季冻区混凝土桥梁桥面铺装材料设计与施工技术研究

【摘要】随着我国交通事业快速发展，桥梁数量迅猛增多。桥面铺装层作为桥梁行车体系的重要组成部分，可以大大缓解动载对桥面板的冲击，并能够满足舒适、平稳的行车要求，越来越受到国内外学者重视。桥面铺装与普通路面铺装有很大的不同，桥面铺装层直接铺设在水泥混凝土板上，在行车载荷、风载、温度变化及地震等因素的影响下，其受力和变形比普通公路路面要复杂很多，因此对其材料的强度、稳定性、耐久性以及施工工艺都有更高的要求。季冻区气候夏季高温多雨、冬季寒冷干燥，对桥面铺装材料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等路用性能提出更高要求。季冻区气候条件下适合桥面铺装的施工时间相对较短，气温高低与桥面铺装质量密切相关。针对低温环境条件的桥面铺装施工问题，本文提出掺加温拌剂以降低沥青混合料的拌和与压实温度，消除低温给桥面铺装施工带来的不利影响。本文依托“快速路高架桥桥面铺装典型结构与材料研究”项目，主要对季冻区混凝土桥梁桥面铺装材料与施工关键技术进行研究，主要内容及结论如下：1.针对季冻区桥面铺装的使用条件和特点，本文结合现有研究及室内试验成果，提出采用“5cmSBS改性沥青混凝土（AC-13C）+5cm中粒式沥青混凝土（AC-16C）”作为桥面铺装结构形式。当铺装层在秋冬低温环境下施工时，对沥青混合料掺加Sasobit-LM温拌剂，降低低温环境给铺装施工带来的不利影响。2.通过室内试验，对AC-13C沥青混合料、SBS改性AC-13C沥青混合料和AC-16C沥青混合料进行了配合比设计，分别确定了其最佳油石比，并对三种铺装材料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等路用性能进行对比分析。研究结果表明，SBS改性AC-13C沥青混合料各项路用性能均优于基质沥青AC-13C混合料，更适合作为桥面铺装上面层；AC-16C沥青混合料各项路用性能均符合桥面铺装下面层性能要求。3.通过布氏旋转粘度试验发现，当温度为100-110℃时，Sasobit-LM对沥青粘度影响的变化幅度最大，当沥青在100℃左右时，掺Sasobit-LM温拌剂沥青的粘度大于未掺温拌剂沥青的粘度；当沥青高于110℃时，掺Sasobit-LM温拌剂沥青的粘度开始小于未掺温拌剂沥青的粘度，说明Sasobit-LM有很好的低温増粘、高温降粘的效果。4.通过传统粘温曲线和变温马歇尔击实试验两种方法分别对温拌沥青沥青混合料的拌和与压实温度进行确定。研究表明，由传统粘温曲线确定出的温拌沥青的拌和与压实温度偏高，测出的Sasobit-LM温拌剂对沥青混合料拌和与压实温度温度降幅较小，这与掺加Sasobit-LM后沥青粘度明显下降不相符合。5.通过变温马歇尔击实试验，确定了掺量为2％的Sasobit-LM对SBS改性沥青混合料拌和与压实温度的降幅为27℃左右；对90号沥青混合料拌和与压实温度的降幅为20℃左右。6.通过对温拌剂沥青混合料各项路用性能检测得出，Sasobit-LM可以提高沥青混合料的高温稳定性，对低温抗裂性几乎没有影响，对水稳定性有小幅提高。7.对铺装层温拌沥青混合料施工关键技术问题进行了研究，提出了季冻区混凝土桥面铺装质量检验标准，并通过试验路工程对本文提出的季冻区混凝土桥梁桥面铺装材料进行检验，检验结果表明，铺装层各项指标均符合设计要求。
【作者】牛彦峰；
【导师】刘寒冰；
【作者基本信息】吉林大学，道路与铁道工程，2014，硕士
【关键词】季冻区；桥面铺装；温拌沥青混合料；施工工艺；

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