浅谈利用环氧砂浆快速修补桥面铺装

本文分析桥面铺装破坏的原因，着重从环氧砂浆砂胶比、环氧胶胶结料强度、骨料级配类型等因素对其基本性能影响规律的研究及施工，取得了适用于桥面铺装中水泥砼层局部破损快速修补的方法。     

既有桥梁的桥面铺装层维护整治设计

针对既有桥梁的桥面铺装层普遍存在的典型病害问题,通过重庆市区内两座实际桥梁的提档升级维护整治设计及其病害的主要原因分析。结果表明:采用超快硬性的改进型环氧粘结层及环氧碎石混凝土进行修复,可尽快恢复路面交通;在既有混凝土桥面加铺5mm厚黑色环氧防滑薄层不影响桥梁结构安全;只有不断创新铺装施工工艺,采用新材料、新技术、新工艺,从设计、施工、养护等方面采取综合措施,才能更好地消除桥面铺装的病害,保证桥面铺装的质量。     

环氧沥青混凝土桥面铺装力学接触分析

环氧沥青混凝土作为桥面铺装材料,因其强度高,刚度大,高温稳定性等特点,在桥梁铺装中得到广泛应用。但是,对纵坡状态下的环氧沥青混凝土桥面铺装的研究较少,选取5%纵坡的桥面二维结构,建立桥面铺装与车轮荷载的接触体系,对纵坡状态下,环氧沥青混凝土桥面铺装进行有限元分析,对比平坡状态下的接触状况。结果表明:在平坡状态下,环氧沥青混凝土桥面铺装,最大应力为14.69 MPa,最小应力为0 MPa.应力最大处为接触点处,最小处在接触点最远处。由此可知,在平坡状态下,环氧沥青桥面铺装结构,最不利状态即为接触点,距离越远,影响越小。在5%的纵坡状态下,环氧沥青混凝土桥面铺装,最大应力为14.98 MPa,最小应力为0 MPa.应力最大处为接触点后两个网格点处,最小处在接触点最远处。由此可知,在5%的纵坡状态下,环氧沥青混凝土,最不利状态在接触点后,距离越远,影响越小。     

桥面铺装环氧沥青防水粘结层性能试验与评价

为评价桥面铺装环氧沥青防水粘结层的性能,采用剪切、拉拔等试验,研究分析了环氧沥青对钢板基面和水泥板基面的粘结强度及其强度随温度和养生时间的关系;采用复合板模拟试验,分析比较了几种防水粘结层与不同基面板和沥青铺装层的剪切强度和拉拔强度。试验结果表明:环氧沥青作为桥面结构防水粘结层,其剪切、拉拔强度明显优于其他类型材料,并且对钢板基面的拉拔、剪切强度均高于水泥板基面,说明环氧沥青更适合于钢桥面铺装;在高温下,环氧沥青与其上沥青结构具有良好的粘结强度。     

上海卢浦大桥钢桥面铺装防水体系的研究

研究了环氧型粘接剂的低温柔韧性能及其与铜板的粘接性能和剪切性能,并进行了配方调整,确定出环氧型粘接层的最佳配方;通过研究对环氧粘接层的碎石做不同的表面处理以及岩沥青用量对缓冲层性能的影响,对钢桥面铺装组合结构的高温剪切性能做了深入的分析表征,建立了环氧树脂和橡胶沥青砂胶防水层共同构成的钢桥面铺装防水体系．     

桥面铺装防水粘结层的技术经济性

防水粘结层在桥面铺装结构体系中起着至关重要的作用.目前,高速公路工程中常用的桥面防水粘结层的材料有:高粘度改性沥青、普通改性沥青和环氧沥青等.通过直接拉伸试验比较了不同桥面铺装粘结防水层的粘结强度;并比较了不同材料的经济性.结果表明,高黏度改性沥青的粘结强度比普通SBS改性沥青提高1倍左右,价格适中,能够广泛推广应用.研究成果对桥面铺装工程的设计与施工具有重要的指导意义.     

大跨径连续钢箱梁钢桥面铺装设计研究

采用三阶段力学分析方法对崇启大桥大跨径连续钢箱梁钢桥面铺装受力特点进行分析,结合崇启大桥的使用环境和国内钢桥面主要铺装类型的调研,推荐双层环氧沥青铺装作为崇启大桥的钢桥面铺装方案.针对崇启大桥大跨径连续钢箱梁桥面铺装的受力特点,进行了崇启大桥钢桥面铺装关键材料及性能、防水黏结层性能以及钢桥面铺装组合结构疲劳性能研究,同时从崇启大桥桥面铺装疲劳耐久性角度对富沥青环氧沥青混凝土进行了研究.结果表明:铺装下层采用富沥青环氧沥青混凝土能够更好地满足崇启大桥钢桥面铺装的性能要求.     

不同活性基团纳米SiO_2环氧胶黏剂的力学性能

为探索活性基团对纳米SiO_2颗粒改性环氧胶黏剂力学性能的影响,制备性能优良的纳米颗粒环氧树脂结构胶黏剂,研究了环氧树脂分别掺入氨基修饰的纳米SiO_2颗粒(SiO_2—NH_2)、甲基丙烯修饰的纳米SiO_2颗粒(SiO_2—C_4H_8)和无活性基团纳米SiO_2颗粒(SiO_2—0)胶黏剂的胶体力学性能。通过超声波细胞粉碎仪对纳米颗粒进行分散,制备了分别掺入3种纳米SiO_2颗粒、掺量(质量分数,下同)为0%、0.01%、0.02%、0.05%、0.1%、0.2%、0.5%的十六类改性环氧胶黏剂,测试了胶黏剂的弯曲性能和拉伸性能,分析了试件的几种主要破坏形态,利用扫描电子显微镜(SEM)观察纳米颗粒在环氧树脂中的拉伸断面形貌及分散情况。研究结果表明:当纳米SiO_2颗粒掺量从0%增加到0.05%时,胶黏剂的轴拉性能逐渐提升,然后随纳米SiO_2颗粒掺量增加而下降;当SiO_2颗粒掺量为0.05%时,SiO_2—NH_2、SiO_2—C_4H_8和SiO_2—0的拉伸强度较纯环氧胶黏剂胶体分别提高了47.60%、47.63%和36.12%,弯曲强度在SiO_2—NH_2、SiO_2—C_4H_8和SiO_2—0掺量分别为0.05%、0.05%、0.1%时最大,较纯环氧胶黏剂胶体分别提高了48.52%、62.20%和34.92%;胶体拉伸断面SEM分析表明,掺量为0.05%的纳米SiO_2颗粒有效分散在环氧树脂中,纳米SiO_2颗粒的加入能改变断面的粗糙度,纳米颗粒附近的基体产生明显的塑性变形,拉伸试件的断裂形式由脆性断裂转变为韧性断裂,胶黏剂的强度与韧性得到提升;过多的纳米SiO_2颗粒加入会让其在树脂中出现团聚现象,致使胶体力学性能急剧下降。     

钢桥面沥青混合料铺装体系黏弹性力学响应分析

常用为钢桥面铺装层的沥青混合料是一种典型的黏弹性材料,任何一个时刻的力学响应不仅和该时刻的加载条件有关,而且和结构所经历的加载历史有关。运用沥青混合料黏弹性分析的基本方法,对三种常用钢桥面铺装材料在不同温度下的应力应变及挠度变化规律进行分析,并进行了加卸载条件下铺装层的黏弹性响应分析,为进一步了解和掌握钢桥面铺装层开裂、车辙、疲劳等破坏问题的机理提供相应的依据。     

正交异性钢桥面-RPC薄层组合铺装体系研究

为了综合解决钢桥面疲劳开裂和铺装层易损坏两大棘手问题,本文提出薄层活性粉末混凝土(RPC)钢桥面组合结构.正交异性钢桥面铺装有限元模型计算结果表明:相对于柔性铺装,组合铺装体系中铺装层最大拉应力、剪应变、竖向位移降幅分别为54.8%,78.9%和39.1%;组合铺装体系结合面抗剪试验及钢桥面-RPC悬臂梁抗拉疲劳试验结果表明:在高温(60℃)不利条件下,RPC与沥青磨耗层界面抗剪强度为1.3MPa;RPC与钢板抗剪栓钉承载力为66.75kN;在拉应力幅值7.5～14.5MPa条件下,钢桥面-RPC悬臂梁承受200万次疲劳荷载没有出现裂缝.研究结果显示,薄层组合桥面铺装体系,有效降低了铺装体系应力应变幅值以及局部竖向变形,且铺装层各结合面抗剪强度可以满足使用要求.     

环氧树脂混凝土路用性能研究

着重介绍环氧树脂结合料的性能及ERC的路用性能,针对钢桥的受力和变形特性,进行了环氧树脂结合料性能试验研究(包括强度测试、弯曲变形能力测试和抗紫外线老化性能测试)和ERC的路用性能研究(包括强度试验、高温车辙试验、低温弯曲试验和温缩试验).结果表明:新环氧树脂胶黏剂不仅在常温和中温下有足够的强度,低温下也具有良好的韧性,使铺装材料具有良好的热稳定性和低温变形能力,抗老化能力优良;ERC具有抗压强度高、低温变形能力强、高温抗车辙能力好等优点,是一种强度高、路用性能好的材料,可作为桥面的铺装层或路面表面层.     

大纵坡小半径钢桥面沥青铺装设计研究

钢桥面铺装是一项世界性难题,特别是一些特殊桥梁,对桥面铺装提出了更高的要求.为此分析了大纵坡、小半径钢桥面铺装的施工特点和使用要求,提出了有针对性的树脂沥青组合体系(ERS)钢桥面铺装解决方案.ERS钢桥面铺装主要由环氧黏结碎石层(EBCL)防水抗滑黏结层、树脂沥青混凝土(RA05)整体化层和沥青玛蹄脂碎石(SMA)表面功能层组成,各层功能明确.室内试验结果表明,ERS钢桥面铺装具有较高的强度、良好的变形能力和施工和易性.该方案在杭州湾大桥海中平台匝道桥成功应用,解决了大纵坡、小半径钢桥面铺装的技术难题,具有较好的推广应用前景.     

桥面构造及铺装层对正交异性钢桥面板力学性能的影响

为研究桥面细部构造和桥面铺装对正交异性钢桥面板力学性能的影响,确定合理的构造,以梯形及矩形截面形状的纵向加劲肋与多种缺口形式的横隔板相组合形成正交异性钢桥面板结构体系,并铺设不同厚度、不同弹性模量的沥青混凝土铺装层,建立相应的有限元实体模型进行加载,分析纵向加劲肋截面形状、横隔板缺口形式及铺装层弹性模量和厚度对正交异性钢桥面板力学性能的影响规律。结果表明:加劲肋上口间距越小,改善桥面板受力性能越明显,其中加劲肋B(梯形加劲肋侧板与底板采用圆弧连接)受力性能较好,且用料少;缺口Ⅰ、缺口Ⅲ的应力集中情况好于缺口Ⅱ,因此应合理选用缺口Ⅰ和缺口Ⅲ,但缺口Ⅲ需要优化;顶板与纵向加劲肋连接处应力高,为力学性能敏感区域;铺装层弹性模量增加,钢桥面板最大主应力减小,铺装层厚度增加,钢桥面板和沥青表面最大主应力均减小,因此铺装层弹性模量与厚度要综合设计,以使钢桥面板受力性能最优。     

环氧树脂基混凝土细观结构数值模拟与性能分析

在细观层次上对新型桥面铺装材料环氧树脂基混凝土进行了研究,将其看作由骨料和环氧树脂基体二相介质组成的复合材料,应用蒙特卡罗方法模拟出材料的二维多边形骨料分布的几何模型;并于Ansys/Ls-Dyna与Hyper Mesh平台上进行数值模拟。根据试验的级配建立了相似的数值模型,进行了准静态压缩显式分析,得到了材料的弹性模量以及压缩强度。将数值计算的结果与试验结果进行了对比分析,结果表明,数值模型在材料的弹性模量与压缩强度计算上与试验结果吻合较好;并且能够较好地表现该材料的裂纹扩展形式。     

环氧沥青混凝土在大跨径钢桥面铺装中的应用

大跨径钢桥面铺装是大跨径桥梁建设中的难点，本文研究环氧沥青混凝土应用于钢桥面的铺装技术，包括材料组成设计，粘结层强度，混合材料料特性和路用性能，钢板与铺装层复合梁抗疲劳性能，环氧沥青混合料生产和摊铺等方面，研究表明环氧沥青混凝土是优良的钢桥面铺装材料，研究成果首次在南京长江第二大桥上的成功应用，为我国大跨径钢桥桥面铺装提供了新的铺装类型，有广阔的应用前景。     

混凝土箱梁桥铺装防水粘结层力学性能

为了探讨混凝土箱梁桥防水粘结层的实际受力状态,以沪杭高速公路拓宽改建工程箱梁段高架桥为研究实例,采用有限元方法和室内实验相结合的手段研究防水粘结层的层间粘结性能.建立节段整桥铺装复合结构模型,考虑刹车、超载、随机动荷载等因素对沥青混合料铺装层防水粘结层力学响应的综合影响.最后通过室内实验测得了几种典型的水泥混凝土桥防水粘结层与水泥桥面之间的层间粘结性能,并与理论分析结果进行了对比.分析结果表明,刹车超载对防水粘结层力学响应的影响大于由桥面不平度引起的随机动荷载对防水粘结层的影响.拉应力峰值出现在移动荷载接近于墩顶上方对应铺装表面,剪应力在移动荷载处于跨中时达到最大值.结合理论与试验分析结果,SBS(styrene butadienestyrene)改性沥青和橡胶沥青的防水粘结层主要粘结性能均满足理论分析结果的要求,可推荐为混凝土箱梁桥防水粘结层材料的首选.     

水性环氧树脂改性水泥基材料应用于彩色路面的研究

通过水性环氧树脂改性水泥基彩色砂浆,制备一种力学性能优异且经济的彩色路面铺装材料,并通过抗折强度试验、抗压强度试验、粘结强度试验、抗滑性能试验、色彩耐久性试验研究了复合材料的最佳配合比和路用性能,通过SEM试验分析了水性环氧树脂和粉煤灰对水泥水化产物的影响。研究结果表明：粉煤灰掺量10%,水性环氧树脂掺量10%,改性砂浆力学性能最优;改性砂浆的BPN基本保持在55~80,抗滑性能良好;水性环氧树脂的掺入增加了水泥砂浆的粘结性、耐酸腐蚀性和后期抗折强度,但降低了其抗压强度;适量粉煤灰可以增加水泥砂浆的后期抗折和抗压强度。     

建筑用聚酰胺树脂改性E-51环氧树脂胶黏剂的性能研究

为详细分析建筑用聚酰胺树脂改性E-51环氧树脂胶黏剂的性能,提出建筑用聚酰胺树脂改性E-51环氧树脂胶黏剂的性能研究方法,从不同聚酰胺树脂含量、不同预聚体配比与含量两个角度,测试建筑用聚酰胺树脂改性E-51环氧树脂胶黏剂使用在建筑材料中的使用性能.测试结果显示:聚酰胺树脂含量为10 g,黏度将提升至100000 mPa·s,对改性E-51环氧树脂胶黏剂的工艺性存在负面影响;聚酰胺含量增多,改性E-51环氧树脂胶黏剂拉伸强度、压缩强度逐渐变小,剪切强度值逐渐变大;将二乙烯三胺和聚酰胺按照6.6:1.1比例混合后,改性E-51环氧树脂胶黏剂使用性能最佳;制作预聚体时,OH:NCO的最佳比例为1:3,预聚体含量为35 g时,建筑用聚酰胺树脂改性E-51环氧树脂胶黏剂剪切强度最高、胶黏剂力学性能最佳.