【摘要】：橋面鋪裝層受使用環(huán)境和荷載作用受力情況十分復(fù)雜�，F(xiàn)行橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中僅僅將其視為橋梁的附屬結(jié)構(gòu),對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性力學(xué)分析較少。在現(xiàn)行規(guī)范中也未明確鋪裝層設(shè)計(jì)參數(shù)、施工工藝,僅是給出一些指導(dǎo)性說(shuō)明,未能有效指導(dǎo)設(shè)計(jì)和預(yù)防鋪裝層的早期破壞。近年來(lái)橋面鋪裝層出現(xiàn)的早期破壞現(xiàn)象,其中一個(gè)主要原因就是水損,為此許多橋面鋪裝結(jié)構(gòu)都鋪設(shè)有防水粘結(jié)層。防水粘結(jié)層的主要功能就是防止水分侵蝕、抑制水損壞、延長(zhǎng)橋面鋪裝使用壽命。此外,防水粘結(jié)層還可以起到加強(qiáng)橋面板和瀝青鋪裝層的粘結(jié)效果,改善二者之間的聯(lián)結(jié)狀況的作用,使二者更加緊密的聯(lián)系在一起,從而可減少由于層間粘結(jié)失效引起的各種病害。本文總結(jié)和論述了國(guó)內(nèi)外水泥混凝土橋面鋪裝領(lǐng)域的主要研究成果、混凝土橋防水粘結(jié)層存在的主要問(wèn)題以及防水粘結(jié)層材料的分類,分析水泥混凝土橋面鋪裝常見(jiàn)病害、病害出現(xiàn)的原因以及鋪裝層病害與粘結(jié)層之間的關(guān)系。運(yùn)用ANSYS有限元軟件,建立橋梁上部結(jié)構(gòu)和橋面鋪裝層有限元模型,系統(tǒng)研究靜載作用下防水粘結(jié)層厚度、彈性模量、瀝青層厚度、橫坡坡度、縱坡坡度以及超載對(duì)瀝青混凝土橋面鋪裝層應(yīng)力分布的影響規(guī)律,對(duì)采用防水層與未采用防水層的橋面鋪裝應(yīng)力分布進(jìn)行對(duì)比。最后通過(guò)動(dòng)力學(xué)瞬態(tài)分析,研究移動(dòng)恒載和考慮橋面不平整時(shí)隨機(jī)動(dòng)載作用下行車速度對(duì)橋面鋪裝力學(xué)行為的影響規(guī)律,并對(duì)靜動(dòng)態(tài)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,計(jì)算不同不平度條件下的沖擊系數(shù)。結(jié)果表明:(1)防水層自身材料性質(zhì)的改變對(duì)橋面鋪裝結(jié)構(gòu)受力有一定的影響,防水層的存在對(duì)橋面鋪裝結(jié)構(gòu)豎向最大位移影響不大,但是對(duì)鋪裝層內(nèi)的應(yīng)力分布影響顯著。(2)在車輛荷載作用下,鋪裝層豎向最大位移和層間應(yīng)力隨著瀝青層厚度的增大、橫坡的增大和縱坡的減小而減小。(3)移動(dòng)恒載作用時(shí),較低的行車速度對(duì)橋面鋪裝結(jié)構(gòu)受力不利。考慮橋面不平整度的隨機(jī)動(dòng)載作用時(shí),鋪裝層的應(yīng)力隨著車速的增加先減小后增大。(4)行車速度的變化對(duì)豎向最大位移的影響較小,對(duì)鋪裝層結(jié)構(gòu)的受力有較大的影響。IRI=2時(shí)隨機(jī)動(dòng)載作用下的豎向最大位移、拉應(yīng)力和剪應(yīng)力分別是靜載作用時(shí)的1.17、1.40和1.42倍。(5)橋面不平整度對(duì)鋪裝層結(jié)構(gòu)受力影響很大,平整度越差對(duì)鋪裝層受力影響越明顯。橋面嚴(yán)重不平整時(shí),豎向最大位移和應(yīng)力沖擊系數(shù)分別為1.9和2.3。
【圖文】：

圖 2.1 車轍破壞 圖 2.2 推移擁包瀝青橋面鋪裝面層車轍破壞主要是內(nèi)部和外部?jī)深愒蛩�。�?nèi)因主要是由混合料組成材料與配合比設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致混合料高溫穩(wěn)定性不足。外因主要包括一是重載卡車的數(shù)量及其軸重和輪胎壓力，二是行車速度，承受慢速交通或有停相較承受快速交通的情況，前者要求有較大的抗車轍能力[27]。推移擁包等破壞是由于層間過(guò)大的剪應(yīng)力在鋪裝層內(nèi)部引起了剪切破壞，或?yàn)闃蛎姘迮c瀝青鋪裝層之間缺乏足夠的粘結(jié)力，在剪切應(yīng)力作用下，抵抗其破壞較差，而且瀝青混合料鋪裝層在溫度變高時(shí)抗剪能力也有所下降，相應(yīng)的其在水上也就比較容易發(fā)生剪切破壞，導(dǎo)致鋪裝層發(fā)生破壞。2.1.2 開(kāi)裂類破壞開(kāi)裂類破壞，主要包括橫向裂縫、縱向裂縫、局部網(wǎng)狀開(kāi)裂。橫向裂縫類似于水泥混凝土路面出現(xiàn)的斷板，在主梁支座中心處較為普遍，

圖 2.1 車轍破壞 圖 2.2 推移擁包瀝青橋面鋪裝面層車轍破壞主要是內(nèi)部和外部?jī)深愒蛩�。�?nèi)因主要是由混合料組成材料與配合比設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致混合料高溫穩(wěn)定性不足。外因主要包括一是重載卡車的數(shù)量及其軸重和輪胎壓力，二是行車速度，承受慢速交通或有停相較承受快速交通的情況，，前者要求有較大的抗車轍能力[27]。推移擁包等破壞是由于層間過(guò)大的剪應(yīng)力在鋪裝層內(nèi)部引起了剪切破壞，或?yàn)闃蛎姘迮c瀝青鋪裝層之間缺乏足夠的粘結(jié)力，在剪切應(yīng)力作用下，抵抗其破壞較差，而且瀝青混合料鋪裝層在溫度變高時(shí)抗剪能力也有所下降，相應(yīng)的其在水上也就比較容易發(fā)生剪切破壞，導(dǎo)致鋪裝層發(fā)生破壞。2.1.2 開(kāi)裂類破壞開(kāi)裂類破壞，主要包括橫向裂縫、縱向裂縫、局部網(wǎng)狀開(kāi)裂。橫向裂縫類似于水泥混凝土路面出現(xiàn)的斷板，在主梁支座中心處較為普遍，
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U443.33

【參考文獻(xiàn)】

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4 李U

本文編號(hào)：2637872