【博士】高速公路特大型水泥混凝土桥沥青铺装层技术研究【2008】

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内容简介

　　学科专业：道路与铁道工程　　授予学位：博士　　学位授予单位：东南大学　　学位年度： 2008年　　在高速公路的设计中，由于地形、地物的限制以及道路线形的要求，桥梁结构物所占比重越来越大，尤其是大桥、特大桥居多。近年来，交通量和重型车的迅速增加，特别是超载车辆对桥面铺装造成的损害越来越严重。由于设计和施工的原因，有不少的特大型桥梁在通车后不久，桥面就不同程度地出现了裂缝、拥包、车辙、唧泥(浆)、脱落和坑槽等病害。近年来的研究调查表明，大桥、特大桥梁上的沥青混凝土铺装层设计不同于普通的沥青路面结构层设计。　　本文从桥面铺装的定义开始，对目前使用中的各种桥面铺装名称进行了叙述。根据高速公路的实际情况，提出了规范名称和分类的建议，为学术的交流提供了方便。　　然后从调查交通量较大的路段入手，在考查了这些路段上桥面沥青混凝土铺装层早期病害的情况之后，分析了引起病害的原因，提出了桥面沥青铺装层设计的控制指标。　　结合京珠高速公路郑州黄河特大桥实体工程，采用ANSYS有限元分析软件对铺装层进行力学分析。通过受力分析，确定了桥梁最不利荷载位置，同时还分析了不同模量比、荷载标准条件下沥青混凝土铺装层间的拉应力和沥青铺装层与水泥混凝土铺装层之间的剪应力变化情况。据此确定了在超载情况下层间拉应力和剪应力的控制标准。　　按照力学分析确定的控制标准，结合原施工图设计的桥面铺装结构5cmAC-16+4croAK-16A和新拟定的铺装结构5cmAC．16+4cmAC．13，按照最大剪应力和拉应力控制的原则，分别对两种结构在室内进行复合梁疲劳性能试验。同时又对40#钢纤维混凝土+5cmAC．201+4croAK-16A和40#钢纤维混凝土+5cmAC．16+4cmAC．13结构，进行复合梁高温车辙试验，通过比较，得到了适合特大桥梁的桥面沥青混凝土铺装结构。　　根据桥面铺装层间的受力分析结果，桥面沥青混凝土铺装层与水泥混凝土铺装层之间存在较大的剪应力，即两层之间的防水粘结层应具备较高的抗剪强度。对选定的防水粘结层材料进行了稳定性试验，得到了最佳涂抹量，并验证了层间的抗剪强度。　　最后针对实体工程单幅桥面较宽(19．377m)的特点，进行了试验路段的铺筑，得到了在保证压实度、平整度条件下，压实机具的组合方式，并提出了桥面防水粘结层施工工艺和质量控制标准。　　

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