文档介绍：长安大学
硕士学位论文
山区公路水泥混凝土桥面沥青铺装关键技术研究
姓名:杨新红
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:张争奇
20091027
摘要我国山区面积广大,山区面积占全国总面积的,受复杂地形、地貌和地质等条件限制,山区高速公路在进行设计时,为了适应路线线形布设的需要,桥梁构造物所占比例越来越大。因此,桥面铺装层质量的好坏,直接关系到整个山区高速公路的建设质量。近年来,桥面铺装层出现的车辙、开裂、坑槽和松散等早期病害,已引起了工程界的高度重视。由于桥面铺装层受力比较复杂,工作环境特殊,因而对其强度、柔韧性、高温稳定性、疲劳耐久性和防水性等均有较高的要求。本文主要针对水泥混凝土箱梁连续桥桥面铺装为研究对象,以沥青铺装层为主,结合目前国内外桥面铺装层使用现状,依托西汉高速公路桥面铺装工程,对山区高速水泥混凝土桥面铺装层的典型病害成因分析、结构力学分析、铺装层与防水粘结层结构组合、材料及路用性能、施工工艺和施工质量控制技术展开系统研究,对今后山区高速公路水泥混凝土桥面铺装层设计、施工和质量控制有重要的现实意义。关键词:山区公路、水泥混凝土、桥面沥青铺装、防水粘结层、聚酯纤维、有限元、力学分析
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第一章绪论弟一早殖问题的提出国内外研究现状我国幅员辽阔,地形复杂多样,山区面积占全国总面积的,山区面积广大,给交通运输和农业发展带来一定困难。为了满足我国国民经济发展和完善公路路网的需求,高速公路建设逐步从平原区进入山区。由于受复杂地形、地貌和地质等条件限制,山区高速公路在进行设计时,为了适应路线线形布设的需要,桥梁构造物所占比例越来越大。因此,桥面铺装层质量的好坏,直接关系到整个山区高速公路的建设质量。桥面铺装是指铺筑在水泥混凝土桥面板上的防护层,是桥梁结构的重要组成部分,其作用在于防止车轮直接磨耗行车道板,保护主梁免受雨水及其它有害物质的侵蚀,并起到扩散荷载的作用。近年来,桥面铺装层出现的不同程度车辙、推移、开裂、坑槽和松散等早期病害,已引起了工程界的高度重视。由于桥面铺装层受力比较复杂,工作环境特殊,因而对其强度、柔韧性、高温稳定性、疲劳耐久性和防水性等均有较高的要求。与平原区相比,山区地质、自然气候等的变化多端,故对桥面铺装层的使用性能要求更我国对大跨径水泥混凝土桥面铺装的研究开展得比较早,但对山区高速桥面铺装相关的研究较少。山区高速公路采用大跨径混凝土桥梁的结构形式较多,包括梁桥、斜拉桥、拱桥等,加劲梁还包括箱梁、土旱冉峁剐问剑髦智帕航峁褂胁煌谋湫翁氐悖相应对桥面铺装的性能要求也会有所不同,本文主要针对水泥混凝土箱梁连续桥桥面沥青铺装层铺装为研究对象,结合目前国内外桥面铺装层使用现状,依托西汉高速公路桥面铺装工程,对山区高速公路桥面铺装层的典型病害成因、结构力学、铺装层与防水粘结层结构组合、材料及路用性能、施工工艺和施工质量控制技术展开系统研究,研究成果对今后山区高速公路桥面铺装层设计、施工和质量控制有重要的现实意义。桥面铺装作为桥梁结构的附属部分,与桥梁工程建设及技术发展是紧密结合在一起的。在国外,尤其是一些发达国家,其交通建设发展较早,在桥面铺装方面技术较成熟。随着我国桥梁建设的发展,桥面铺装技术的研究也逐渐受到重视,并逐渐开展了广泛而深入的研究。国外道路工作者主要从铺装结构、材料设计、及施工等方面进行相关的研下匕两。长安大学硕士学位论文—.
究工作。通过桥面铺装结构力学分析明确铺装层结构的受力状态,进而确定铺装层材料的性能指标要求。.琶嫫套敖峁瓜肿传统的桥梁设计主要重视桥梁本身的结构受力特性分析,以保证桥梁整体安全,而铺装层一般只作为均布恒载作用在桥面板上,并不对铺装层进行专门的力学分析。目前,国内外对于桥面铺装的研究大多集中在铺装材料的改性上,且主要是针对钢桥。世界上最早开展钢桥面铺装研究和实践的国家是德国,随后法国、日本、美国等国家也相继开展了这方面的工作,德国、日本还制定了相应的技术规范。这些国家对钢桥桥面铺装层设计ㄆ套安牧嫌牒穸壬杓主要采用结合材料试验的经验设计法,英、美等国使用有限元分析程序对钢桥面铺装体系进行了简单的力学分析。我国近十年来才开始大量修建大跨径钢桥,对钢桥面板铺装层的研究工作起步较晚,主要是借鉴国外经验,研究适合我国的桥面铺装技术,并利用有限元对铺装进行力学分析。但对于钢筋混凝土桥的桥面铺装世界各国则研究的很少,下面就钢筋混凝土桥桥面铺装的国内外技术现状进行庋芯肯肿国外经过几十年的实践与探索,结合各自国家和地区的具体情况,在钢筋混凝土桥桥面铺装方面选用的结构类型不尽相同,如表。从结构组成可知,桥面铺装层通常由层材料铺筑而成,从功能上可分为防水粘结层和铺装层,其中铺装层一般又由下面层和