發(fā)布時(shí)間：2020-10-24 12:09

　　 港珠澳大橋被譽(yù)為世紀(jì)超級(jí)工程,其橋面鋪裝耐久性的社會(huì)影響極其重大、政治性極為敏感。鋼橋面鋪裝對(duì)鋪裝材料及結(jié)構(gòu)提出很高的要求,MA類澆注式鋪裝材料是目前最先進(jìn)的鋼橋面鋪裝材料之一,其高溫與疲勞性能是特別關(guān)注的路用性能要求。要檢驗(yàn)材料耐久性能單純室內(nèi)試驗(yàn)尚不能做到萬無一失,僅進(jìn)行數(shù)值模擬也不具有足夠的說服力,應(yīng)用中難以決策。GMA(采用GA生產(chǎn)工藝拌合MA澆注式瀝青混合料)是一種全新的MA工藝,用來解決港珠澳大橋項(xiàng)目鋼橋面鋪裝工程規(guī)模巨大、施工期緊、質(zhì)量嚴(yán)苛的要求;這種工藝尚無成功經(jīng)驗(yàn)可循,為了保證大橋按期高質(zhì)完工,需要在短時(shí)間內(nèi)了解GMA的材料力學(xué)性能和長期路用性能。試驗(yàn)使用MLS66型加速加載設(shè)備,采用大型足尺模型加速加載試驗(yàn),短時(shí)間加載(高溫車轍試驗(yàn)1天,疲勞性能試驗(yàn)約20天)來模擬橋面鋪裝在設(shè)計(jì)年限內(nèi)的車輛荷載和環(huán)境條件下的使用情況,對(duì)英國傳統(tǒng)MA及改進(jìn)后GMA兩種不同橋面鋪裝材料結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行對(duì)比研究,檢驗(yàn)材料的高溫性能和疲勞性能,為提出推薦的港珠澳大橋鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)體系提供科學(xué)依據(jù)。橋面鋪裝疲勞破壞控制因素為表面橫向拉應(yīng)變,依據(jù)鋪裝表面最大橫向拉應(yīng)變相等的相似原理對(duì)疲勞加速加載試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果制作了大型足尺鋼結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?按照MA鋪裝材料、配比及實(shí)際足尺厚度鋪筑了模型鋪裝試驗(yàn)大型構(gòu)件,并對(duì)模型的科學(xué)性、可靠性進(jìn)行了充分的論證。通過兩次橋面鋪裝疲勞試驗(yàn)性能加速加載試驗(yàn)分別驗(yàn)證了MA、GMA兩種工藝的鋪裝材料能否滿足抗疲勞性能的設(shè)計(jì)要求,詳細(xì)介紹了加速加載疲勞試驗(yàn)的過程、監(jiān)控以及數(shù)據(jù)處理。疲勞試驗(yàn)在最不利位置測定的回彈應(yīng)變水平與加速加載疲勞試驗(yàn)的設(shè)計(jì)值基本一致,驗(yàn)證了加速加載疲勞試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼_性、科學(xué)性。MA工藝橋面鋪裝體系與GMA工藝鋪裝體系分別經(jīng)過200萬次的疲勞性能加速加載試驗(yàn)后,均無疲勞裂縫出現(xiàn),均能滿足橋面鋪裝材料疲勞性能設(shè)計(jì)要求。在進(jìn)行高溫車轍加速加載試驗(yàn)時(shí),考慮到橋面鋪裝主要承受車輪荷載的壓應(yīng)力與剪應(yīng)力作用而發(fā)生變形,瀝青鋪裝高溫車轍主要取決于材料本身的性質(zhì),試驗(yàn)時(shí)需要有足夠的剛度支撐,采用與實(shí)橋箱梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵節(jié)段作為設(shè)計(jì)模型較為合理,此模型橫肋間距以及各板件厚度基本與實(shí)橋模型一致,以滿足高溫車轍試驗(yàn)支撐條件。加速加載試驗(yàn)結(jié)果表明,改進(jìn)的GA工藝生產(chǎn)的MA即GMA鋪裝結(jié)構(gòu)高溫性能可以達(dá)到甚至略優(yōu)于英國傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的MA鋪裝結(jié)構(gòu),同時(shí)GMA澆注式瀝青混凝土的疲勞性能可以達(dá)到英國標(biāo)準(zhǔn)體系要求,GMA工藝有效地解決了實(shí)橋橋面鋪裝施工時(shí)的生產(chǎn)工效問題,實(shí)現(xiàn)了GMA鋪裝成套技術(shù)國產(chǎn)化目標(biāo)。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U443.33
【部分圖文】：

華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文隧道寬度采用 2×14.25m、凈高采用 5.1m，全線橋涵設(shè)計(jì)汽車荷載等級(jí)采用公路 Ⅰ級(jí)，同時(shí)應(yīng)滿足香港《Structuredesignmanualforhighwaysandrailways》中規(guī)定的活載要求，大橋的設(shè)計(jì)使用壽命 120 年，抗震設(shè)防為 8 度（地震烈度），抗 16 級(jí)臺(tái)風(fēng)。港珠澳大橋是集橋、島、隧為一體的超大型跨海通道，是我國交通建設(shè)史上技術(shù)最復(fù)雜、環(huán)保要求最高、建設(shè)要求及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最高的工程之一。港珠澳大橋項(xiàng)目總平面布置見圖 1-1。

圖 1-2 閉口勁肋正交異性板鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)方案介紹析，港珠澳大橋鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)參數(shù)[35]初步確定見表 表 1-1 港珠澳大橋鋼橋面鋪裝的主要設(shè)計(jì)參數(shù)項(xiàng)目 內(nèi)容計(jì)算行車速度 100km/h車輛荷載等級(jí) 公路-Ⅰ級(jí)通量（累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載） 1140 萬次/車道（中設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載 BZZ-100青鋪裝層使用溫度范圍 0~60℃使用年限 15 年大橋鋼橋面鋪裝方案首要原則為：充分借鑒相鄰地區(qū)香橋的成熟的鋪裝技術(shù)。另外，在確定橋面鋪裝方案時(shí)，

華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文最終根據(jù)港珠澳大橋鋼橋面鋪裝運(yùn)行交通荷載、溫度環(huán)境要求，考慮港珠澳大橋工程特點(diǎn)、施工條件、工期要求，結(jié)合典型鋪裝方案比較分析、相鄰地區(qū)成熟的技術(shù)，港珠澳大橋鋼橋面鋪裝推薦方案為澆注式瀝青+SMA 方案[36]，具體見圖 1-3、表 1-2 所示。
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