桥面防水铺装体系的综合评价与方案优选
发布时间：2021-10-16 14:57
随着我国交通运输业的蓬勃发展,桥梁项目的安全性和耐久性要求日益增长。受桥面铺装材料性能、温度和降水、交通荷载条件、施工条件及水平等多因素共同影响,桥面防水铺装体系易出现病害,进而缩短桥梁项目的使用寿命。而合理的方案将有效改善病害发生率,同时可控制项目的质量及费用,以实现项目效益最大化。故本文将构建评价指标体系,并对桥面防水铺装体系进行综合评价与方案优选,主要研究工作如下:（1）开展关于桥面病害的文献调查,并参考沥青混凝土路面的病害调查结果,说明桥面防水铺装体系中防水黏结层的抗剪切性能对病害发展的深远影响,故需要重点关注防水黏结层的抗剪切性能。（2）依托长沙上湾中路桥梁项目的桥面防水铺装方案,运用Abaqus软件建立有限元模型,其中,软件中关于沥青混凝土的材料参数是由其Burgers模型参数推导并转换所得,并分析车辆超载、车辆行驶状态、层间摩擦系数及温度等因素对防水黏结层的层间抗剪切性能的影响。结果表明,车辆频繁紧急制动和超载情况对层间存在较大不利影响;通过层间摩擦系数反映层间黏结效果,层间摩擦系数越大,则层间黏结效果越好,防水黏结层的层间抗剪强度也随之提高。所以,防水黏结层良好的黏结性...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
表(e)推移
湘潭大学硕士学位论文29图4.1有限元模型示意图4.1.3材料参数根据长沙市上湾中路桥面防水铺装设计方案，得到表4.1所示的有限元模型的输入参数。表4.1桥面防水铺装有限元模型的材料参数[15]部位厚度弹性模量泊松比mMPa上面层AC-160.041400/黏弹性参数0.25下面层AC-200.061200/黏弹性参数0.25防水材料0.0023000.3调平层0.08310000.15水泥混凝土桥面板0.818330000.15沥青混合料的黏弹性力学特性与温度变化息息相关。通常情况下，其弹性模量和黏性系数随温度的升高而降低。长沙地区夏季晴热高温天气为主，设置40℃，50℃，60℃三种温度，参考文献中的试验数据，得到AC-16和AC-20两种级配沥青混合料在0.7MPa下的单轴静态蠕变试验曲线，如下图4.2所示。试验在0.005MPa下预加载10分钟，瞬时施加到所要求的荷载并保持加载60分钟，最后瞬时卸载到0.005MPa并保持30分钟。
湘潭大学硕士学位论文334.1.4层间接触层间剪应力的传递满足库伦摩擦模型，如下：limlimPb（4.1）式中，lim为极限剪应力，为等效剪应力，P为法向接触压力，b为接触黏聚力，为摩擦系数[75]。层间摩擦系数在0-1之间取值，其中“0”代表完全滑动，“1”则代表连续接触[76]。由此可见，为了达到理想的抗剪切性能，使防水黏结材料的黏聚力和层间摩阻力相对最大，必须重视桥面防水黏结材料的选择、材料用量的设计，以及保证桥面板表面有适当的粗糙度。4.1.5载荷本文计算时仅考虑标准车辆的单侧单轴荷载[77]，考虑行驶过程中车辆产生的垂直荷载和水平力。垂直荷载采取BZZ-100标准轴载的后轴侧荷载，轴重为100kN，单轮轴重为25kN，轮胎接地压力为0.7MPa。换算成为长20cm，宽18cm的双矩形均布荷载，双矩形的轮间距为10cm。简化荷载示意图如图4.4所示。图4.4简化荷载尺寸示意图长安大学研究团队调查了广东省几条典型高速公路的轴载情况，并且制作出轴载谱[78]。随着超载现象的日益加剧，使得轮胎接地压力也随着轴载的增大而提高。根据团队对超载情况的分析，一般来说，计算时考虑超载车辆的轴重为240kN，轮胎接地压力0.85MPa。水平荷载由竖向荷载引起，其取值为竖向荷载与水平力系数的乘积，方向与行车方向平行。桥面结构在行车的作用下可能受到的水平力有[79]：（1）车轮滚动时轮胎变形产生的滚动摩阻力，数值很小（2）当车辆在曲线上行驶时产生的横向水平力约为0.1P
【参考文献】：
期刊论文
[1]高寒地区成品橡胶沥青混合料的低温性能及评价方法[J]. 刘占良,张琛,许金良. 长安大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]水泥稳定碎石在公路路面基层施工中的应用[J]. 侯金仲. 住宅与房地产. 2019(28)
[3]港珠澳大桥钢桥面沥青铺装结构设计[J]. 王民,方明山,张革军,李江,文峰. 桥梁建设. 2019(04)
[4]高等级公路摊铺工艺与摊铺机技术分析[J]. 温航. 中国设备工程. 2019(15)
[5]建筑防水涂料试验方法探讨[J]. 刘丽华. 建材与装饰. 2019(23)
[6]港珠澳大桥钢桥面铺装防水粘结层粘结强度试验研究[J]. 李书亮,朱定,刘攀,周家强,王民. 世界桥梁. 2019(04)
[7]沥青路面中沥青混合料层永久变形量验算问题与分析[J]. 陈新富. 广东公路交通. 2019(03)
[8]公路工程桥梁桥面铺装施工控制技术研究[J]. 李晓继. 城市建筑. 2019(11)
[9]具有单独加热沥青泵功能的高温导热油循环系统[J]. 漆建平,王磊,张强. 工程机械与维修. 2018(01)
[10]基于灰色关联理论的综合评分法优化模型研究[J]. 殷静. 科学技术创新. 2017(19)
博士论文
[1]基于粘弹性和层间接触的桥面沥青铺装层响应分析[D]. 王勋涛.长安大学 2018
[2]重载交通水泥混凝土特大桥桥面铺装受力分析及关键技术研究[D]. 臧继成.河北工业大学 2014
[3]混凝土梁桥沥青铺装结构分析与材料优化研究[D]. 李明国.长安大学 2011
硕士论文
[1]沥青混合料黏弹性力学行为的表征与预测[D]. 梁晟.湘潭大学 2019
[2]长大纵坡桥面防水技术研究[D]. 郭猛.东南大学 2018
[3]混凝土桥面沥青铺装防水粘结层特性研究[D]. 杨赫.长安大学 2018
[4]沥青混凝土桥面铺装层间粘结强度评价方法及指标研究[D]. 金思佳.华中科技大学 2017
[5]沥青混合料粘弹性模型的适用性研究[D]. 梁国彦.山东建筑大学 2016
[6]沥青混凝土桥面铺装力学分析与试验研究[D]. 杨坤.长安大学 2015
[7]水泥混凝土桥面防水粘结层性能研究及应用[D]. 郭健彬.华南理工大学 2014
[8]考虑温度效应的沥青混合料粘弹性力学模型及其应用[D]. 余志平.合肥工业大学 2013
[9]混凝土桥面沥青铺装结构设计及层间性能评价方法研究[D]. 雷宗建.长安大学 2012
[10]水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装防水粘结层的性能研究[D]. 王笃喜.重庆交通大学 2012
本文编号：3440016
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
表(e)推移
湘潭大学硕士学位论文29图4.1有限元模型示意图4.1.3材料参数根据长沙市上湾中路桥面防水铺装设计方案，得到表4.1所示的有限元模型的输入参数。表4.1桥面防水铺装有限元模型的材料参数[15]部位厚度弹性模量泊松比mMPa上面层AC-160.041400/黏弹性参数0.25下面层AC-200.061200/黏弹性参数0.25防水材料0.0023000.3调平层0.08310000.15水泥混凝土桥面板0.818330000.15沥青混合料的黏弹性力学特性与温度变化息息相关。通常情况下，其弹性模量和黏性系数随温度的升高而降低。长沙地区夏季晴热高温天气为主，设置40℃，50℃，60℃三种温度，参考文献中的试验数据，得到AC-16和AC-20两种级配沥青混合料在0.7MPa下的单轴静态蠕变试验曲线，如下图4.2所示。试验在0.005MPa下预加载10分钟，瞬时施加到所要求的荷载并保持加载60分钟，最后瞬时卸载到0.005MPa并保持30分钟。
湘潭大学硕士学位论文334.1.4层间接触层间剪应力的传递满足库伦摩擦模型，如下：limlimPb（4.1）式中，lim为极限剪应力，为等效剪应力，P为法向接触压力，b为接触黏聚力，为摩擦系数[75]。层间摩擦系数在0-1之间取值，其中“0”代表完全滑动，“1”则代表连续接触[76]。由此可见，为了达到理想的抗剪切性能，使防水黏结材料的黏聚力和层间摩阻力相对最大，必须重视桥面防水黏结材料的选择、材料用量的设计，以及保证桥面板表面有适当的粗糙度。4.1.5载荷本文计算时仅考虑标准车辆的单侧单轴荷载[77]，考虑行驶过程中车辆产生的垂直荷载和水平力。垂直荷载采取BZZ-100标准轴载的后轴侧荷载，轴重为100kN，单轮轴重为25kN，轮胎接地压力为0.7MPa。换算成为长20cm，宽18cm的双矩形均布荷载，双矩形的轮间距为10cm。简化荷载示意图如图4.4所示。图4.4简化荷载尺寸示意图长安大学研究团队调查了广东省几条典型高速公路的轴载情况，并且制作出轴载谱[78]。随着超载现象的日益加剧，使得轮胎接地压力也随着轴载的增大而提高。根据团队对超载情况的分析，一般来说，计算时考虑超载车辆的轴重为240kN，轮胎接地压力0.85MPa。水平荷载由竖向荷载引起，其取值为竖向荷载与水平力系数的乘积，方向与行车方向平行。桥面结构在行车的作用下可能受到的水平力有[79]：（1）车轮滚动时轮胎变形产生的滚动摩阻力，数值很小（2）当车辆在曲线上行驶时产生的横向水平力约为0.1P
【参考文献】：
期刊论文
[1]高寒地区成品橡胶沥青混合料的低温性能及评价方法[J]. 刘占良,张琛,许金良. 长安大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]水泥稳定碎石在公路路面基层施工中的应用[J]. 侯金仲. 住宅与房地产. 2019(28)
[3]港珠澳大桥钢桥面沥青铺装结构设计[J]. 王民,方明山,张革军,李江,文峰. 桥梁建设. 2019(04)
[4]高等级公路摊铺工艺与摊铺机技术分析[J]. 温航. 中国设备工程. 2019(15)
[5]建筑防水涂料试验方法探讨[J]. 刘丽华. 建材与装饰. 2019(23)
[6]港珠澳大桥钢桥面铺装防水粘结层粘结强度试验研究[J]. 李书亮,朱定,刘攀,周家强,王民. 世界桥梁. 2019(04)
[7]沥青路面中沥青混合料层永久变形量验算问题与分析[J]. 陈新富. 广东公路交通. 2019(03)
[8]公路工程桥梁桥面铺装施工控制技术研究[J]. 李晓继. 城市建筑. 2019(11)
[9]具有单独加热沥青泵功能的高温导热油循环系统[J]. 漆建平,王磊,张强. 工程机械与维修. 2018(01)
[10]基于灰色关联理论的综合评分法优化模型研究[J]. 殷静. 科学技术创新. 2017(19)
博士论文
[1]基于粘弹性和层间接触的桥面沥青铺装层响应分析[D]. 王勋涛.长安大学 2018
[2]重载交通水泥混凝土特大桥桥面铺装受力分析及关键技术研究[D]. 臧继成.河北工业大学 2014
[3]混凝土梁桥沥青铺装结构分析与材料优化研究[D]. 李明国.长安大学 2011
硕士论文
[1]沥青混合料黏弹性力学行为的表征与预测[D]. 梁晟.湘潭大学 2019
[2]长大纵坡桥面防水技术研究[D]. 郭猛.东南大学 2018
[3]混凝土桥面沥青铺装防水粘结层特性研究[D]. 杨赫.长安大学 2018
[4]沥青混凝土桥面铺装层间粘结强度评价方法及指标研究[D]. 金思佳.华中科技大学 2017
[5]沥青混合料粘弹性模型的适用性研究[D]. 梁国彦.山东建筑大学 2016
[6]沥青混凝土桥面铺装力学分析与试验研究[D]. 杨坤.长安大学 2015
[7]水泥混凝土桥面防水粘结层性能研究及应用[D]. 郭健彬.华南理工大学 2014
[8]考虑温度效应的沥青混合料粘弹性力学模型及其应用[D]. 余志平.合肥工业大学 2013
[9]混凝土桥面沥青铺装结构设计及层间性能评价方法研究[D]. 雷宗建.长安大学 2012
[10]水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装防水粘结层的性能研究[D]. 王笃喜.重庆交通大学 2012
本文编号：3440016
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/xiangmuguanli/3440016.html
