基于组合结构的钢桥面浇注式沥青铺装材料疲劳损伤研究

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1、分类号U416单位代码10618密级公开学号2120950042专业硕士学位论文基于组合结构的钢桥面浇注式沥青铺装材料疲劳损伤研究研究生姓名：熊周年导师姓名及职称：付应华教授级高工宋永朝副教授申请专业学位类别工程硕士学位授予单位重庆交通大学论文提交日期2015年04月25日专业领域名称交通运输工程论文答辩日期2015年06月04日2015年06月10日FatigueDamageoftheSteelDeckPavementMaterialsGussasphaltbasedoncombinedstructure

2、ADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：Supervisor：ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的

3、法律结果由本人承担。学位论文作者签名日期；年月’、、、曰重庆交通大学学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务（包括但不限于汇编、复制、发

4、行、信息网络传播等），同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。学位论文作者签名：風斗指导教师签名：藥曰期伤年（月＾曰曰期：兴少年＾月文曰本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕±学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。学位论文作者签名淆周幸指导教师签名：付秦參曰斯２〇均年（月曰曰親＞处年月曰］摘要随着我国公路的高速发展，大跨径钢桥在公路运输中起着越来越重要的作用，而正交异性钢桥面板有着质量轻

5、，施工期短，结构性能优良等特点，受到越来越多大跨径钢桥设计者的青睐。浇注式沥青混凝土因其优良的抗老化性、抗疲劳性、防水性以及追随正交异性钢桥面板变形的能力，使其经常被使用于正交钢桥面铺装，在欧洲以及日本的大跨径钢桥面铺装中也有着极其广泛的应用。经过十余年的研究与实践证明，钢桥面沥青铺装层的病害不仅仅是沥青混合料的材料性能问题，因为不论材料性能如何优良，毕竟有其局限性，而铺装的支撑面刚性不足或不均匀却能严重地抵消材料在性能上的提升。因此，研究浇注式沥青混凝土的疲劳性能应该把它与钢桥面板结合起来研究。本文通过对

6、德国和日本评定浇注式沥青路用性能的方法进行了分析，并结合我国气候情况及浇注式沥青混合料应用情况，认为日本用车辙动稳定度来衡量浇注式沥青混合料热稳定性的方法缺乏控制性，因此认为采用贯入度以及贯入度增量的试验方法作为热稳定性的控制指标更加符合我国的情况，并根据不同气候分区分别提出技术要求，同时以流动性指标反映浇注式沥青混合料的和易性，要求240℃时不宜大于60s。在研究浇注式沥青混凝土的疲劳损伤时，主要根据正交异性钢桥面铺装结构受力的特性,对比分析了国内外疲劳试验模型的加载方式和破坏特点；以研究铺装材料的疲劳性

7、能为目的，选取东南大学三点加载疲劳实验模型，建立了与实桥受力特点一致的钢桥面铺装组合结构体（由正交异性板和浇注式沥青混凝土组成）测试模型。该模型可以表征实桥正交异性钢桥面体系的结构特性，反应钢桥面铺装的真实形变特性，并可以对铺装体系的疲劳特性进行统一、快速、有效的评估。而后运用Chaboche和Lemaitre提出了疲劳损伤演化模型，从力学近似法的角度出发推导出单一沥青矩形截面梁的疲劳寿命模型。再运用抗弯刚度等效的原理简化复合结构体为单一矩形截面梁，将钢板转化为沥青铺装层叠加至矩形截面梁上，从而推导出复合结

8、构的疲劳寿命模型。最后在实验室成型由组合结构体测试模型，采用UTM-100伺服液压沥青混合料动态疲劳试验系统进行疲劳实验，并收集相应数据，对实验数据进行分析和整理后用于对组合结构疲劳寿命的理论模型中的参数进行拟合求解，最后完善复合结构的疲劳寿命模型。关键词：钢桥面铺装，组合结构，疲劳，损伤力学，浇注式沥青混凝土IABSTRACTWiththerapiddevelopmentofChina'shighway,lon