桥面铺装排水联结层抗剪切性能评价-葛折圣.doc

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1、.桥面铺装排水联结层抗剪切性能评价摘要：在水泥混凝土调平层与沥青铺装层之间设置筋骨架增强的碎石排水联结层，起到排水、调温和补强作用。采用自制的层间剪切试验装置，通过正交试验设计，比较了不同温度、正压力和材料对桥面排水联结层的抗剪性能的影响。结果表明，正压力是影响试件冲击韧性的主要因素，温度大小是次要因素。试验温度20℃、正压力为1MPa的试件其平均剪切强度值和冲击韧性最大，为最优方案。排水联结层能够延长桥面结构和沥青铺装层的使用寿命，具有极高的理论价值和工程推广应用前景。关键词：水泥桥面；排水；联结；剪切试验0引言由国内外对于高速公路的调查发现，由于沥青铺装层的施工离析导致局部空隙率过大

2、。如果沥青混凝土铺装层空隙率较大，面层积水可能渗到沥青混凝土铺装层中，并渗入到沥青混凝土铺装层与桥面板的界面之间，界面中的水若不能及时排除，桥面铺装在行车动载及温度变化综合作用下就会产生水损害。由于水泥混凝土结构存在裂缝，水很容易渗入到桥梁主梁中，进而腐蚀钢筋甚至预应力钢束，长期作用会减小钢筋截面面积，造成梁板的配筋率减少，最终会对桥梁主梁造成结构性损坏，破坏情况严重时，甚至会影响桥梁的正常使用性能和预应力馄凝土桥梁结构的脆性破坏。水泥混凝土中水分的增加将会加重混凝土的冻融循环损坏，北方地区公路冬季撤盐化雪，盐水对混凝土和钢筋的腐蚀更为致命。此外，桥梁是竖立在地表之上的结构，桥面与路面结

3、构不同，不受地温的影响，其上下部分均与空气发生对流和热交换，直接经受大气和环境的影响。夏天在强烈的阳光照射下，梁体吸收热量，桥面温度远高于空气温度。调查表明，高温季节由于桥面辐射加热作用，沥青铺装层内部相同深度处的温度比路基段沥青路面高出5℃~10℃。因此，桥面的排水设计及防水层设置对防止桥面早期病害非常重要。桥面的早期病害严重影响桥面行车的舒适性和桥梁结构的正常使用，甚至对桥梁的主体结构产生危害，处理不好桥面防水和排水必将在经济和社会影响上产生不良后果。因此，应深入研究桥面排水技术，以保证桥梁的正常使用和行车安全。本文..在水泥混凝土调平层与沥青铺装层之间设置筋骨架增强的碎石排水联结层

4、[1]，起到排水、调温和补强作用。1试验材料1.1水泥混凝土板试验采用的水泥标号42.5，一块板的规格：30cm×30cm×3cm，体积2.7L.按照表观密度2444kg/m3来计算材料用量。查试验规范取W/C为0.45，砂率为30%，Mwo=200kg，计算材料配合比再乘以体积2.7L，得到每块板材料用量如下：水泥1.20kg、中砂1.46kg、碎石3.40kg、水0.54kg。经7天成型四块板，每块板上面都嵌入四个钢筋网格，嵌入深度1cm左右，振动台振动成型，振动时用力往下压进去1cm左右。钢筋网的摆放尽可能的规整，四边平行对齐。边缘离模具内侧约4cm，中间两边间隔约2cm。一个模具

5、当中摆放4个。如图1所示。图1水泥混凝土板与钢筋网格图2用于排水联结层的钢筋网格1.2钢筋网格联结层钢筋网所用钢筋直径3mm，制成规格10cm×10cm×3cm的网笼模型，图2中的钢筋网笼分为三层，轮廓尺寸均10cm×10cm，上层中层间隔1cm，中层下层间隔2cm。由于钢筋网制作不便，尺寸存在一定误差。为方便接下来撒铺碎石排水层和嵌入沥青层，实际高度略高于3cm。..1.3沥青混合料采用的改性沥青AC-20C混合料，油石比为4.60%。2试验方法2.1试验夹具（1）MTS材料试验系统：MTS材料试验机为电液伺服闭环控制，静、动态多用途万能试验系统。该机设有手动和计算机自动控制两种操作方

6、式。主控计算机采用建立在WindowsNT基础上的OS/2操作系统，自带多个软件包，可以实现预定载荷谱加卸载试验的程序控制；能方便地进行控制与试验数据观察之间的切换，并能对试验曲线坐标进行适时变换。被广泛地用于各种工程材料的力学性能测试工作。主机载荷容量：±100kN，液压动作行程：±150mm；载荷传感器精度：优于0.5%，环境温度范围：-129℃~+540℃。主要用途：多种材料的静、动态单轴拉伸、压缩、三点弯曲和四点弯曲试验；多种波形和随机疲劳试验。（2）试验夹具：采用层间剪切装置[2]，主要部件包括压力机、剪切组件以及预压件；压力机包括加载底座，预压件置于加载底座上，预压件内置有长

7、方体试件；预压件通过压力机锁紧长方体试件。剪切组件包括剪切压头与剪切底座；剪切底座装于加载底座上，且在剪切底座中心位置设置一定深度的空槽，空槽两侧对称设有接触部。预压装置如图3、4所示。由1块正方形底板、1块正方形顶板、4根导杆和4个锁紧螺栓组成。底板与顶板均为边长为100mm的正方形钢板，厚度为10mm。导杆直径为8.5mm，两根导杆的中心间距为80mm。..图3试件与预压装置立面图图4试件与预压装置顶面图剪切装置如图5所示，剪切