基于組合結(jié)構(gòu)的鋼橋面澆注式瀝青鋪裝材料疲勞損傷研究.pdf

1、隨著我國公路的高速發(fā)展，大跨徑鋼橋在公路運(yùn)輸中起著越來越重要的作用，而正交異性鋼橋面板有著質(zhì)量輕，施工期短，結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良等特點(diǎn)，受到越來越多大跨徑鋼橋設(shè)計者的青睞。澆注式瀝青混凝土因其優(yōu)良的抗老化性、抗疲勞性、防水性以及追隨正交異性鋼橋面板變形的能力，使其經(jīng)常被使用于正交鋼橋面鋪裝，在歐洲以及日本的大跨徑鋼橋面鋪裝中也有著極其廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過十余年的研究與實踐證明，鋼橋面瀝青鋪裝層的病害不僅僅是瀝青混合料的材料性能問題，因為不論材料性能

2、如何優(yōu)良，畢竟有其局限性，而鋪裝的支撐面剛性不足或不均勻卻能嚴(yán)重地抵消材料在性能上的提升。因此，研究澆注式瀝青混凝土的疲勞性能應(yīng)該把它與鋼橋面板結(jié)合起來研究。
　　本文通過對德國和日本評定澆注式瀝青路用性能的方法進(jìn)行了分析，并結(jié)合我國氣候情況及澆注式瀝青混合料應(yīng)用情況，認(rèn)為日本用車轍動穩(wěn)定度來衡量澆注式瀝青混合料熱穩(wěn)定性的方法缺乏控制性，因此認(rèn)為采用貫入度以及貫入度增量的試驗方法作為熱穩(wěn)定性的控制指標(biāo)更加符合我國的情況，并根據(jù)不同

3、氣候分區(qū)分別提出技術(shù)要求，同時以流動性指標(biāo)反映澆注式瀝青混合料的和易性，要求240℃時不宜大于60s。
　　在研究澆注式瀝青混凝土的疲勞損傷時，主要根據(jù)正交異性鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)受力的特性，對比分析了國內(nèi)外疲勞試驗?zāi)Ｐ偷募虞d方式和破壞特點(diǎn);以研究鋪裝材料的疲勞性能為目的，選取東南大學(xué)三點(diǎn)加載疲勞實驗?zāi)Ｐ?，建立了與實橋受力特點(diǎn)一致的鋼橋面鋪裝組合結(jié)構(gòu)體（由正交異性板和澆注式瀝青混凝土組成）測試模型。該模型可以表征實橋正交異性鋼橋面體系的

4、結(jié)構(gòu)特性，反應(yīng)鋼橋面鋪裝的真實形變特性，并可以對鋪裝體系的疲勞特性進(jìn)行統(tǒng)一、快速、有效的評估。而后運(yùn)用Chaboche和Lemaitre提出了疲勞損傷演化模型，從力學(xué)近似法的角度出發(fā)推導(dǎo)出單一瀝青矩形截面梁的疲勞壽命模型。再運(yùn)用抗彎剛度等效的原理簡化復(fù)合結(jié)構(gòu)體為單一矩形截面梁，將鋼板轉(zhuǎn)化為瀝青鋪裝層疊加至矩形截面梁上，從而推導(dǎo)出復(fù)合結(jié)構(gòu)的疲勞壽命模型。最后在實驗室成型由組合結(jié)構(gòu)體測試模型，采用UTM-100伺服液壓瀝青混合料動態(tài)疲勞試驗