大跨径钢箱梁桥高韧性复合铺装结构.docx

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1、大跨径钢箱梁桥高韧性复合铺装结构倪富健教授课题组东南大学交通学院主要内容钢桥面铺装结构与材料高韧性复合钢桥面铺装结构钢桥面铺装层材料高低温性能对比钢桥面铺装结构与材料铺装层材料SMA沥青混凝土浇筑式沥青混凝土环氧沥青混凝土特种沥青混凝土树脂沥青混凝土l目前钢桥面铺装基本上由这五种材料组合而成*特种沥青混凝土特指日本钢桥面铺装特种密级配改性沥青混凝土双层SMA沥青混凝土SMA沥SMA沥双层SMA沥青混青混凝土青混凝土凝土铺装层l应用桥梁：虎门大桥、海沧大桥、白沙洲大桥等l存在的主要病害：车辙、裂缝、层间脱空、推移拥抱等l病害原因：Ø粘结层强度不足；ØS

2、MA沥青混凝土难以满足大跨径钢箱梁桥面铺装使用需求；双层SMA沥青混凝土海沧大桥铺装层裂缝单层浇筑式沥青混凝土浇筑式沥单层浇筑式沥青青混凝土混凝土铺装层l应用桥梁：江阴长江大桥l存在的主要病害：严重车辙、裂缝、推移拥抱、龟裂、破碎等l病害原因：Ø浇筑式沥青混凝土高温稳定性差，车辆荷载作用下引起严重的永久变形，引发多种病害大规模爆发；单层浇筑式沥青混凝土江阴大桥车辙病害江阴大桥裂缝病害江阴大桥裂缝病害严重破坏，丧失功能双层环氧沥青混凝土环氧沥青混凝土环氧沥青混凝土双层环氧沥青混凝土铺装层l应用桥梁：南京长江二桥、南京长江三桥、润扬大桥、苏通大桥、杭州湾大桥

3、。武汉天兴洲大桥等l存在的主要病害：裂缝，其中大部分为纵向裂缝等l病害原因：Ø环氧沥青混凝土刚度过大，变形协调性较差，车辆荷载作用下内部应力聚集难以消散，反复作用下形成疲劳裂缝；双层环氧沥青混凝土润扬大桥双层环氧沥青混凝土铺装层裂缝病害下层浇筑+上层特种沥青混凝土浇筑式沥日本特种下层浇筑+上层特改性沥青种沥青混凝土铺青混凝土混凝土装层l应用桥梁：日本明石海峡大桥、南京长江四桥等l存在的主要病害：通车运营时间较短，尚未大规模发生病害，但存在病害隐患l病害隐患原因：Ø该方案引自日本钢桥面铺装方案，但日本钢桥面铺装方案在钢桥面结构、车辆荷载、环境气候等方面与中国实

4、情存在巨大差异钢桥面结构差异日本钢桁架梁中国钢箱梁l日本钢桁架梁桥面结构刚度较大，对桥面铺装支撑充分；内部空间开放流通，空气对流强烈，不易积蓄热量，有利于铺装层的散热；l中国钢箱梁结构柔度较大，需要钢桥面铺装同时具有较大的强度与良好的变形协调性；内部空间封闭，易积蓄热量，夏季高温季节对铺装层，尤其是下层高温性能较差的浇筑式沥青混凝土构成严重威胁；车辆荷载与气候环境差异日本明石海峡大桥中国南京长江四桥l日本交通法令严格，超载现象十分罕见；中国车辆超载现象十分普遍，铺装层需要承受更大的轴重；l日本地理位置纬度较高且属于海洋性气候，高温气候温度较低且持续时间较短；

5、中国长江流域及以南地区夏季高温酷热，铺装层高温稳定性面临严酷考验下层浇筑+上层环氧沥青混凝土浇筑式沥环氧沥青下层浇筑+上层环氧沥青混凝土铺青混凝土混凝土装层l应用桥梁：泰州长江大桥等l存在的主要病害：通车运营时间较短，尚未大规模发生病害，但存在病害隐患l病害隐患原因：Ø下层浇筑式沥青混凝土高温稳定性较差，柔度较大，难以对上层铺装结构提供足够的支承；Ø上层环氧沥青混凝土刚度较大，变形协调性较差，相比双层环氧沥青混凝土中的上面层，变形量更大，极易发生裂缝病害；下层浇筑+上层SMA沥青混凝土浇筑式沥SMA沥下层浇筑+上层SMA沥青混凝土青混凝土青混凝土铺装层l应用

6、桥梁：山东胜利黄河大桥维修工程、天津子牙河大桥、安徽安庆长江大桥、重庆石板坡长江大桥、湖南长沙三汊矶大桥等l存在的主要病害：裂缝、车辙l病害原因：Ø下层浇筑式沥青混凝土高温稳定性较差，柔度较大，难以对上层铺装结构提供足够的支承；ØSMA沥青混凝土难以满足大跨径钢箱梁桥铺装层性能需求；ERS树脂沥青复合铺装层下层树脂沥青混凝土上层SMA沥青混凝土ERS铺装层l应用桥梁：西陵长江大桥、江东大桥、宜昌桥大修、辽河大桥、象山港大桥等l存在的主要病害：通车运营时间较短，尚未大规模发生病害，但存在病害隐患l病害隐患原因：Ø下层树脂沥青混合料变形协调性与抗裂性能欠佳；

7、Ø上面SMA沥青混凝土难以满足大跨径钢箱梁桥面性能需求；钢桥面铺装高韧性复合结构钢箱梁高韧性沥青混凝土沥青类粘结层高韧性树脂混凝土树脂类粘结层钢桥面板l高韧性树脂混凝土具备极为优异的高温稳定性、低温抗裂性及抗疲劳性能，高低温性能均远超现有铺装层材料l高韧性树脂混凝土具有良好的隔热性能l高韧性沥青混凝土作为功能磨耗层，提供良好的表面抗滑性能，同时具有良好的高低温性能l上面层高韧性沥青混凝土施工工艺简单，养护维修方便高低温性能试验高温车辙动稳定度试验低温三点小梁弯曲试验试验材料l按铺装层材料所在层位进行分层对比上面层材料环氧沥青混凝特种沥青混凝SMA沥青混高韧

8、性沥青混土土凝土凝土下面层材料环氧沥青混凝土浇筑式