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本文以辽宁滨海公路辽河特大桥为工程依托,开展了季节性冰冻地区大跨度斜拉桥的钢桥面铺装性能和合理结构体系的研究。通过对国内外大跨径钢桥面铺装工程的调研和铺装常见病害成因分析,对严寒地区大跨度钢桥面铺装方案技术特点和不同结构组合的使用性能进行了对比研究,确定辽河特大桥采用ERS钢桥面铺装技术。ERS技术利用了改性环氧树脂耐高温、高强度和可追随变形的优点,在光滑的钢板上形成一层防水防腐的抗滑层EBCL,约束铺装层不产生水平滑动位移,再利用冷拌环氧树脂沥青混凝土技术,在EBCL层面上冷做施工成型一层高强度小孔隙率且耐高温和抗损坏的树脂沥青混凝土(RA05)整体化层,保护EBCL层免受SMA施工损伤,有效的分散车轮荷载并增强整体的防水效果。通过高粘度的复合改性沥青生产的高性能SMA混合料作为行车功能层,为桥面铺装提供行车安全和优良的舒适性。针对辽河特大桥的工程环境和力学特点,对铺装结构中EBCL、RA05和SMA10等关键性材料进行了大量的室内针对性试验。试验包含了EBCL的施工性能试验、强度试验、变形性能试验和老化后性能试验;RA05胶料的性能试验和RA05树脂沥青混凝土的性能试验,其中包含了一种专为低温地区开发的新型RA05胶料;表面层SMA10的高粘沥青性能试验和SMA10沥青混合料的高低温、水稳和耐久性能试验。根据辽河特大桥的铺装结构和材料性能试验,制作了足尺钢箱梁铺装模型,并开展了加速加载试验,研究了在不同加载阶段、轴载大小等因素的作用下桥面铺装强度衰减和疲劳破坏,以及高温性能和抗水害性能,同时采集钢桥面内部应力和应变响应数据,为确定辽河特大桥钢桥面铺装方案提供了依据。最后,对辽河特大桥工程施工阶段的施工工艺和检测评定标准进行了分析,ERS铺装施工简单,不需要专用的施工设备,且工后不需要长时间的养护,对施工环境等要求不高,能够满足较低温条件下的施工需求。检测结果满足了设计要求和工程标准,验证了ERS钢桥面铺装技术具有良好的施工可操作性。本文结合辽河特大桥的结构特点,在现有钢桥面力学研究的基础上,提出推荐的ERS铺装结构,对ERS铺装体系进行材料和结构的性能优化试验分析,提出满足辽河大桥特殊使用条件的铺装结构及其材料技术指标,并指导实体工程的实施,解决了严寒地区大跨度钢桥面铺装实施中面临的问题,提高了铺装的使用质量和使用寿命,促进了我国东北寒冷地区钢箱梁桥面铺装技术水平,具有很显著的经济效益和社会意义。