大跨径、大悬臂矮塔斜拉桥桥面铺装技术研究.doc

大跨径、大悬臂矮塔斜拉桥桥面铺装技术研究大跨径、大悬臂矮塔斜拉桥悬臂板刚度相对较小,腹板和撑板刚度较大,其混凝土箱梁与钢箱梁的桥面受力类似,变形较大,容易引起悬臂板中部桥面铺装开裂,因此大跨径、大悬臂矮塔斜拉桥桥面铺装技术是其关键技术之一。浇注式沥青混凝土桥面铺装变形能力强,整体性优良,具有优良的抗低温开裂、抗疲劳开裂性能和变形追从性,但是因所用改性沥青的高温性能、变形追从性和耐久性不足,很多桥面通车后不久即发生严重破坏。本研究在已有国内外相关研究的基础上,结合佛山石湾特大桥建设工程,深入系统地分析石湾特大桥桥面铺装的受力特性,采用TLA+SBS复合改性沥青和掺加玄武岩矿物纤维,对TLA+SBS复合改性沥青混凝土TGAC桥面铺装的配合比设计、路用性能、施工工艺和施工质量控制方法进行了研究:1、石湾特大桥桥面铺装层最不利车载作用位置及各受力控制指标值通过建立大跨径、大悬臂矮塔斜拉桥桥面复合铺装体系模型,采用三维有限元方法分析桥面铺装层的力学响应,以确定最不利车载作用位置及铺装层的各受力控制指标值。在此基础上,提出了SBS改性AC-13C铺装混合料和复合改性TGAC-10铺装混合料的技术指标要求,并得到复合改性TGAC-10铺装下面层的疲劳寿命预估方程。2、TLA+SBS复合改性沥青组成材料优化研究通过对十三种TLA掺量的TLA+SBS复合改性沥青分别进行试验,得出了TLA+SBS复合改性沥青的软化点、当量软化点、针入度、针入度指数PI、延力等随TLA掺量的变化规律,确定了TLA+SBS复合改性沥青的最佳配比,提出了TLA+SBS复合改性沥青的技术性能指标要求。通过对TLA+SBS复合改性沥青进行微观性质试验,揭示了TLA+SBS复合改性沥青的改性机理。3、TLA+SBS复合改性沥青混凝土混合料组成优化研究设计出公称粒径为9.5mm的TLA+SBS复合改性沥青混凝土TGAC-10的级配范围。采用五个不同TLA掺量(0%、20%、30%、40%、50%)的TLA+SBS复合改性沥青分别对AC-10、SMA-10和TGAC-10沥青混凝土进行马歇尔试验配合比设计,并对其路用性能进行了对比研究,得出了各种沥青混凝土的路用性能指标随TLA掺量的变化规律,确定了满足桥面铺装路用性能要求的TGAC-10的目标配合比,提出了佛山石湾特大桥桥面铺装TGAC-10的技术要求。4、TLA+SBS复合改性沥青混凝土桥面铺装质量控制指标与方法根据室内外试验结果,依托实体工程,对TLA+SBS复合改性沥青混凝土TGAC-10桥面铺装的施工工艺和施工质量控制技术进行研究,提出了TLA+SBS复合改性沥青混凝土TGAC桥面铺装的施工技术指南和质量控制标准。5、TLA+SBS复合改性沥青混凝土桥面铺装的使用性能通过对TLA+SBS复合改性沥青混凝土TGAC桥面铺装跟踪观测以及PFWD模量、平整度、压实度、车辙等使用性能检测。结果表明:铺装下层TGAC-10沥青混合料的生产配合比控制严格,满足质量控制要求;并且具有优良的使用性能,达到施工控制要求,具有显著的经济和社会效益。