大跨徑鋼箱梁橋面鋪裝SMA混合料優(yōu)化設(shè)計及性能研究.pdf

1、SMA鋪裝具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、疲勞性能以及良好的抗滑性能，上世紀(jì)末，國內(nèi)修建的很多大跨徑鋼橋如虎門大橋、海滄大橋、鵝公巖大橋等都使用了雙層SMA作為鋪裝結(jié)構(gòu)，由于鋼橋面鋪裝嚴(yán)酷的使用條件和本身復(fù)雜的受力特點(diǎn)，在使用過程中出現(xiàn)了很多問題，但是隨著對SMA鋪裝研究的不斷深入，其技術(shù)也逐漸趨于成熟。目前我國大跨徑橋梁建設(shè)事業(yè)正在如火如荼的進(jìn)行，總結(jié)研究SMA鋪裝技術(shù)，對于后期大跨徑橋梁橋面鋪裝建設(shè)來說具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。 本文

2、總結(jié)了國內(nèi)幾座大跨徑鋼箱梁橋面SMA鋪裝材料的試驗(yàn)方法、設(shè)計指標(biāo)及使用材料和路用性能等各個方面的差異，同時在分析結(jié)構(gòu)組合、防水體系以及典型病害的基礎(chǔ)上，對于SMA混合料進(jìn)行了優(yōu)化。為了對比瀝青材料及外摻劑對于混合料路用性能的不同影響，確定了5種不同外摻劑組合的試驗(yàn)方案，并進(jìn)行了相關(guān)的路用性能檢驗(yàn)，結(jié)果表明使用高粘度改性瀝青同時摻加木質(zhì)素纖維、聚丙烯腈纖維以及抗車轍劑的組合方案具有最佳的高溫穩(wěn)定性，其水穩(wěn)定性滿足要求，復(fù)合梁疲勞試驗(yàn)結(jié)果表

3、明此方案的疲勞壽命最長，疲勞性能最佳，綜合考慮路用性能對比結(jié)果，推薦此方案在廈門五石路天圓橋鋼橋面鋪裝工程中使用。 針對5種常用鋼橋面鋪裝混合料級配，采用高粘改性瀝青，并摻配不同的外摻劑，對比了級配差異對于路用性能的影響，結(jié)果表明SMA8級配具有良好的高溫性能，小梁疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明在SMA8級配范圍內(nèi)，級配越細(xì)其疲勞性能越好。同時還對鋼橋面鋪裝常用的高粘度改性瀝青、湖瀝青及環(huán)氧瀝青等瀝青結(jié)合料對于路用性能的影響進(jìn)行了對比，結(jié)果表

4、明使用環(huán)氧瀝青具有最佳的高溫及水穩(wěn)定性，TLA湖瀝青與高粘度改性瀝青高溫性能相差不大，而從小梁疲勞試驗(yàn)的分析結(jié)果來看，TLA湖瀝青其疲勞性能比高粘度改性瀝青優(yōu)異。 為了比較不同因素對于混合料路用性能的影響程度，本文運(yùn)用統(tǒng)計軟件Spss13.0進(jìn)行了顯著性影響分析，結(jié)果表明瀝青對于鋼橋面SMA鋪裝高溫穩(wěn)定性能影響程度大于級配對于其影響程度：瀝青對于鋪裝層混合料的疲勞性能的影響程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于級配對疲勞性能的影響程度；對于二者對混合料水

5、穩(wěn)定性的影響，瀝青和級配的影響程度相當(dāng)，其中瀝青的影響程度稍大。由方差分析的結(jié)論可知，為了提高鋼橋面SMA鋪裝層的高溫及疲勞性能，優(yōu)先考慮使用性能較好的瀝青結(jié)合料，其次為調(diào)整混合料鋪裝層的級配。 對不同的鋪裝結(jié)構(gòu)組合方案進(jìn)行了復(fù)合梁疲勞試驗(yàn)，結(jié)果表明上層使用環(huán)氧瀝青+SMA級配同時摻加木質(zhì)素纖維，下層使用美國環(huán)氧瀝青十美國級配的鋪裝方案疲勞效果最佳，從復(fù)合梁疲勞試驗(yàn)的結(jié)果來看使用TLA湖瀝青的疲勞效果稍微好于使用高粘度改性瀝青的