本文關(guān)鍵詞：鋼橋面鋪裝環(huán)氧瀝青碎石磨耗層研究　出處：《東南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：環(huán)氧瀝青混合料EA10以其優(yōu)異的物理、力學(xué)性能,成為受力特性復(fù)雜的鋼橋面鋪裝的理想材料,但鼓包、開裂等鋪裝層病害現(xiàn)象仍然存在,且存在鋪裝層早期抗滑性能不足的問題。本文旨在通過設(shè)計環(huán)氧瀝青碎石磨耗層以提高環(huán)氧瀝青EA10鋼橋面鋪裝層表面性能(包括抗滑與排水),進(jìn)而提高交通安全特性。首先,通過歸納總結(jié)相關(guān)文獻(xiàn)和規(guī)范,從鋪裝結(jié)構(gòu)耐久性和表面特性兩方面確定鋼橋面環(huán)氧瀝青碎石磨耗層的設(shè)計要求,確定動穩(wěn)定度、極限應(yīng)變、劈裂強度、剪切強度、飛散損失率和構(gòu)造深度等作為磨耗層性能評價指標(biāo)。其次,利用有限元分析軟件ABAQUS建立鋼橋面鋪裝層結(jié)構(gòu)的有限元模型,通過改變鋼橋面鋪裝的下面層結(jié)構(gòu)以及磨耗層結(jié)構(gòu)厚度,對比分析各種厚度組合下的磨耗層表面最大拉應(yīng)力、剪切應(yīng)力和撓度變形等力學(xué)響應(yīng)指標(biāo)。研究結(jié)果表明,當(dāng)厚度組合形式為15mmEA5+35mmEA10時,磨耗層表面的最大拉應(yīng)力、剪切應(yīng)力、撓度變形等設(shè)計控制指標(biāo)均較小,結(jié)構(gòu)性能表現(xiàn)優(yōu)異。進(jìn)而,引入基于粗集料多點支撐骨架狀態(tài)的V-S體積設(shè)計方法進(jìn)行小粒徑環(huán)氧瀝青混合料EA5的級配設(shè)計,試驗研究EA5的耐久性能和表面性能,并與EA10和SMA10進(jìn)行比較。研究結(jié)果表明：用于磨耗層的環(huán)氧瀝青混合料EA5有優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性,且抗壓、抗剪、耐磨性能良好,構(gòu)造深度比EA10提高3倍之多,抗滑性能優(yōu)異,但是低溫條件下的變形能力較EA10下降35%,低溫脆性有所加重。最后,室內(nèi)成型鋪裝層復(fù)合結(jié)構(gòu),研究復(fù)合結(jié)構(gòu)的高溫、低溫和疲勞性能,并室內(nèi)模擬鋪裝層的坑槽病害,引入動穩(wěn)定度比值和強度修復(fù)率作為評價指標(biāo)來評價EA5的修復(fù)效果。研究結(jié)果表明,復(fù)合結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的高溫性能和良好的抗疲勞性能,但低溫性能較差,尚待進(jìn)一步材料改進(jìn)研究；EA5在修復(fù)過程中表現(xiàn)出優(yōu)異的路用性能,可以用來修補現(xiàn)有鋼橋面鋪裝出現(xiàn)的坑槽病害。
[Abstract]:Because of its excellent physical and mechanical properties, epoxy asphalt mixture (EA10) has become an ideal material for steel bridge deck pavement with complex mechanical properties, but the phenomenon of pavement diseases such as bagging and cracking still exists. This paper aims to improve the surface performance of epoxy asphalt EA10 steel bridge deck pavement (including skid resistance and drainage) by designing the wear layer of epoxy asphalt macadam. And then improve the traffic safety characteristics. First, through summarizing the relevant literature and specifications, from the pavement structure durability and surface characteristics to determine the steel bridge deck epoxy asphalt gravel wear layer design requirements. Determine the dynamic stability, limit strain, splitting strength, shear strength, flying loss rate and structural depth as the performance evaluation index of the wear layer. The finite element model of the steel bridge deck pavement structure is established by using the finite element analysis software ABAQUS. The thickness of the steel bridge deck pavement structure and the wear layer structure are changed by changing the steel bridge deck pavement structure. The mechanical response indexes such as maximum tensile stress shear stress and deflection deformation of the wear layer surface under various thickness combinations are compared and analyzed. When the thickness combination is 15mm EA535mmEA10, the maximum tensile stress, shear stress, deflection deformation and other design control indexes of the wear layer surface are smaller, and the structure performance is excellent. The V-S volume design method based on coarse aggregate multi-point support skeleton state was introduced to design the gradation of small particle epoxy asphalt mixture (EA5). The durability and surface properties of EA5 were studied experimentally. Compared with EA10 and SMA10, the results show that the epoxy asphalt mixture EA5 used in wear layer has excellent high temperature stability, water stability, compression resistance, shear resistance and wear resistance. The depth of structure is 3 times higher than that of EA10, and the skid resistance is excellent, but the deformation ability is 35% lower than that of EA10 at low temperature, and the brittleness at low temperature is more serious. Finally, the composite structure of indoor moulded pavement is formed. The high temperature, low temperature and fatigue properties of the composite structure were studied, and the pothole disease of the pavement was simulated indoors. The dynamic stability ratio and strength repair rate are introduced to evaluate the repair effect of EA5. The results show that the composite structure has excellent high temperature performance and good fatigue resistance, but the low temperature performance is poor. Further research needs to be improved; EA5 shows excellent road performance in the repair process and can be used to repair the existing steel bridge deck surface defects.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U443.33

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本文編號：1414609