旧混凝土桥沥青铺装层结构与材料性能研究

作     者：燕立柱 王宏畅 黄九达 YAN Li-zhu;WANG Hong-chang;HUANG Jiu-da

作者机构：南京林业大学土木工程学院江苏南京210037 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2023年第40卷第10期

页      面：153-160页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：住房和城乡建设部科技项目(2012-K4-21) 江苏省交通运输厅科技项目(2010Y34) 中国交通运输部部省联合攻关项目(2010-353-332-100) 

主　　题：桥梁工程 铺装结构设计 有限元分析 混凝土桥面铺装 路用性能 

摘      要：为提升桥面铺装结构的使用性能,改善桥面铺装结构层受力状态,减少旧混凝土桥梁维修改造桥面沥青铺装的病害,掌握铺装结构层受力状况及材料的性能,优选出沥青铺装材料和铺装结构型式。采用有限元分析方法,建立了水泥混凝土桥面沥青铺装层有限元基准模型。选择铺装层层间剪应力、层间拉应力、表面剪应力作为主要力学控制指标,分析了不同铺装层厚度和模量在行车荷载作用下铺装层内部的应力变化规律。结果表明:剪切破坏是桥面沥青铺装层主要破坏形式,沥青铺装层厚度是影响铺装层内部应力分布的主要因素,而沥青铺装层材料模量对应力分布影响很小,合适的沥青铺装层厚度有利于改善其内部应力的分布,由此提出2种桥面铺装结构设计方案——SMA组合结构和AC组合结构;通过室内试验,对所选的SMA-10,SMA-13,AC-13这3种沥青混合料进行高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及渗水性相关路用性能试验研究,可知3种沥青混合料各项性能指标都满足设计规范要求,但在不同的性能上各有其优劣;最后根据性能试验分析结果和桥面铺装材料的优选原则,在性能都满足工程要求的情况下,结合工程造价经济和桥梁结构安全的要求,推荐AC组合结构作为旧混凝土桥面铺装结构,选择AC-13作为旧混凝土桥面铺装上下面层铺装材料。