水泥混凝土桥面铺装层间界面剪切性能试验研究.pdf

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1、第1期（总第164期）No.1(SerialNo.164)2013年2月CHINAMUNICIPALENGINEERINGFeb.2013DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2013.01.030水泥混凝土桥面铺装层间界面剪切性能试验研究11112王伟，孟庆营，周卫峰，张红兵，张娟（1.天津市市政工程研究院，天津300074；2.长安大学特殊地区道路教育部重点实验室，陕西西安710064）摘要：为减少推移、拥包、铺装层脱落等桥面铺装剪切破坏，建立了足尺力学实体模型，利用有限元软件ANSYS分析了桥面铺装体系内的剪应力分布状况，然后针对层间界面这一薄弱环节，利用直剪试验对

2、层间界面剪切性能进行了深入研究。试验结果表明：双SMA倒装结构（上面层SMA-16/下面层SMA-13）在层间抗剪强度上具有较为明显的优势；溶剂型黏结剂与SBS改性沥青和水性沥青基涂料相比，具有较好的抗剪性能；在浸水和冻融试验条件下，3种界面的抗剪强度存在显著差异，刷毛＞凿点＞刻槽；试验条件对层间界面的抗剪强度有十分重要的影响：抗剪强度干燥状态时＞冻融状态时＞浸水状态时；在不施加正压力的情况下，下界面层间抗剪强度：公称最大粒径较小的混合料＞较粗的混合料。关键词：道路工程；剪切性能；直剪试验；层间界面；桥面铺装中图分类号：U443.33文献标志码：A文章编号：1004-4655（2013）01

3、-0087-05［1-2］在桥面铺装体系中，常见的剪切破坏有两种。铺装层力学分析时采用均布荷载，荷载作用面［4］一种是铺装上、下层之间以及铺装下层与桥面板之积依据规范将轮胎接地面形状由圆形面积等效转间黏结层的剪切破坏，不仅降低了桥面板和铺装层换成矩形面积0.15m×0.30m，保持两轮中心间距的复合作用，加速铺装层的损坏，而且给修复工作25cm不变。取标准轴载轮胎接地压强为0.707MPa。带来极大的困难，常见的类型是铺装层脱落；另一根据桥面板及梁的几何尺寸和计算荷载接地种是在行车荷载引起的垂直力和水平力的综合作用面的几何尺寸，分别在中间横隔板之间的L/2和下，铺装层内产生的剪应力超过铺装层

4、材料的抗剪L/4的3个行车道上布置计算荷载，分别记作荷位强度，在铺装层内产生剪切破坏，常见的类型是搓L/2-1、L/2-2、L/2-3和L/4-1、L/4-2、L/4-3。板、拥包等。因此，很有必要对桥面铺装体系内的在上述6种荷位分别加载，依次计算铺装上下剪应力分布状况及桥面铺装体系的抗剪切破坏能力层之间横向、纵向，铺装下层与桥进行研究。面板之间横向、纵向，铺装上层内1桥面铺装体系剪应力分布状况计算的和铺装下层内的。铺装体系的最大剪［3］ANSYS有限元足尺力学实体模型，总长切应力计算结果见表2。由表2可知：同一荷位处，18.35m，包括4个横隔板，每个横隔板厚35cm，层间的剪应力明显大于

5、层内的剪应力，且层间的横间距为6m；总宽38.6m，设有斜腹板，厚度取40cm。向剪应力明显大于层间的纵向剪应力。其中以铺装边界采用在两端横隔板的底端固结。桥面铺装体系下层和桥面板之间的横向剪应力最大，铺装层之各部分结构计算参数如表1所示。间的横向剪应力次之。表1桥面铺装体系各部分结构计算参数表2铺装体系最大剪应力汇总表MPa结构层次厚度/cm模量/MPa泊松比荷位桥面板30360000.15L/2-10.5050.2560.6320.3410.1670.300铺装上层4020000.30L/2-20.5060.2540.6320.3420.1680.298铺装下层6018000.30L/2

6、-30.5060.2550.6330.3400.1670.299L/4-10.5060.2550.6320.3410.1670.297L/4-20.5060.2550.6330.3430.1660.301收稿日期：2012-12-03L/4-30.5060.2550.6320.3410.1670.299第一作者简介：王伟（1985—），男，山东省齐河县人，工程师，工学硕士。对于双层铺装方案而言，采取分层铺筑，层间87王伟，孟庆营，周卫峰，等：水泥混凝土桥面铺装层间界面剪切性能试验研究2013年第1期设有黏结层，是用来增强铺装体系复合整体作用表3铺装层0.7MPa正应力直剪试验结果的，改善了铺

7、装层的受力状态。但层间出现了材料结构编号剪切力/N面积/m2抗剪强度平均/MPa/MPa的变异性，相应的层间受力状态也会发生突变(剪Ⅰ—1—160900.00810.752应力集中)。层间2种材料的性质差别越大，在层上面层SMA-13Ⅰ—1—259340.00810.7330.732下面层SMA-16Ⅰ—1—358110.00810.717间界面产生的应力突变就越明显，所以，层间特别Ⅰ—1—458760.00