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水泥混凝土桥面与沥青铺装层间剪切试验研究

作　者: 刘宏富
导　师: 黄云涌
学　校: 长沙理工大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 水泥混凝土桥沥青铺装剪切试验抗剪强度防水粘结层界面处理
分类号: U443.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 231次
引　用: 3次
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内容摘要

根据调查显示,沥青铺装与桥面板层间抗剪强度不足而造成的推移病害严重;不但妨碍了正常交通,降低了桥梁的服务水平,给维修工作带来很大困难;同时影响了桥梁的美观,严重时更易造成交通事故。本文结合百罗高速公路水泥混凝土桥面沥青铺装材料及施工技术研究课题,针对沥青混凝土铺装与水泥混凝土桥面层间开展剪切试验研究。首先,简单介绍目前水泥混凝土桥面铺装的病害调查情况;桥面铺装层设计不尽合理、施工工艺和施工组织不到位、超载超重车辆通行、养护不及时、部分技术规范滞后等都是造成其损坏的原因;其中防水粘结层剪切破坏是桥面铺装的主要破坏类型,也是桥面铺装特有的一种破坏类型。其次,桥面铺装按刚性基础上的弹性层简化模型,采用BISAR程序主要计算了防水粘结层底最大剪应力变化规律,随着温度的升高、荷载频率的降低、铺装层动模量的减小,铺装层厚度的减薄,层间结合状态的降低和超载超重;都会导致最大剪应力增大。然后,提出基于便携式剪切仪的层间剪切试验方法,以层间抗剪强度为评价指标;通过正交试验设计分析了各因素对剪切强度影响大小的顺序为B界面处理>A铺装层级配>C防水粘结层种类>A×B级配和界面处理的交互作用,而另外两种因素的交互作用可以忽略不计。不同界面处理效果抗剪强度大小顺序为:嵌石>横向拉槽>45度斜向拉槽>纵向拉槽>原状光滑;随着构造深度增加抗剪强度随之增加,但是过度粗糙会对桥面防水造成不利。还讨论了不同试验温度和垂直压力时层间抗剪强度的变化规律。最后,依据层间结构破坏形式,层间结构体系为沥青混凝土沥青膜、防水粘结层、桥面板界面构成的统一整体;并提出了提高沥青铺装与桥面层间抗剪性能的合理建议。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 问题提出及研究意义  10-11
  1.2 国内外研究概况  11-15
    1.2.1 国外研究概况  11-12
    1.2.2 国内研究概况  12-15
  1.3 本文主要研究内容  15-17
第二章桥面铺装病害成因分析与设计指标  17-26
  2.1 桥面铺装病害调查  17-19
  2.2 桥面铺装损坏成因分析  19-21
    2.2.1 桥面铺装力学分析  19
    2.2.2 铺装层结构与材料设计  19-20
    2.2.3 水泥混凝土桥面沥青铺装施工  20-21
    2.2.4 铺装层养护  21
  2.3 桥面铺装的结构破坏状态与设计指标  21-25
    2.3.1 疲劳开裂  21-22
    2.3.2 防水粘结层剪切破坏  22-23
    2.3.3 车辙  23-24
    2.3.4 推移和拥抱  24-25
    2.3.5 低温缩裂  25
  2.4 本章小结  25-26
第三章混凝土桥面沥青混凝土铺装力学分析  26-49
  3.1 计算模型和分析方法  26-30
    3.1.1 基本假定和计算模型  26-27
    3.1.2 力学分析方法  27-28
    3.1.3 桥面铺装结构及计算参数  28-30
    3.1.4 荷载的选取  30
  3.2 混凝土桥面铺装力学分析  30-47
    3.2.1 层间最大剪应力计算点位  30-35
    3.2.2 不同层间接触状态对层间剪应力的影响  35-37
    3.2.3 铺装层厚度变化对层间剪应力的影响  37-38
    3.2.4 铺装层模量变化对层间剪应力的影响  38-41
    3.2.5 不同轴载对层间剪应力的影响  41-44
    3.2.6 沿深度方向剪应力变化规律  44-47
  3.3 本章小结  47-49
第四章层间剪切试验方法与原材料试验  49-59
  4.1 试验原理与实验设备  49-51
    4.1.1 试验原理介绍  49-50
    4.1.2 剪切试验仪器及试验简介  50-51
  4.2 试验方案与步骤  51-56
    4.2.1 试验方案  51-52
    4.2.2 试件制备  52-55
    4.2.3 进行剪切试验  55-56
    4.2.4 剪切试验结果处理方法  56
  4.3 试验原材料选择及性能测试  56-59
    4.3.1 沥青混合料所用原材料  56-58
    4.3.2 硅酸盐水泥技术性质  58-59
第五章层间剪切试验研究  59-75
  5.1 用正交试验设计分析层间抗剪强度影响因素  59-67
    5.1.1 正交试验设计方法简介  59-60
    5.1.2 正交试验设计和试验结果  60-61
    5.1.3 防水粘结层材料对层间抗剪强度的影响  61-63
    5.1.4 铺装层级配对层间抗剪强度的影响  63-64
    5.1.5 界面处理对层间抗剪强度的影响  64-67
  5.2 铺装层和桥面板层间结构体系构成  67-69
  5.3 温度对层间抗剪强度的影响  69-70
  5.4 垂直压力对层间抗剪强度的影响  70-71
  5.5 层间抗剪强度的稳定性分析  71-73
  5.6 本章小结  73-75
第六章结论与展望  75-78
  6.1 本文主要结论  75-76
  6.2 本文主要创新点  76-77
  6.3 进一步研究的展望  77-78
参考文献  78-82
致谢  82-83
附录A 攻读学位期间发表论文目录及参加的科研项目  83

水泥混凝土桥面与沥青铺装层间剪切试验研究

内容摘要

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