高速公路桥涵桥面铺装层力学性能的试验研究

通过对武黄高速公路某桥涵桥面铺装层进行现场静力及动力测试，研究了该桥涵的静力及动力性能，所得结果为湖北省交通厅科研课题“纤维混凝土快速修复桥面技术”提供了力学数据。     

桥面铺装层材料设计

为从根本上探明桥面铺装层易损坏的原因，指导材料设计，采用在桥面铺装层中布置应变片的方法，对桥面铺装层进行了结构力学分析，进而配制出了弯曲韧性高，层间粘结强度的新型桥面铺装层材料，并在实际工程中取得了良好的效果。     

钢桥桥面铺装脱层破坏的分析

脱层是大跨径钢桥桥面铺装的一种主要破坏形式,而且出现频繁.文中针对各种破坏机理,提出了在桥面板上增加抗滑设施、提高防水粘结层强度,同时,重视防腐层施工质量等措施,这些措施在一定程度上能解决脱层问题.     

桥面铺装层混凝土掺用聚丙烯纤维的工程应用

结合某大桥桥面铺装层混凝土工程，阐述了聚丙烯纤维混凝土的特性及其工作机理。在桥面铺装层混凝土中掺用聚丙烯纤维能够增强其抗拉、抗折、抗渗、抗冲击能力，并起到阻裂增韧的作用。对该桥桥面铺装层混凝土掺用聚丙烯纤维后的配合比进行了试验设计，现场试验和观测结果表明，对该桥桥面铺装层混凝土掺用聚丙烯纤维进行改性是非常有益的，该桥桥面铺装层聚丙烯纤维混凝土工程的设计和施工是成功的。     

水泥混凝土桥面铺装界面联结材料试验研究

长期以来,水泥混凝土桥面铺装界面联结材料研究一直困扰着桥面铺装施工技术人员和养护部门.本文通过大量试验分析出了常用水泥混凝土桥面铺装界面联结材料(改性乳化沥青、改性沥青和溶剂型粘接剂3种材料)的抗剪能力和它们的最佳用量指标,从而为桥面铺装界面联结材料选取和施工提供了一定科学建议.     

层间粘结失效后桥面沥青铺装层细观力学行为分析

首先,通过室内单轴压缩试验、劈裂试验和斜剪试验及其数值仿真标定了沥青上面层、下面层及防水粘结层细观参数;然后,通过施加滚荷载和设置层间粘结失效区域,对各结构层材料的应力、位移、速度等力学行为进行监测。结果表明,沥青面层间的粘结失效会显著影响上面层与下面层顶部颗粒的应力和运动状态,且下面层颗粒横向应力响应明显变大;沥青面层与桥面板间的粘结失效导致下面层底部颗粒横向应力增大,层间出现横向移动趋势。通过监测层间粘结失效后不同结构层材料的力学状态变化可以预测桥面铺装层病害的发展,为桥面沥青铺装层预防性养护提供参考。     

桥面铺装结构的受力特性分析

对于装配式预应力混凝土空心板桥,由于桥面铺装层是在刚性预制板上浇筑的混凝土,其受力情况比较复杂.本文采用三维有限元方法.对铺装层在空心板企口缝处的剪应力状况进行了计算分析,并对空心板和铺装层之间的粘结性能进行了探讨.     

混凝土连续箱梁桥水泥混凝土桥面铺装病害研究

针对某立交桥桥面病害情况,采用新材料、新技术、新工艺,从设计、施工、养护等方面采取综合措施,以消除桥面铺装的病害,保证桥面铺装的质量.根据该立交桥的特点提出维修加固方案,明确桥面铺装层维修加固施工工艺流程,制定维修加固的施工措施.明确桥面铺装层各结构层计算模型、力学特性及相关参数,为桥面铺装的设计提供指导.     

刚性桥面铺装层厚度的估算

本文在对目前普遍存在的桥面铺装层破损现象分析的基础上 ,归纳其中主要力学成因 ,建立了关于桥面铺装及行车道板内力分析的简化力学模型 ,并进而针对常见钢筋混凝土梁式桥刚性桥面铺装层的厚度进行了估算     

大跨径混凝土斜拉桥桥面铺装力学数值模拟分析

采用三维有限元分析技术,对大跨径混凝土斜拉桥桥面铺装体系进行了三个层次的力学分析,即:桥梁结构整体变形对桥面铺装作用;应用子模型法分析轮载作用下桥面板局部变形特点,同时与建立的普通路面结构计算模型弯沉进行对比,从弯沉角度分析桥面铺装对沥青混凝土的性能要求;铺装层结构体系内部受力状态,总结出了大跨径混凝土桥梁桥面铺装受力特点,粘结层在铺装层体系中的关键作用。     

大跨径混凝土斜拉桥桥面铺装力学数值模拟分析

采用三维有限元分析技术，对大跨径混凝土斜拉桥桥面铺装体系进行了三个层次的力学分析，即：桥梁结构整体变形对桥面铺装作用；应用于模型法分析轮载作用下桥面板局部变形特点，同时与建立的普通路面结构计算模型弯沉进行对比，从弯沉角度分析桥面铺装对沥青混凝土的性能要求；铺装层结构体系内部受力状态．总结出了大跨径混凝土桥梁桥面铺装受力特点，粘结层在铺装层体系中的关键作用．     

混凝土桥面板的非线性有限元分析

考虑材料不同模量性的混凝土桥面板的计算是一个新的材料非线性问题,利用拉压不同模量理论,建立了研究不同模量混凝土桥面板结构的非线性有限元算法,编制了相应的计算程序,并对广东金马大桥主梁的桥面板进行了分析和计算,结果表明计算分析方法更精确,更为合理.     

水泥混凝土桥面铺装力学行为数值分析

为了分析桥面铺装层的力学特性及其影响因素,结合桥面铺装的结构形式建立了有限元模型,分析了不同水平制动力系数、铺装上下面层材料模量组合及铺装层厚度变化对铺装层内力学状态的影响规律．结果表明,不同的水平载荷对铺装层内的主应力影响较小,而对铺装层内的剪应力影响较大;随着水平载荷的增加,铺装层及防水粘接层内的最大剪应力呈线性增大的趋势;随着铺装层组合模量的提高,铺装层内的主应力变化较小,而层间剪应力相应减小,但变化的幅度较小;增加铺装层的厚度对主应力的影响很小,随着厚度的增加层间最大剪应力减小．研究结果可为桥面铺装材料的选择和结构设计提供理论参考．     

基于超短栓钉的钢-超薄UHPC组合桥面性能

为了满足对自重敏感的大跨桥梁钢桥面的翻修与加固需求,提出采用超短栓钉作为连接件的钢-超薄UHPC轻型组合桥面结构（简称“新超薄体系”）. 通过钢-超薄UHPC组合板负弯矩试验,研究关键设计参数对超薄UHPC层抗裂性能的影响. 试验结果表明：当UHPC最大裂缝宽度小于0.15 mm时,裂缝宽度的增长近似呈线性,在钢筋屈服以后,裂缝宽度迅速增大;配筋率和钢筋直径对名义开裂应力的影响较大. 基于试验结果,分析已有的裂缝宽度计算公式,确定钢-超薄UHPC组合板裂缝宽度的建议计算公式. 以某特大跨径悬索桥为工程背景,进行整体和局部有限元分析,论证了方案应用于实际工程的可行性. 计算结果表明：钢-超薄UHPC组合桥面的自重与常规60 mm厚的钢桥面铺装基本持平,主缆和吊索内力变化小于3.0%;钢桥面（OSD）各典型疲劳细节的应力幅值降低了10.1%~52.0%,且均小于200万次疲劳强度;UHPC层中最大拉应力为8.4 MPa,远小于试验得到的名义开裂应力.     

浇筑式钢桥面铺装层推挤变形病害机理分析

以贵州省北盘江大桥钢桥面铺装层推挤变形病害为研究背景,采用凝胶渗透色谱法(GPC)和傅里叶变换红外光谱法(FTIR),从沥青分子尺度分析钢桥面铺装产生推挤变形的原因。分析结果表明:沥青老化并不是造成钢桥面铺装层推挤变形的主要原因;从现场调查可知,第2层粘层粘结能力的降低是造成钢桥面铺装层推挤变形病害的次要原因;通过级配分析发现,造成钢桥面铺装层推挤变形的主要原因是浇筑式沥青混合料(GA)级配偏细以及GA中集料颗粒的棱角性较差所致。     

钢桥面板—纵肋双面焊缝疲劳裂纹应力强度因子

双面焊有望改善顶板—纵肋焊接构造细节的疲劳抗力,而初始焊接缺陷是影响该类构造细节疲劳性能的关键因素。基于断裂力学理论,采用FRANC3D-ABAQUS交互技术建立了含初始裂纹的钢桥面板多尺度有限元模型,研究顶板—纵肋连接焊缝疲劳裂纹应力强度因子。分析了焊缝熔透率、顶板厚度、初始裂纹形状比等对双面焊缝疲劳裂纹应力强度因子的影响规律。结果表明：钢桥面板—纵肋连接焊缝细节处疲劳裂纹为Ⅰ型主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ复合型疲劳裂纹;双面焊缝顶板焊根处疲劳裂纹应力强度因子最大值比单面焊缝小64.3%,改善了顶板—纵肋焊缝的疲劳性能;焊缝熔透率对顶板—纵肋双面焊接细节疲劳裂纹应力强度因子影响较小;加厚顶板显著降低了顶板—纵肋双面焊接细节疲劳裂纹应力强度因子;随着初始裂纹形状比增大,裂纹应力强度因子减小。     

水泥-乳化沥青混凝土在桥面铺装结构中的力学行为

为了减少桥面铺装在运营中的各类病害,将水泥-乳化沥青混凝土应用于桥面铺装的下层,并取代防水粘结层,对其适用性进行了研究.采用有限元力学分析方法,通过变换结构层的厚度来模拟该桥面结构层的力学行为.结果表明:当增大水泥-乳化沥青结构层的厚度时,各层之间的剪应力均减小,与桥面板之间的剪应力减小幅度较为明显,该层本身所承受的压应力也随之减小,当该层的厚度增加到3 cm以上时,上下层之间的剪应力下降幅度开始减缓.通过对新型桥面铺装结构力学行为特点进行研究,表明该材料适用于中、小型混凝土桥.     

Fatigue performance of bridge deck pavement materials

Three beam samples of bridge deck pavement were prepared, with gradation types of AC-13, and AC-16 and combined AC-13+AC-16. Four-point bending test was adopted to investigate the fatigue performance of these beam samples. The experimental results indicate that the initial bending stiffness is related to the type of beam sample and testing temperature. Fatigue life of these samples decreases as the increase of the controlled strain level. The AC-13 beam sample exhibits better fatigue resistance and bigger limiting bending strain at the given strain level and temperature. Compared with single beam sample, the fatigue performance of combining beam sample is relatively poor. Funded by the National Natural Science Foundation of China (No. 50878171)