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钢纤维增强聚合物混凝土桥面铺装层修筑技术的研究

罗立峰  
【摘要】:目前正在运营的混凝土公路桥有32%在结构上或功能上有问题,而在这众多有问题的桥中,许多是由于混凝土桥桥面铺装的失效导致有害物质的下渗而引起的。近年来,公路桥梁已出现多起竣工通车不久即大规模或全线整修桥面铺装,引起当地政府和公众媒体的极大关注,成为设计施工与管理部门极为关注的课题之一。 不同于道路铺装,桥面铺装通常没有结构性的目的,它们的目的主要是用于提高桥面的耐久性和服务寿命。影响桥面耐久性和服务寿命的主要因素是被侵蚀性物质贯穿桥面的速度,也就是混凝土的渗透性。除了孔隙率之外,混凝土的渗透性是被已经存在的裂缝控制的。因此,铺装设计的主要目标是控制裂缝并将裂缝减至最小:一个设计良好的桥面铺装系统应符合下面要求:(1)高的耐久性;(2)低的渗透率;(3)对剥离和脱空具有高的抵抗力;(4)10年以上的免维护保养。将以上四点要求具体化,桥面铺装设计可总结为三个方面:(1)桥面铺装的材料类型;(2)桥面铺装厚度的确定;(3)桥面铺装的施工工艺。本文就以上三个方面,针对水泥基混凝土桥面铺装进行了研究。 1.钢纤维增强聚合物混凝土铺装材料(SFRPC)的开发 钢纤维增强聚合物混凝土(SFRPC),它克服了聚合物改性混凝土与钢纤维混凝土的缺点,吸收了两者的优点,形成包括高强度、高抗冲击能力、高延展性、优秀的裂缝控制、高耐久性和低渗透率等优良性能,并且施工相对容易。试验证明是一种理想的桥面铺装材料。象所有铺装材料一样,SFRPC铺装必须被正确地设计、制备及施工以发挥其潜在的能力。 2.设计方法 根据实验研究、数值分析及结构的线弹性理论,考虑桥面铺装层的功能要求,对铺装层的受力状况进行了简化并提出了若干假定。在此基础上,提出以梁板体的最大弯矩为基础,以桥面铺装开裂和剥离为控制指标的水泥混凝土桥面铺装设计方法。 3.桥面铺装的施工 钢纤维增强聚合物混凝土桥面铺装施工的关键是:(1)如何处理好桥面铺装层上表面,满足行车质量要求;(2)如何处理好桥面铺装层下表面,使之与其下的梁板体粘结牢固。本文探讨了施工时如何处理这两个面,使其达到设计要求,最后在总结工程实践与分析理论的基础上,归纳出施工该类桥面铺装的施工工艺及施工流程。


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