥面铺装中的应用[J]. 交通标准化, 2015, 10(10): 84-86.[3] 刘丽娜. 环氧沥青混凝土铺装在桥梁工程中的应用及发展前景[J]. 沈阳建筑大学学报（自然科学版）, 2018, 34(1): 16-19.[4] Gao Z, Liu L, Lu X, et al. Application of epoxy asphalt concrete in steel bridge pavement[J]. International Journal of Pavement Research and Technology, 2017, 10(4): 356-362.。
钢桥面铺装防水粘结材料性能评价方法与力学作用分析
钢桥面铺装防水粘结材料性能评价方法与力学作用分析李灏（中冶南方工程技术有限公司，武汉 430223）摘要：总结了防水粘结材料在钢桥面铺装中的作用，阐述了钢桥面铺装防水粘结材料常用的试验方法，介绍了钢桥面铺装防水材料的力学作用，为钢桥面铺装结构和材料的设计与施工提供了技术指导。
关键词：防水粘结材料；桥面铺装；钢桥面；性能评价Methods for Performance evaluation and Mechanical Function Analysisof Adhesive Membranes in Surfacing Overlay on Steel Bridge DecksLI Hao（WISDRI Engineering & Reasearch Incorporation Limited, Wuhan 430223, China) Abstract:This paper summaries the functions of adhesive membranes in surfacing overlays on steel bridge deck. The commonly used test methods were introduced for performance evaluation. The mechanical contribution of adhesive membrane to promote the composite actions was also studied. The paper provides a guideline for the structural design and construction for surfacing overlay.Key words:adhesive membranes;surfacing overlay;steel bridge deck;performance evaluation收稿日期：2012?02?17.作者简介：李灏（1972?），高级工程师.E?mail:18249@防水体系设置于钢板与铺装层之间，具有承上启下的作用，其设置是确保钢桥面铺装结构耐久性的重大措施之一。
钢桥面铺装材料疲劳性能研究
钢桥面铺装材料疲劳性能研究钢桥面铺装材料疲劳性能研究第32卷, 第4期2021年8月公路工程Vol . 32, No . 4Aug. , 2021钢桥面铺装材料疲劳性能研究黄文通, 虞将苗, 张肖宁(华南理工大学道路工程研究所, 广东广州510641)[摘要]针对钢桥面铺装层容易出现疲劳开裂与车辙破坏的特点, 提出采用4种有代表性的铺装层沥青混合料, 通过应变控制模式下的四点弯曲疲劳试验方法, 高温稳定性。
通过多个应变水平下的疲劳试验, 、滞后角的关系, 程。
不同的铺装层材料很难建立相同的疲劳预测模型, 。
[关键词]钢桥面铺装; 四点弯曲; 劲度模量; [中图分类号]U 443. 33[]A ]1002—1205(2021) 04—0037—03Pave ment Fati gue Perfor manceHUANG W en tong, Y U J i a ngm i a o, ZHANG X i a on i n g(Road Engineering I nstitute, South China University of Technol ogy, Guangzhou, Guangdong 510641, China )[Abstract]Based on the p r operties of easily appearing fatigue crack and rut failure of the steel bridge paving, f our rep resentative pave ment as phalt m ixes which have been studied on fatigue characteris 2tic have been put f or ward t o i m p r ove the resistances of steel deck pave ment against fatigue crack and high 2te mperature stability thr ough 42point bendingfatigue testing method of strain contr olling mode . The relati ons of as phalt m ixes stiffness modulus with modified as phalt quality, stiffness modulus with fatigue life, stiffness modulus with hysteresis angle are analyzed thr ough fatigue ex peri m ent of several strains lev 2el . W e have verified the relati on of fatigue life with cu mulative hysteresis l oop area is linear in double l ogarith m coordinates, obtaining fatigue curve and fatigue equati on of different modified as phalt m ixtures . It is difficult t o establish the sa me fatigue f orecast model of different steel deck pavement . W e can obtain the m ixtures perf or mance of durable anti 2fatigue only according t o the fatigue experi m ents .[Key words]Steel deck pave ment; 42point bending; Stiffness modulus; Fatigue life 大跨径桥梁的桥面刚度相对较小而变形相对较大, 钢桥面铺装层在交通荷载、风载、气候条件及温度变化等因素影响下的受力和变形复杂, 对其强度、柔韧性、高温稳定性和疲劳耐久性均有更高的要求。
基于环氢沥青混凝土的钢桥面铺装工程施工技术研究
基于环氢沥青混凝土的钢桥面铺装工程施工技术研究摘要：该文以成自泸赤高速公路黄舣长江大桥钢桥面铺装施工为背景，分析了环氧沥青混凝土施工的方法、工艺流程和技术要点，并提出了每一个施工环节的技术标准和施工要求，消除钢桥面铺装工程的质量通病，从而保证施工进度和质量。
关键词：环氧沥青混凝土施工；钢桥面；注意事项1 工程概况四川成自泸赤高速公路黄舣长江大桥为双塔双索面钢箱梁斜拉桥。
主桥起点桩号K254+805，终点桩号K255+758，全长953m。
引桥长270m，全桥共长1223m。
其中钢箱梁起讫桩号为K254+957～255+453，长496m。
钢桥面行车道铺装采用双层环氧沥青混凝土，上层厚度25mm，下层30mm；人行道铺装采用30mm厚砂粒式沥青砼；中央分隔带铺装采用55mm厚砂粒式沥青混凝土。
桥面设计横坡为2%。
2 环氧沥青混凝土的钢桥面铺装工程结构组成本工程主要施工项目分三部分，每部分的结构组成如下：第一部分防腐涂装工程结构：抛丸除锈+环氧富锌漆，厚60-80μm，一次喷洒成型。
第二部分桥面铺装工程：环氧沥青防水粘结层+25mm环氧沥青混凝土(下层)+环氧沥青粘结层+30mm环氧沥青混凝土(上层)。
第三部分砂粒式沥青混凝土铺装工程：环氧沥青防水粘结层+中央分隔带砂粒式沥青混凝土，厚度55mm；环氧沥青防水粘结层+人行道砂粒式沥青混凝土，厚度30mm，。
3 环氧沥青混凝土的钢桥面铺装工程施工工艺3.1 防腐涂装防腐涂装施工技术，是先从备齐人机料，清理清洗桥面开始。
首先清理桥面杂物，待桥面钢板干燥后，用电动打磨机将钢板表面有凸出的施工焊瘤、焊疤等残留在钢板上的焊接物逐个打磨清除掉，锋利的边角必须处理到半径2mm以上的圆角。
打磨过程中，不要过多的侵蚀桥面钢板，打磨后的钢板应保证表面的平整、洁净。
钢桥面板表面的油、油脂、盐分及其他脏物可用清洁剂或溶剂清洗。
用高压清水清洁，直至无油污、尘垢为止。
其次是桥面抛丸除锈，除锈施工前，首先确认施工的环境满足施工要求后，检查施工设备是否完好，施工作业面是否需要再次清理(如有油污或者杂物)，检查磨料等是否符合要求，待所有施工条件满足后，方可施工。
钢桥面环氧沥青铺装技术说明1
钢桥面环氧沥青铺装技术说明东南大学南京朝科路桥工程技术有限公司目录1.桥面沥青铺装设计要求 (1)2.钢桥面铺装及材料 (1)2.1钢桥面铺装结构设计 (1)2.2钢桥面防排水设计 (2)2.3铺装材料、混合料组成及性能要求 (2)2.3.1环氧富锌底漆 (2)2.3.2环氧沥青防水粘结层 (3)2.3.3环氧沥青混凝土铺装层 (3)3.钢桥面铺装施工实施要求 (7)3.1抛丸除锈 (7)3.2环氧富锌桥面油漆涂装检测指标 (8)3.3多组分环氧沥青防水粘结层施工 (8)3.4多组分环氧沥青混凝土施工与施工质量的控制 (8)3.4.1施工工艺流程 (9)3.4.2混合料设计 (9)3.4.3施工质量控制要点 (10)3.4.4质量检测 (12)4.施工质量检测及验收标准 (12)1.桥面沥青铺装设计要求（1）沥青铺装层要求具有良好的抗车辙性能沥青铺装在夏季高温条件和车辆荷载综合作用下，容易产生车辙病害，因此，良好的高温稳定性是沥青铺装的一般要求。
（2）沥青铺装层要求具有良好的抗疲劳开裂性能交通荷载作用下，桥面铺装层要随同钢板变形而产生反复的挠曲变形，特别是在钢板U 形加劲肋顶部对应的铺装表面将产生反复弯曲应力（应变）而开裂。
因此，铺装设计要重点考虑沥青铺装层的抗疲劳开裂性能。
（3）沥青铺装层与钢板之间应具有良好的层间结合能力交通荷载作用下，桥面铺装层与钢板要同步变形；气候环境作用下，沥青铺装结构层以及钢板要产生不同的温缩变形，这使得各结构层（包括钢板）之间产生较大的弯拉应力和剪切应力，并导致层间脱离，引起铺装层破坏。
因此，要求沥青铺装层与钢板之间必须具有良好的层间结合力。
（4）沥青铺装层对桥面板等钢结构应具有良好的保护作用桥位所在区域雨量充沛，气候潮湿，水分易导致钢板锈蚀，降低铺装结构层的耐久性和桥梁钢结构的使用寿命。
因此，在铺装设计中，还要重点考虑铺装结构体系对钢板的保护作用和防腐作用。
（5）沥青铺装具有良好的抗滑性能桥位所在区域常年雨量充沛，在这种气候条件下，桥面湿滑，面层抗滑性能降低，存在很大的交通隐患，钢桥面铺装设计应考虑其良好的抗滑性能，以确保交通安全。
基于热点应力的钢桥面典型构造细节疲劳分析
基于热点应力的钢桥面典型构造细节疲劳分析
叶九发;翁怡军;张宇;衡俊霖
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2022(22)18
【摘要】正交异性钢桥面具有轻质、高性能、施工便捷等应用优势,但其构造复杂且多采用焊接工艺,在反复交变车辆轮载作用下疲劳开裂问题突出。
其中,顶板与纵肋连接焊缝(简称顶板-纵肋焊缝)和纵肋与橫肋连接焊缝(简称纵肋-橫肋焊缝)是两类最突出和最具代表性的构造细节。
采用名义应力法和三种常用热点应力法,在充分考虑交通量对荷载修正的基础上,对上述两类钢桥面典型构造细节开展了精细化有限元分析,确定疲劳应力幅,并进行疲劳检算。
通过分析和对比各疲劳评价方法,提出适用于各类构造细节的计算方法。
分析结果表明,分析顶板-纵肋构造细节和纵肋-橫肋焊趾截止处纵肋腹板竖向开裂推荐采用表面线性外推方法(linear surface extropolation,LSE)方法,分析纵肋-橫肋焊趾截止处纵肋腹板横向开裂推荐采用Dong方法。
研究结果可为正交异性钢桥面的评估、设计和应用提供参考。
【总页数】8页(P8079-8086)
【作者】叶九发;翁怡军;张宇;衡俊霖
【作者单位】中铁二院工程集团有限责任公司;深圳大学土木与交通工程学院【正文语种】中文
【中图分类】U442.5
【相关文献】
1.钢箱梁桥面板构造对焊缝疲劳热点应力的影响
2.正交异性钢桥面板典型疲劳细节变形与裂纹尖端应力分析
3.纵隔板对钢桥面板构造细节疲劳应力的影响
4.基于ANSYS的钢桥面板横隔板处纵肋与顶板焊接细节疲劳应力分析
5.基于热点应力法的钢桥面板纵肋双面焊疲劳性能分析
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针对 桥 面 铺 装 环 氧 沥 青 混 凝 土 的 疲 劳 性 能， Youtcheff 等［3］采用 ALF 和间接拉伸强度来评价环氧沥 青混凝土的疲劳性能， 刘振清等
［4 ］
采用损伤力学原理
［5 ］
和方法， 从力学近似法角度分析了单纯的沥青混合料 铺装层矩形截面梁疲劳损伤特性； 黄文通等 采用四
Abstract：
Some shortco and methods for fatigue cracking of a steel bridge deck
pavement's epoxy asphalt concrete were analyzed． Based on the fracture mechanics and the energy method principle， impact toughness was taken as an epoxy asphalt concrete mix design evaluation index，and the feasibility of this index was verified with testing． The residual stiffness modulus ratio was adopted to reflect the epoxy asphalt concrete fatigue performances． The relationship between impact toughness and residual stiffness modulus ratio was established． The results showed that there is a good linear correlation between impact toughness and fatigue performances； the impact toughness index can be used to evaluate the epoxy asphalt concrete mix design and its fatigue performances effectively； the proposed method is simple，fast and correct，it provides a new idea for the epoxy asphalt concrete design theory and method． Key words： epoxy asphalt concrete； fatigue cracking； fracture mechanics； impact toughness； mix design； residual stiffness modulus ratio 环氧沥青混凝土由于其强度高、 耐腐蚀性好、 耐疲 劳性能好、 具有优良的水稳定性能等优点， 在国内外多 座大跨径的钢桥面铺装中得到应用
提出以冲击韧性作为环氧沥青混凝土配合比设计的评价指标 ， 通过试验验证了该指标的可行 学和能量法原理的基础上 ， 并建立起冲击韧性和剩余劲度模量比之间的关系 。研究结 性； 采用剩余劲度模量比来反映环氧沥青混凝土的疲劳性能 ， 果表明， 冲击韧性和疲劳性能之间有良好的线性相关性 ， 采用冲击韧性指标能够有效地评价环氧沥青混凝土的配合比设 该方法操作简单、 快捷、 准确， 为环氧沥青混凝土的设计理论和方法提供一种新的思路 。 计和疲劳性能， 关键词： 环氧沥青混凝土； 疲劳开裂； 断裂力学； 冲击韧性； 配合比设计； 剩余劲度模量比 中图分类号： U416 文献标识码： A
第 23 期
张顺先等： 基于冲击韧性的钢桥面铺装环氧沥青混凝土疲劳性能设计研究
3
表不同试件。 因此， 材料发生断裂时伴随着能量的损 耗， 能量值可以用荷载 － 位移图所包围的面积来计算， 试验荷载 － 位移曲线下所包围的面积越大， 断裂韧度 J IC 越大， 材料抵抗破坏的能力越强。
（ 3 ） 冲击韧性试验拟采用在 MTS 试验机上进行， 该试验机的加载速率可以根据需要进行选择， 本次试 验加载拟采用的加载速率为 500 mm / min。
S
式中： Π 为单位厚度应变能或变形功； W 为单位能密度 或变形功密度； S 为试件面积； C1 为给定荷载的边界； Ti ， u i 为应力矢量与位移矢量。 J 积分与变形功、 实际上， 边界荷载或应力矢量、 位 移矢量的关系也可表示为 J =－
［9 ］
：
dU + da
∫t
ct
i
du i dS da
（ 3）
其中： C 为试件的边界范围周长。 在断裂冲击试验中， 施加一集中荷载 P ， 令加载点 u2 = δ 。则： 位移 u i = 0 ， du i Pdδ dS = da da dU Pdδ + da da
δ
∫t
c1
i
1
基于断裂力学与能量法的理论基础
当材料承受外界荷载作用时， 材料内部本身就会
振 第 32 卷第 23 期
动
与
冲
击 Vol． 32 No． 23 2013
JOUＲNAL OF VIBＲATION AND SHOCK
基于冲击韧性的钢桥面铺装环氧沥青混凝土疲劳性能设计研究
1， 3 1 张顺先 ，张肖宁 ，徐 1 伟 ，蔡 1 2 旭 ，郝增恒 ，万
3
基于冲击韧性的环氧沥青混凝土配合比设 计评价
基金项目： 国家自然科学基金重点资助项目（ 51038004 ） ； 国家重大科技支 撑计划项目（ 2011BAG07B03 ） ； 中国博士后科学基金（ 20110490092 ） 收稿日期： 2012 － 07 － 24 修改稿收到日期： 2012 － 10 － 14 1984 年生 第一作者 张顺先 男 ， 博士，
0 0 δ
δ
J =
∫(
p 0
δ d p － a p
)
这样， 宏观荷载位移曲线就与 J 积分联系起来， 在 弹塑性体中， 试件在外加荷载的作用下， 产生变形后， J 积分可以定量 就会在裂纹处产生一定的应力应变场 ， 地表现这个场的强度。 Bagley 和 Landes 依据大量试验， 认为 J 积分作为 衡量裂纹开裂的参量是适宜的， 从而建立了 J 积分准 则： 当围绕裂纹尖端的 J 积分达到临界值 J C （ 平面应 力） 或 J IC （ 平面应变 ） 时， 裂纹开始扩展。 J C 或 J IC 被成 为 J 积分断裂韧度， 代表材料的抗裂性能， 由于韧度 J IC 可以用势能公式表达出来， 沥青混合料的 J 积分断裂 韧度可以根据下面公式获得 J IC =
（ 1． College of Civil Engineering and Transportation，South China University of Technology，Guangzhou 510640 ，China； 2． Chongqing Communications Ｒesearch ＆Design Institute Co． ，Ltd． ，China Merchants，Chongqing 400067 ，China； 3． Henan Zhongyuan Expressway Co． ，LTD，Zhengzhou 451400 ，China）
［6 ］
点弯曲疲劳试验， 以剩余劲度模量为控制目标， 得出了 疲劳寿命与剩余劲度模量之间的关系； 陈春红等 凝土裂纹扩展阶段的疲劳演化规律； 庞渊
［7 ］
引
入裂纹尖端位移 CTOD 参数研究了钢桥面环氧沥青混 采用小梁
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振 动 与 冲 击
2013 年第 32 卷
三点应变控制方式对环氧沥青混凝土的疲劳性能进行 了研究， 并分析影响疲劳性能的各种因素 。 纵观已有的相关研究成果可发现， 现阶段环氧沥 青混合料疲劳性能的设计理论还不够完善， 研究手段 有待进一步改进； 有些研究成果只停留在理论假设上， 设计出的沥青混合料疲劳性能不是很理想， 与工程实 际应用有一定得差别。 另外， 现阶段环氧沥青混合料 主要通过马歇尔试验来进行各组分体积 配合比设计， 组成比例设计， 然后通过相关疲劳试验， 研究其疲劳性 能， 采用此种方法设计的环氧沥青混合料并没有把疲 劳性能设计纳入配合比设计之中， 而在实际使用过程 当中环氧沥青混凝土主要表现为疲劳破坏， 因此现有 的设计理论与实际使用情况之间有较大的差别 。 本文在断裂力学和能量法原理的基础上， 提出以 冲击韧性作为评价环氧沥青混凝土配合比设计和疲劳 性能的一个重要指标， 分析不同沥青含量和不同试验 温度对冲击韧性的影响； 以混合料剩余劲度模量比来 反映疲劳寿命的大小， 并研究冲击韧性和疲劳寿命之 间的关系。
［10 ］
式中： W 为板的应变能密度； T 为作用在积分回路 Г 弧 元 ds 上的外力矢量； U 为回路 Г 上的位移矢量。
→
：
图1
J 积分示意图
(U b
1
－
1
U2 1 b2 a2 － a1
)
Fig． 1 Schematic figure of the Jintegral
式中： U 为荷载功 （ N · mm ） ； 荷载 － 位移曲线下的面 2代 下标 1 、 积； b 为试件厚度（ mm） ； α 裂纹长度（ mm） ，
［1 ］
荷载的重复作用下就会不断演化发展， 最终形成宏观 疲劳裂 缝， 如果疲劳裂缝进一步发展就会产生疲劳 破坏
［2 ］
。 但随着使用年
。
限的增加和繁重的交通负荷作用， 环氧沥青混凝土桥 面铺装出现了很多病害， 其中最主要的病害是疲劳裂 主要是由于环氧沥青混凝土是非均质 缝。究其原因， 的、 对于温度较敏感的多向性材料， 其内部有很多微孔 隙和微裂缝， 这些材料本身的原始缺陷在温度和行车
→ Γ → → ［8 ］
U ， J = － ( ) 。 根据能量守恒原 ( Π a) a