1、 兰州交通大学硕士学位论文长大纵坡桥面铺装层间接触力学特性研究姓名：李黎申请学位级别：硕士专业：道路与铁道工程指导教师：滕旭秋201206摘 要结合 长 大纵 坡 桥 面铺装结 构特 点， 选取影响因素： 坡 度 、 层 间接 触 以及荷 载作 用大小， 分 析 诱 导长 大纵 坡 桥 面铺装病害 产 生 的 主要原因。 由于 长 大纵 坡 行驶车 辆 低 速现象频 繁 以及车 辆 在 长 大纵 坡 段加减速过 程 给 桥 面铺装层 施加的 水 平 力 较 大， 导致 铺装层 内力 变 化 很 大， 因此 将 水 平 力 和速度 对 铺装层 内力 的 影响单 独 进 行研 究 ， 分 析 长
2、大纵 坡 桥面铺装不同 于 普 通桥 面铺装结构受 力 的 特点。 考 虑 到 桥 面铺装层 厚 度 、 防 水 层 模量以 及防 水 层 厚度的 影响， 运用正 交方 差 分 析 理论， 分 析 桥 面铺装层 厚度、 防 水 层 模量以 及防水 层 厚度对 不同 病害力 学 控制 指 标 的 显 著 性 影响。长 大 纵 坡 桥 面铺装层 间接触 力学 特 性 研 究 籩 ， 我 国大 跨 径 桥 梁 的主梁 多采用 箱 梁 结构， 箱 梁 体内 部 多未采取 通 风措 施 ， 散 热 速 度桥 面铺装的一 项 主要功能是保 护 桥 面板 免 受 各 种腐蚀 。 如 果 水 泥 混 凝 土
3、桥 面板 受 到雨水 、化学 物 质 、盐类 等 腐蚀 性 物 质 的侵 害 ， 会严 重 影 响桥 梁 结构的使用 寿 命和 安全 。因 此 要求桥 面铺装结构具 有 可靠 的防水 功能及排水 功能保 护 桥 面板 结构， 这 同时 对桥 面铺装沥 青 混 凝 土 也 起 到 保 护 作 用 ， 减 少水 损 害 的影 响。 国内 外 研 究概况党 国 兴 等 人 研 究 认为 在山区、丘 陵区的 长 大 纵 坡 路段重 载 车 辆受 坡 度 影响 非 常大 ，当 车 速 为 时 ，荷 载 对沥 青 路面的 作 用 时 间是 车 速 为 时 的 倍 ，根据时 温 等 效原理换算 ，当 车 速
4、 由痟 降 至 嗟 庇 诼 访 嫖露扔 嫔，二 十 世纪五 十 年代 源 于 德国 ，当 时 主 要用 于 高 速 公路 的 修 复 。浇 筑式 沥 青 混凝 土 的结 合料 包括普通沥 青 、特 立尼 达 湖沥 青 蚴橇秸 叩幕 旌 一 般 以及 聚合物改 性 沥 青 ，细 集料一 般 为石 灰 石 ；粗 集料为玄武 岩碎石 。该 混合料在 妗 之 间高 温 搅拌 ，应 用 特 殊的 滑 模摊 铺具有 流 动 性 的 高 温 混合料 ，也 可以像水 泥 混凝 土 一 样 人 工 摊 铺，不需 要碾 压，在摊 铺的 浇 筑式 沥 青 混凝 土 表面上撒 布石屑，并 用 轻 型碾 压机把 石 屑
5、压 入 热 沥 青 混凝 土 表面。在重 交通条 件 下，浇 筑式 沥 青 混凝土 可 以作 为 基层 ，上面加 铺改 性 沥 青 混凝 土 面层 。撒 布的 石 屑可 以提 高 铺装层稳 定性 及力学 性 能 。浇 筑 式 沥 青 混凝 土 整体 性 好，防 水 性 能 优良 ，期望使 用 寿 命为 年以上，在服务 期内 性 能 表现良 好，维修 量 很 小。浇 筑式 沥 青 混凝 土 桥 面铺装初 期投资 较 高 ，但其寿 命周期成本 及 优良 的 路用 性 能 ，与 普通铺装材料相比则具有 优越性 。浇 筑式 沥 青 混凝 土 桥 面铺装在日本 大 跨 径 钢桥 桥 面应 用 较 多 ，
6、技 术也 较 成熟 。 嗦 晏 阒 旌 狭 沥 青 玛 蹄 脂混合料 是 由沥 青 胶 结 料、矿 粉和粗 集料 组成的 无 孔隙 不透 水 的 混合料 。沥 青 玛 蹄 脂混合料 在欧 洲 广 泛 应 用 ，在英国 规 定用 于 悬 索 桥 桥 面铺装已 有 多 年。沥青 胶 结 料主 要由 普通沥 青 肴攵 和特 立尼 达 湖沥 青 按 一 定比例 混合而 成，最近标 准 要求 特 立尼 达 湖沥 青 。沥 青 玛 蹄 脂可 以现场 拌 制 韬 臀 露 ：或 工 厂 预 制 并 冷却 成 埏 块 状 ，以便 运到 现场 重 新 加 热 融 化 。施 工 时 加 入 单 一 粒 径 粗 集料
7、 颊 甲 苤柿康 加 热 搅拌 ，并 采用 专用 摊 铺机浇 筑 式 摊 铺，最 后 在其表面压 入 预 拌 沥 青 碎 石 瞥叽 缥 。沥 青 玛 蹄 脂混合料 具有 优良 的防水 性 及 耐久性 ，其预 期寿 命为 年。自 年沥 青 玛 蹄 脂混合料 在桥 面铺装中作 为磨 耗 层或 防水 层广泛 应 用 ，并 在我 国 香 港 青 马 大 桥 及 江 阴 大 桥 得到 应 用 。长 大 纵 坡 桥 面铺装层 间接触 力学 特 性 研 究中得到 了广 泛的应用 ， 在 我 国 南京长 江二桥 桥 面铺装得到 应用 。 长 大 纵 坡 桥 面铺装体系研 究 存在 的问 题长 大 纵 坡 桥
8、面铺装层间接触 力学 特 性 研 究过 长 及 封 闭式 箱 梁 内 部 温度较高 等原 因 引起的 铺装层温度过 高 ；车 作 用 力 的 方向 。 推 移导致 的 裂 缝 ， 其 裂 缝 宽度 可达到 的 情况。 长 大纵 坡 桥面铺 装 病害成 因 分析理论 中对桥 面铺装层的计算 分析 论 述 几 近 于 零，现行规 范 中只 给 定了厚 度 的推 荐值 ，工 程 界 一 直在 各等 级的公路中运 用 了几 十 年 。随 着 交通 量的增大 ，现行铺装与 重型、重型汽 车的增多 和 车速的增快 已 不 相 适 应。桥 面铺装层直接承受 车轮 荷 载的冲击 ，桥 面铺装部 分或 全 部
9、参 与 了主 梁 结 构 的变形 ，因 此桥 面铺装是 一 个 受 力复 杂 的动 力体 系，各种形 式 的主 梁 及铺装本身 的构 造均 影 响 其 应力的分布。或 拉 力，使桥 面铺装层受 到 拉 力的作用 而 产 生 负弯矩 区裂缝 ，从 而 造成 桥 面铺装的损 坏 。长 大 纵 坡 桥 面铺装层 间接触 力学 特 性 研 究 铺装层上 坡 及 下 坡 力学 分析其中， 为 滚 动 阻力系 数 ，与路 面结 构 以及 轮胎 结 构 、材 料 、气 压 等 有 关。 选一个后轮 驱挈 一仁 其中，钙 、必 为 与温度有 关的 材 料 表 观 活 化能。 时温等 效从 实 质上 说就乞在下
10、坡 路 段时， 汽 车 受 力与 上 坡 时非 常 相 似， 只是 此 时的 坡 道阻力是 行 车 动 力而 不是 行 驶阻力 。依 然 选后 轮驱 动 的 小汽 车 作为 模 型进行 受 力分 析 ， 受 力情况 如图 ： ， 这一 分 力不是 阻力而 是 行 驶动 力。在同 等条 件 下， 粘弹 性 材料 特 性 简介 及粘弹 性 力学 模型 的 建立在 较 短 的 时 间内 观察 到 部 梢栽 诮系 偷 奈 露 群 徒 铣 母 汉 墒 奔 浜蟊硐殖隼 或 较 长流变阶 段 的受 力 与变形特性 ，是 较完 善 的粘弹 性力 学 模型 【 】。 基本 元 件力 的关 系 分别为口 童 ”占 肌 占 “ ” 偷 膒 级数 转 化阻代 入式用 癒】 得： ：上， 喝：丑哆 唬 弧 谝 弧 ， 乇 夕 。 长大纵 坡 桥 面 铺 装结构力 学 模 型
