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浅谈我国钢桥面铺装的研究现状及病害机理分析

时间:2018-05-24 17:34来源:未知 作者:admin 点击:
       摘 要:本文主要讲述了我国钢桥面铺装的研究现状,及在自然条件和重载交通下产生的病害类型,最后对病害做出自己的分析 
中国论文网 http://www.xzbu.com/2/view-554561.htm
  关键词:研究现状;病害机理 
   
  Abstract:This paper mainly describes the study of status of Steel Deck and the disease type under the natural conditions and heavy traffic,finally to make its own analysis of disease. 
  Keywords:staus research ; principles of disease 
   
  1 我国钢桥面铺装研究现状 
  由于我国综合经济实力的快速增长和各地区经济大开发战略的实施,使得高速公路为代表的基础设施建设也得到了迅猛的发展。作为公路建设的一部分,正交异性钢桥面板体系由于其独特的优势而成为钢箱梁桥建设中常采用的桥面板体系,并且得到了越来越多的应用,目前我国已建成并投入使用的大跨径正交异性钢箱梁桥有10多座,如厦门海沧大桥、江阴长江大桥、重庆鹅公岩长江大桥、宜昌长江大桥、军山长江大桥、佛山平胜、昌平南环正交异性钢桥面板形式。然而,正交异性钢桥面板的桥面铺装问题,国内并没有得到充分解决,钢桥面铺装过早出现高温车辙、横向推移、开裂等病害,这些病害与钢桥面铺装不利的使用条件及我国的交通状况有直接的关系,同时也体现在防水粘结体系不够完善,表现为铺装压实度不够导致铺装层防水性较薄弱。 
  自国内开展有系统性的钢桥面铺装成套技术以来,已有接近10年的时间了,这期间,钢桥面铺装层从原来的单层改性沥青SMA到双层改性沥青SMA,再到后来引进国外先进技术修筑的浇注式沥青混凝土,和依靠国外技术修筑的环氧沥青混凝土铺装层。这些钢桥面铺装技术的取得,一方面使我国的钢桥面铺装技术得以逐步完善、提高,大大促进了大跨径桥梁的建设与发展。另一方面,也使我国的钢桥面铺装技术研究从多元化方向发展,呈现出多种多样的钢桥面铺装结构与桥面铺装体系,这必将大大的促进我国钢桥面铺装技术的发展和提高。 
  2 我国钢桥面铺装病害类型及原因分析 
  无论是国内自主开发的改性沥青SMA铺装结构还是依靠国外技术修筑的浇注式沥青混凝土和环氧沥青混凝土桥面铺装,桥面铺装都发生了不同程度的损害,这些损坏主要集中在以下几个方面: 
  1)钢桥面铺装层热稳性病害,主要表现为在夏季长时间的高温季节,在车辆荷载特别是超载车的作用下,出现车辙、推移、泛油等病害; 
  车辙的产生是由于钢箱梁铺装层在高温地区、高温季节或长时间承受车辆荷载作用,铺装层沥青混合料的高温稳定性不足引起的。车辙一般分为失稳性车辙、结构性车辙和磨耗性车辙。发生在钢桥面铺装层上的车辙以失稳性车辙为主。钢桥面沥青混合料的级配偏细,为了提高沥青混合料的防水性能和疲劳性能,沥青的用量较高,这使得沥青混合料高温稳定性的提高受到了一定的限制。铺装热稳定性不足,尤其在高温季节或气温过高的地区,在汽车反复荷载作用下,因混合料蠕变形成永久变形积累。重载和超载会加速铺装层的变形。 
  2)钢桥面铺装层与钢板之间的粘接出现问题,以及在使用过程中出现因层间结合不良,或在振动作用下粘接力衰减,导致铺装层与钢板现出脱层,进而引起桥面铺装层的开裂,推移。 
  桥面粘结层破坏一般表现为铺装剪切滑移病害。虎门大桥、海沧大桥、军山大桥、宜昌大桥、鹅公岩大桥等许多桥的钢桥面铺装破坏主要都是由此产生的。 
  钢桥面铺装与普通沥青路面铺装有显著的区别,普通沥青路面和路基顶面相连接,钢桥面铺装层通过粘结层及防锈层与钢板相连接。一般道路和混凝土桥面其表面比较粗糙,其粗糙的界面约束了铺装层在车辆荷载作用下可能发生的水平方向的滑移。钢桥面的表面非常平滑,而且夏秋季温度很高,用于将铺装层粘结于钢板的沥青类粘结剂的粘附能力随温度升高大幅下降,使得铺装层与钢桥面板之间的抗剪能力严重不足,在重载车刹车制动力的作用下,铺装层在光滑的钢板上变得非常容易产生滑动。 
  很多人将铺装层剪切滑移病害归咎为沥青混合料高温稳定性不足导致的流变或是沥青混合料抗剪切能力不足导致混合料产生了剪切蠕变,将钢桥面铺装的研究重点放在了沥青混合料性能上。但是这种现象在大多数情况下是因为界面失稳,约束力不足,发生了剪切滑移。一旦界面层发生了剪切滑移,铺装层即处于可滑移状态铺装层丧失了与钢板一起协同受力的条件。当裂缝产生后,路表水侵入到界面层则起到润滑剂的作用,进一步地削弱界面残余的粘附能力,铺装层的滑移则更加严重。铺装层剪切滑移破坏的原因并不是铺装层性能问题,而是防止铺装层在钢板上滑移的界面出现问题。钢桥面铺装安全与否的第一要素是界面结构和材料安全可靠。 
  3)钢桥面铺装层的防水性能,在调查的钢桥面铺装中,特别是改性沥青SMA铺装结构,其桥面的防水一般都存在问题,水渗入铺装层中,导致出现水损害和降低铺装层与桥面板间的粘接力。 
   钢桥面开裂产生的破坏作用很多时候不仅仅是铺装层出现几条裂缝,某些钢桥面铺装结构在没有水的状态下是稳定安全的。钢板表面非常光滑,遇水后极易生锈,当铺装层出现开裂后,水由裂缝进入到铺装层内部或者界面处,在有水的作用下,其界面约束力进一步降低,钢桥面铺装结构失去了原有稳定状态,导致大规模的铺装层破坏,我们称之为水损害。该铺装结构也可以被评价为耐水损害能力不足。 
   
  参考文献 
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  [7]肖秋明查旭东.沥青混凝土刚全面普涨的剪切分析[J].中南公路工程,2000. 
        原文地址:http://www.xzbu.com/2/view-554561.htm
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