高强高渗透桥面防水材料的制备与性能研究

发布时间：2020-09-21 08:50

　　 防水粘结层是桥面铺装结构的重要组成部分,大量研究表明,防水粘结层的设置对保障水泥混凝土桥面质量安全至关重要。我国大量桥面铺装的早期破坏与防水粘结层材料的选择和结构的设计密切相关,究其原因是由于我国对防水粘结层的理论研究和施工技术研究不够深入全面,解决这一问题的重要手段就是对材料进行更加深入的研究并从力学角度对其进行全面分析,这对完善桥面防水粘结层的铺装技术意义重大。本文采用ABAQUS有限元分析软件,对南道高速电站二号桥实体工程进行移动荷载下的数值模拟计算,得到防水粘结层中轮迹带中点的最大剪应力随时间的变化规律,并以此最大剪应力作为室内材料性能试验研究的控制性指标;同时改变各结构层的计算参数以求得各应力随时间分布变化规律,结果表明:车辆实际运行中,防水层最大剪应力受超载、刹车以及纵坡坡度影响显著;防水粘结层最大剪应力与沥青层厚度及车速等因素呈负相关,沥青铺装层越厚车速越快防水层中剪应力越小;沥青层模量的变化对防水层中最大剪应力的影响不明显;车辆实际运行中,防水层中最大剪应力出现在车轮正下方。并通过对超载、刹车以及纵坡坡度三种不利因素的组合情况进行计算分析,提出了两种指标作为检测防水材料性能的依据。首先对防水粘结层材料的配方制备进行了研究,利用相似相容原理等高分子理论制备了一系列防水粘结材料,分析对比了这些材料的制备工艺即热熔法与常温法,并且对它们的低温柔韧性、耐热性、不透水性以及附着强度等性能进行比较,结果表明;常温法制备该材料安全简单、无污染,适合大规模工业生产;配方A5的附着力明显优于其他几种材料,并且低温柔韧性、不透水性等指标符合规范要求。通过比选最终选择了综合性能最优的A5作为高强高渗透桥面防水材料的最佳配方。其次,通过剪切试验、拉拔试验以及抗刺破性试验对高强高渗透A5型防水粘结材料、SBS改性乳化沥青和SBS改性沥青的抗剪性能,拉拔性能以及抗施工损伤性能进行了系统的对比研究,确定了各材料抗剪强度和拉拔强度随用量变化的关系,通过拟合分析确定了最佳用量,并在最佳用量下进一步分析了温度、界面处理方式、冻融等因素对抗剪强度以及拉拔强度的影响。试验结果表明:A5型防水粘结材料常温下抗剪强度以及拉拔强度均远远优于其他两种材料,且冻融后抗剪强度和拉拔下降幅度较小,残留强度最高;适当增加桥面板的构造深度有利于抗剪强度和拉拔强度的提升;三种材料均有不错的抗施工损伤性能相当,均满足使用要求。最后,在大量室内试验研究的基础上,结合南道高速电站二号桥实体工程,对高强高渗透桥面防水材料的施工技术进行了研究,完善了施工工艺并提出了相应的施工质量控制标准。
【学位单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U443.33
【部分图文】：

0.22MP200果[5板”量相见表结构沥青水粘分析中采2 cm×0.16a[50]，水平查阅相关04）、《公51,52,53]，选”的结构，相对极少，表 2.1 所示。构层青层粘结层采用双轮荷载6cm。荷载平荷载随水平关资料，根据公路沥青路面取铺装结构考虑到摊铺故其阻尼系。厚度/cm100.05图载，双轮中载采用标准平系数变化据实体工程面设计规范构为：“沥铺后防水粘系数与沥青表 2模量/MPa10002002-2 模型网格中心间距为准轴载 BZ化而变化。程以及《公路范》（JTG沥青混凝土面粘结层与沥青层取值相2.1 各结构层泊松比0.30.3格图32 cm，车ZZ-100，竖路桥涵设计D50—200面层+防水青混凝土层同。有限元参数阻尼矩00车轮荷载作竖直均布压计通用规范6）以及其粘结层+水层融合在一元分析各结阵系数 α0.40.4作用面积简化压力为大小范》（JTG D其他相关研究水泥混凝土桥一起，而且其结构层计算参阻尼矩阵系0.0050.005化为0.7D60-究成桥面其用参数系数 β55

（a）中可以图

变化此外剪应水层2.3铺装层是10cm载移防水和表从图 2-5化趋势与超外，不同沥应力-时间曲层剪应力几.3 移动荷弗吉尼亚装层的静态是 5cm-7cmm、14cm 和移动的变化水层厚度 0表 2.2 所示。图可以看出，超载作用下剪沥青层模量在曲线基本重合几乎没有影响荷载下沥青亚理工学院和态和动态应力m[57]。为了18cm 的沥化规律。除沥.05cm，超载。2-5 不同模量不同沥青剪应力随时在同一时刻合，这表明响。青层厚度对和州立大学力，仿真结研究沥青厚沥青层厚度沥青层厚度载 0%，车量下剪应力随青层模量下时间变化趋势刻（0.04s-0明沥青层模对防水层剪学王林萍通过结果表明上面厚度对防水度作为研究度不同外，其车速 30m/s，随时间变化规A 点防水层势相同，且0.06s）所对量在 800M剪应力的影过有限元软面层路面的水层剪应力的对象，分析其余参数为水平力系规律层剪应力随且同样在 A对应的剪应MPa-1400MP影响软件 ANSY的厚度是 3.5的影响，分析 A 点防水为：沥青层模数 0。分析随移动荷载作点取得最大应力变化不大Pa 变化时对YS 研究了桥5cm-4.5cm，分别选取 6c水层剪应力随模量 1000M析结果见图作用大值。大，对防桥面，下m、随荷MPa，2-6

【参考文献】

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本文编号：2823307