浇注式桥面铺装材料高温性能研究

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钢桥梁由于其自身结构和桥面材料的特殊性,而对桥面的铺装层的要求很高。钢桥面铺装除要求铺装材料应能够与钢桥面板保持良好的粘结性、能够与钢桥面板保持良好的追从性、能够具有良好防水性,防止桥面受到雨水的侵蚀、能够具有较好的耐久性和耐疲劳性能等特点外,还应具备轻便的特点以减少桥面系自身的重量。一般的沥青混凝土很难完全满足要求,采用浇注式沥青混凝土作为钢桥面铺装方案是解决上述问题的途径之一。浇注式类桥面铺装方案主要指采用了浇注式沥青混凝土作为主体铺装层材料的铺装结构,如单、双层浇注式沥青混凝土,浇注式沥青混凝土作为铺装下层、铺装面层采用改性沥青SMA、密级配沥青混凝土等。浇注式沥青混凝土由沥青胶结料(由普通沥青与特立尼达湖沥青按一定比例掺配)、矿粉和细集料组成沥青胶砂,再加入粗集料搅拌形成空隙率很小的沥青混合料。浇注式沥青混凝土桥面铺装方案能够满足钢桥面铺装的特殊要求,但是其主要缺点就是高温稳定性不足,容易产生车辙。我国浇注式沥青混凝土的工程应用状况相差较大,浇注式沥青混凝土的设计还没有形成完善的体系。很多工程往往是生搬硬套国外的经验而忽略了我国对高温性能要求高的国情,所以开展对浇注式沥青混凝土高温性能的研究显得十分必要。本文在国内外有关浇注式沥青混凝土性能研究的基础上,依托港珠澳大桥工程进行室内研究。首先,分析了国内外浇注式沥青混凝土的级配设计及性能评价方法及指标的不同,综合考虑国内外的设计及评价经验,同时根据我国实际气候环境和交通条件确定了适合我国的浇注式沥青混凝土配合比设计的方法。其次,通过室内试验,研究了浇注沥青混凝土的高温性能及其提高其高温性能的方法。再次,根据混凝土的高温性能试验结果,采用重复蠕变试验验证不同胶结料对浇注式沥青混凝土高温性能影响的原理。最后,通过采用高度模拟实际施工状况的小Cooker拌和设备研究了工艺特性对浇注式沥青混凝土高温性能的影响。研究表明:浇注式沥青混凝土的高温性能受矿料级配、沥青用量的影响,级配越粗则高温性能越好,沥青用量越多则高温性能越差;浇注式沥青混凝土的高温性能受胶结料的影响,使用高温性能良好的改性沥青代替基质沥青能够提高浇注式沥青混凝土的高温稳定性性能;不同拌和设备、不同拌和工艺和不同拌和时间拌和的浇注式沥青混凝土的高温性能有差异,适当的增加混合料的拌和时间能够有效的提高浇注式沥青混凝土的高温稳定性性能。
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