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水泥混凝土桥面铺装层早期裂缝分析及修补材料研究

作　者: 李湘前
导　师: 孔永健
学　校: 北京交通大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 道路工程 水泥混凝土 桥面铺装 早期裂缝 破坏分析 配筋率 裂缝修补
分类号: U443.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


水泥混凝土桥面铺装层是一种特殊的路面结构,它承担着保护桥面板和充当路面功能的作用。但是现阶段桥面铺装层早期病害日趋严重,破坏形式主要表现为裂缝。本文主要通过室内试验从以下几个方面研究了水泥混凝土桥面铺装层早期裂缝的影响因素,并对早期裂缝的发展进行了预估分析,同时对裂缝的修补材料进行了相关研究。1、对影响早期开裂收缩的相关因素进行了试验研究。主要研究了矿物掺合料和水灰比对混凝土塑性开裂的影响,不同掺合料和外加剂对桥面铺装混凝土早期收缩的影响。结果表明：矿物掺合料能够显著影响塑性开裂的时间,增加了裂缝平均开裂面积和总裂开面积,矿物掺合料建议掺25%左右的粉煤灰；水灰比的降低会使混凝土出现塑性裂缝的时间提前,水灰比低于0.4时影响显著增大；纤维以及纤维混掺不同掺合料和外加剂都能抑制混凝土收缩,纤维混掺粉煤灰效果最佳。2、研究了纤维对混凝土强度的影响以及配筋率对钢筋混凝土轴向直接拉伸的影响。得出：纤维的掺入在一定程度上降低了混凝土的抗压强度,提高了劈裂强度、抗弯拉强度、轴向拉力和峰值应变,强度受掺量及尺寸的影响；配筋率对首次开裂影响不大,但数量多直径细的配筋形式能够更为有效地控制裂缝宽度发展。3、根据桥面铺装实际使用过程中的断裂形式,建立了2种基于一定假设条件下的数学模型。对2个模型的混凝土应力、钢筋应力、混凝土位移、裂缝宽度等进行了分析,并通过迭代法对问题进行求解。4、对桥面铺装层裂缝修补进行了研究。主要研究了环氧树脂的修补性能,确定了相关配合比。本论文研究成果可用于桥面铺装层材料设计、配筋率和裂缝修补参考。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 绪论  11-17
  1.1 研究背景及意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-15
    1.2.1 国外桥面铺装裂缝的研究现状  12-14
    1.2.2 国内桥面铺装研究现状  14-15
  1.3 本文主要研究内容  15-17
2 水泥混凝土桥面铺装层早期裂缝分析  17-23
  2.1 水泥混凝土桥面铺装早期裂缝的概述  17-19
  2.2 水凝混凝土桥面铺装早期开裂机理分析  19-21
  2.3 本章小结  21-23
3 水泥混凝土桥面铺装早期收缩开裂影响因素研究  23-51
  3.1 试验原材料  23-24
  3.2 桥面铺装水泥混凝土塑性开裂研究  24-32
    3.2.1 矿物掺合料对混凝土塑性开裂性能的影响  26-30
    3.2.2 水灰比对混凝土塑性开裂性能的影响  30-32
  3.3 不同掺合料对桥面铺装混凝土早期自收缩和干缩的影响研究  32-41
    3.3.1 桥面铺装混凝土早期收缩测试方法  32-33
    3.3.2 混凝土收缩机理分析  33-35
    3.3.3 试验结果分析  35-41
  3.4 桥面铺装水泥混凝土抗拉性能研究  41-48
    3.4.1 试验概述  41-43
    3.4.2 试验结果分析  43-48
  3.5 本章小结  48-51
4 水泥混凝土桥面铺装层早期开裂预估  51-67
  4.1 基本模型及假设  51-52
  4.2 模型结构分析  52-61
    4.2.1 模型1结构分析  52-59
    4.2.2 模型2结构分析  59-61
  4.3 模型解法  61-64
  4.4 本章小结  64-67
5 环氧树脂用于桥面铺装层裂缝修补技术研究  67-81
  5.1 桥面铺装层水泥混凝土裂缝的修补判定及流程方法  67-69
    5.1.1 裂缝修补的原则及意义  67-68
    5.1.2 水泥混凝土桥面铺装裂缝修补的流程及方法  68-69
  5.2 桥面铺装裂缝修复材料的选定  69-72
    5.2.1 裂缝修复材料概述  69-70
    5.2.2 裂缝快速修复材料的要求  70
    5.2.3 环氧树脂的结构分析  70-72
  5.3 环氧树脂修补桥面铺装裂缝特性研究  72-78
    5.3.1 环氧树脂浆液基本特征及配方  72
    5.3.2 环氧树脂性能试验  72-78
  5.4 环氧修补施工工艺与注意事项  78-79
  5.5 本章小结  79-81
6 结论与展望  81-83
  6.1 结论  81-82
  6.2 进一步的研究建议  82-83
参考文献  83-87
作者简历  87-91
学位论文数据集  91

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 桥梁构造 > 上部结构 > 桥面铺装
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