超高性能轻型组合桥面UHPC-SMA层间粘结性能研究

发布时间：2020-06-29 12:39

【摘要】：正交异性钢桥面板体系具有自重小、极限承载能力大、适用范围广等优点,被广泛运用于大跨径钢桥的建设,为综合解决正交异性钢桥面板疲劳开裂和铺装层早期破损两大难题,作者所在研究团队提出超高性能轻型组合桥面体系,将超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)铺筑于钢桥面上,表面层采用35~50mm沥青混合料。由于UHPC及沥青面层均为薄层结构,需重点关注UHPC与上面层界面粘结问题,本文针对“UHPC-SMA”层间粘结性能展开了相关研究,主要完成了以下工作:针对钢桥面铺装层间粘结性能国内外研究现状,了解影响层间力学性能的主要因素及存在问题,重点研了究6种粘结剂的UHPC-SMA层间粘结性能。开展UHPC-SMA层间粘结性能试验研究,结果表明:环氧粘层油、热熔型改性环氧树脂和环氧界面剂较高粘高弹沥青、橡胶沥青和环氧沥青表现出更佳的粘结性能;环氧沥青高温粘结性能优于高粘高弹沥青、橡胶沥青,但常温下三者无明显差别;环境温度对UHPC-SMA层间强度有较大影响,高粘高弹沥青、橡胶沥青、环氧沥青60℃抗剪强度分别比20℃时下降70.2%、65.6%、55.74%;拉拔强度下降89.4%、94.4%、89.3%;高温(60℃)环境下,环氧粘结剂具有明显优势,环氧粘层油、热熔型改性环氧树脂和环氧界面剂的抗剪强度分别达到0.95MPa、0.72MPa、1.14MPa以上,抗拉拔强度分别达到0.18MPa、0.21MPa、0.19MPa以上。热熔型改性环氧树脂粘结剂在常温和高温下均表现出优异的粘结性能,环氧树脂用量和养生龄期的试验表明,当涂刷用量达到0.7kg/m~2时,层间粘结强度达到最大值,同时满足桥面铺装要求,故采用0.7kg/m~2为最佳用量;环氧粘结剂强度受温度和养生时间影响,常温下(20℃)环氧粘结剂养生时间达到20天以上。20天时,环氧粘结剂层间抗剪强度.和拉拔强度,已达到桥面铺装要求。有限元计算结果表明,SMA按设计施工,强度满足要求,且具有足够的安全储备;在超载、紧急制动及动荷载等最不利荷载组合下,环氧粘层油、热熔型改性环氧树脂和环氧界面剂能满足20℃(常温)和60℃(高温)条件下层间粘结性能要求,并且具有足够的安全储备;而高粘高弹沥青、橡胶沥青和环氧沥青无法满足60℃(高温)层间粘结性能要求。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U443.31
【图文】：

钢桥面疲劳开裂裂缝示意图

超高性能轻型组合桥面典型铺装方案

【参考文献】

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本文编号：2733877