大型钢桥桥面铺装高黏沥青及混合料的研究

发布时间：2017-04-14 04:10

  本文关键词：大型钢桥桥面铺装高黏沥青及混合料的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着交通产业的发展,大型钢桥的数量与日俱增,在钢桥的使用过程中,因自身及环境因素的影响,铺装结构出现了一系列的病害。桥体变形大、通风差,铺装层混合料性能不足等是病害出现的主要原因。大型钢桥桥面铺装材料主要采用浇筑式沥青混合料、环氧沥青混合料和沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)三类。浇筑式沥青混合料存在高温稳定性差,拌合温度高的缺点,环氧沥青混合料施工工艺复杂,造价高且养护时间长,本文选用砂粒式沥青玛蹄脂碎石混合料SMA-5作为铺装材料。同时,为预防钢桥面病害问题的出现,研发适用于钢桥面铺装层的高黏度的改性沥青。本文通过在基质沥青中添加多种改性剂,研发适用于钢桥面铺装层用的高黏改性沥青,并与多种常用改性沥青进行对比。针对高黏改性沥青设计砂粒式的沥青马蹄脂混合料(SMA-5),对混合料的高温、低温、疲劳、水稳定性等路用性能进行研究,同时研究混合料的抗剪、动态模量等力学性能,并将试验获得结果与环氧沥青混合料进行比对分析。然后,在铺装层沥青的基础上研发粘结层沥青,通过抗剪、拉拔试验确定最佳洒布用量,采用重复冻融、抗剪疲劳等试验进行性能研究,并与环氧沥青进行对比。最后,铺筑试验段,验证铺装材料的实用效果。本文通过研究获得以下结论：1.研发的高黏改性沥青在针入度分级体系和PG分级体系下性能表现优异,数据对比优于SBS改性沥青；2.高黏沥青马蹄脂碎石混合料的路用性能和力学性能表现突出,与环氧沥青混合料相比,在造价和后期养护中更具优势,对大型钢桥有很好的适用性；3.试验确定研发的粘结层高黏沥青洒布量在1.5-1.8kg/m2的范围内适宜；4.在济南黄河三桥铺筑试验段,试验段的实用效果良好,使用至今,未有明显病害出现。
【关键词】：高黏沥青 钢桥面铺装 沥青玛蹄脂碎石混合料 性能试验 粘结层 性能对比
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U444
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 铺装层材料12-14
• 1.2.2 砂粒式SMA14-15
• 1.2.3 高黏沥青15-16
• 1.3 本文的主要研究内容及技术路线16-18
• 2 桥面铺装层高黏性改性沥青的研究18-37
• 2.1 室内制备高黏改性沥青18-25
• 2.1.1 原材料18-19
• 2.1.2 试验设备与试验方法19
• 2.1.3 制备工艺的确定19-20
• 2.1.4 正交试验20-24
• 2.1.5 高黏沥青配方设计24-25
• 2.2 微观特性分析25-29
• 2.2.1 红外光谱分析25-28
• 2.2.2 荧光显微镜28-29
• 2.3 高黏改性沥青性能研究29-36
• 2.3.1 沥青高温性能的研究29-31
• 2.3.2 沥青低温性能的研究31-34
• 2.3.3 沥青疲劳性能的研究34-35
• 2.3.4 沥青稳定性能的研究35-36
• 2.4 本章小节36-37
• 3 桥面铺装层高黏改性沥青混合料的研究37-60
• 3.1 高黏沥青混合料配合比设计37-40
• 3.1.1 材料37
• 3.1.2 配合比设计37-40
• 3.2 环氧沥青混合料配合比设计40-41
• 3.2.1 材料40
• 3.2.2 配合比设计40-41
• 3.3 高温性能41-44
• 3.3.1 车辙形成机理42
• 3.3.2 车辙试验记录42-44
• 3.4 低温性能44-47
• 3.4.1 混合料低温病害产生机理45
• 3.4.2 低温弯曲试验记录45-47
• 3.5 水稳定性47-49
• 3.5.1 粘附理论47-48
• 3.5.2 试验比选48-49
• 3.5.3 冻融劈裂试验记录49
• 3.6 疲劳性能49-52
• 3.6.1 四点梁弯曲试验过程50-51
• 3.6.2 四点梁疲劳试验记录51-52
• 3.7 力学性能——动态模量52-56
• 3.7.1 动态模量试验记录53-55
• 3.7.2 动态模量主曲线确定55-56
• 3.8 力学性能——抗剪强度56-58
• 3.8.1 抗剪强度试验57-58
• 3.8.2 抗剪强度试验记录58
• 3.9 本章小节58-60
• 4 桥面粘结层高黏改性沥青的研究60-70
• 4.1 粘结层高黏改性沥青的研发60-61
• 4.1.1 研发路线60-61
• 4.1.2 粘结层沥青的研发61
• 4.2 粘结层沥青洒布用量的确定61-65
• 4.2.1 拉拔试验61-63
• 4.2.2 抗剪试验63
• 4.2.3 最佳洒布量确定63-65
• 4.3 不同粘结层材料性能对比65-69
• 4.3.1 拉拔、剪切试验对比65-66
• 4.3.2 冻融抗剪试验对比66-67
• 4.3.3 抗剪疲劳试验性能对比67-69
• 4.4 本章小节69-70
• 5 高黏沥青铺装技术与应用70-77
• 5.1 原材料性质70
• 5.2 铺装层混合料配合比70-71
• 5.3 施工方案及施工技术71-76
• 5.3.1 桥面铺装结构方案71-72
• 5.3.2 病害面积开挖维修72
• 5.3.3 桥面处理72-73
• 5.3.4 粘结层洒布73-74
• 5.3.5 铺装层摊铺74-75
• 5.3.6 混合料的压实和成型75-76
• 5.3.7 开放交通76
• 5.4 本章小结76-77
• 6 结论与展望77-79
• 6.1 本文主要结论77-78
• 6.2 主要创新点78
• 6.3 展望78-79
• 参考文献79-82
• 后记82-83
• 攻读硕士学位期间论文发表情况83

【参考文献】

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本文编号：305173