新型钢箱梁桥面铺装技术

新型桥面铺装材料与结构优化设计汇报人：丁庆军教授、博士生导师d

单位：武汉理工大学

2014年6月23日当前1页，总共109页。丁庆军，男，工学博士，武汉理工大学产学研首席教授，博士生导师，享受国务院政府特殊津贴。主要从事高强与高性能混凝土、桥梁与隧道工程材料的研究与应用工作。中国硅酸盐学会水泥分会理事，水泥化学及物化测试专业委员会副主任委员，《施工技术》杂志学术委员会理事，湖北省科学技术咨询服务中心建材科技工程咨询部专家组成员。个人简介主要研究领域学术兼职当前2页，总共109页。先后主持国家“863”项目2项，国家“973”课题1项，国家“十一五”、“十二五”科技支撑计划子课题各1项、国家自然科学基金2项、各类省部级科研课题共计20余项。近五年主持的各类国家科技计划项目：当前3页，总共109页。承担工程项目100多项，发明的钢管高强混凝土膨胀控制与制备技术，先后应用于世界第一跨度的合江一桥（530m），世界第二跨度的巫山长江大桥（460m）等100余座钢管混凝土桥，参与编写了国家标准《钢管混凝土拱桥技术规程》，推动了钢管拱桥的应用与发展。世界第一跨度的全钢管混凝土桁架桥干海子大桥(最长的连续梁为1044.7m，最高桥墩达107m)世界第一跨度钢管混凝土拱桥合江一桥(净跨度530m)世界第二跨度钢管混凝土拱桥巫山长江大桥(净跨度460m)主要承担的工程项目当前4页，总共109页。湖南湘潭湘江四桥

湖南茅草街大桥

重庆巫山长江大桥

武汉江汉晴川桥(江汉三桥)浙江淳安南浦大桥浙江华光潭桥重庆奉节梅溪河大桥广东东莞水道大桥

浙江宁波三门口（中门）桥

浙江宁波三门口（北门）桥

武汉江汉长丰桥(江汉五桥)广东潮州韩江北桥广西南宁永和大桥长沙黑石铺湘江大桥湖北省秭归青干河大桥

贵州水柏北盘江铁路大桥

青藏拉萨河铁路特大桥

宜昌三峡龙潭河大桥浙江杭州钱塘江四桥（460m，世界跨度第一）四川广元昭化大桥长春伊通河大桥后湖大桥岱山特大桥当前5页，总共109页。开发低温升抗裂高性能大体积混凝土，解决了内外温度梯度大造成的开裂问题，取消冷却水管，简化施工工艺，缩短工期，降低工程造价，取得了显著的社会和经济效益。合江一桥嘉绍大桥大榭二桥西藏通麦特大桥合江二桥港珠澳大桥当前6页，总共109页。公开发表学术论文100余篇，其中被SCI、EI收录70余篇，著作1部。获得国家发明专利30余项。[1]DingQ.J.,HuC.G.,FengX.X.,HuangX.L.(2012),"EffectsofCuringRegimeonPolymerizationofC-S-HinHardenedCementPastes",JournalofWuhanUniversityofTechnology-Mater.Sci.Ed.,28(4):715-720.[2]DingQ.J.,ZhuY.X.,WangY.,HuangX.L,GongZ.C.(2012),"EffectofMolecularStructureofPolycarboxylate-typeSuperplasticizerontheHydrationPropertiesofC3S".JournalofWuhanUniversityofTechnology-Mater.Sci.Ed.,27(4):768-771.[3]DingQ.J.,LuL.N.,HuS.G.,HeY.J.(2002),"Preparationofhighimpermeableandcrack-resistancchemicaladmixtareanditsmechanism",J.WuhanUnivThech-Mater.17(2)：70-73.[4]DingQ.J.,HuC.G.,FengX.X.,HuangX.L.(2012),"EffectofCuringRegimeontheDistributionofAl3+CoordinationinHardenedCementPastes".JournalofWuhanUniversityofTechnology-Mater.Sci.Ed.28(5):927-33.论文及专利情况当前7页，总共109页。获国家科技进步二等奖2项（排名均第2）、国家技术发明奖1项（排名第3），省部级一等奖9项（排名第二4项，排名第三1项，排名第四1项，排名第五1项，排名第七2项），省部级二等奖5项。获得国家和省部级科技奖励当前8页，总共109页。共获国家、省部级各类奖励20余项当前9页，总共109页。钢桥面铺装汇报内容研究背景钢桥面铺装水泥混凝土桥面铺装获得的知识产权下一步工作展望当前10页，总共109页。

桥面铺装层是桥梁结构重要组成部分，在荷载和环境侵蚀的偶合作用下易发生磨耗和劣化，桥面铺装质量和性能将直接影响到汽车行驶舒适性和安全性

。一、研究背景当前11页，总共109页。桥面铺装钢桥面12混凝土桥面钢格子梁钢箱梁钢桁架梁其他简支梁连续刚构梁钢-混叠合梁其他悬臂梁当前12页，总共109页。

ERS铺装体系

剪力件+钢筋网+高韧性混凝土+高粘SMA混凝土

浇注式沥青混凝土

环氧树脂沥青混凝土铺装材料

双层SMA铺装2.1钢桥面铺装层材料种类及存在的问题二、钢桥面铺装技术当前13页，总共109页。部分国家的铺装体系当前14页，总共109页。国内外钢桥面铺装材料对比改性沥青(SMA)以德国、日本为主1)热稳性优良；2)抗滑耐磨耗；3)抗裂性性优良；1)

粘结性能差；2）易出现推移、拥包等问题；3）易造成疲劳破坏；环氧树脂沥青(EA)以美国、日本为主，主要有温拌及热拌两种。1)

粘结性能好；2)高温时车辙与推移现象明显减少1）低温劲度大，易开裂；2）施工复杂，温度范围较窄3）国外技术，成本较高；4）构造深度小，抗滑性差，

在重载车交通环境下，使用不到两年也出现了破坏。南京长江二桥江阴大桥当前15页，总共109页。材料与钢板间的弹性模量差异大,不能协调一致变形.车辆超载、重载普遍高温、多雨等恶劣气候内因外因耐疲劳性差粘结性能差无法改变内因上解决从材料与结构设计出发因此，研究开发一种基于材料梯度设计的新型钢桥面铺装技术！钢桥面铺装层破坏原因与解决思路当前16页，总共109页。减轻自重荷载。轻集料混凝土可使铺装层内材料产生弹模梯度变化，显著降低铺装层体系的拉应力和剪应力，提高其使用寿命浇注轻质高韧性混凝土钢板焊接剪力件提高铺装层材料与钢板之间的界面抗剪强度和与钢板的协同一致变形能力焊接剪力件绑扎钢筋网防水防锈层设置防水防锈层

提高防水性能,防止钢板生锈

设置防水应力吸收层防止反射裂缝

高粘高弹SMA13

高粘高弹防水粘结应力吸收层铺设高粘SMA13提高面层的行车舒适性、抗滑性、抗车辙、水稳性和耐疲劳性绑扎钢筋网轻质高韧性混凝土2.2新型钢桥面铺装层技术方案（2001年提出）当前17页，总共109页。钢箱梁段铺装体系复合作用模型钢箱梁段车载沿横桥向作用示意图以武汉机场第二公路通道主桥钢箱梁段(跨度150m）为例2.3铺装层力学响应分析当前18页，总共109页。最大横向拉应力位于沿桥纵向的加劲肋板上方铺装表面。

最大纵向拉应力位于横隔板上方铺装层表面。最大层间剪应力出现在横隔板上方附近加劲肋两侧区域。最大竖向位移出现荷载作用于跨中时。

当前19页，总共109页。随着下面层模量的提高，上面层的横向拉应力减小，下面层的拉应力增大，上下面层间的层间剪应力减小，下面层与钢板的层间剪应力增大。双层铺装结构需要采取措施提高下面层材料的抗拉强度、韧性以及与钢板的粘结强度，并使下面层与钢板协同变形。表1上面层SMA、下面层不同模量铺装材料的力学分析

2.4梯度设计下铺装层力学分析当前20页，总共109页。将“钢桥面板-铺装结构层-表面功能层”作为一个整体结构单元进行设计，提出“强化界面粘接、协同层间变形、优化表面功能、提升整体性能”的设计思路，采用“创新设计、优化结构、提升性能、材料复合”的技术方法。

①基于材料梯度设计原理,提出在钢板（弹性模量210GPa）上焊接剪力件、绑扎钢筋网、浇筑与钢板具有较好追从性的高韧性轻质混凝土为下面层（弹性模量约25~28GPa，I20>20，厚度5~8cm），上面层铺设SMA13沥青混凝土（弹性模量1.2~1.6GPa，厚度4~5cm），形成弹性模量梯度复合结构。2.5新型铺装结构铺装层设计原理钢桥面双层沥青铺装层钢桥面“过渡层-沥青组合”铺装层当前21页，总共109页。②在下面层铺装结构中，剪力件与钢筋网构成的桥面抗推移骨架，在提高下面层高韧性轻集料混凝土抗滑移能力的同时，使行车荷载作用于钢桥面的各向应力得以均匀传递，进一步提高铺装层与钢桥面之间的协同变形能力和抗疲劳特性。③在上、下铺装层间热洒2mm高粘高弹改性沥青的防水粘结应力吸收层，提高了混凝土层与沥青铺装层之间的界面粘结强度和抗剪强度同时能防止水渗透造成的剪力件和钢筋网以及钢板锈蚀，并耗散车辆荷载往复作用下混凝土层裂缝处应力集中产生的能量，阻止裂缝反射到SMA13沥青混凝土层。④采用高粘SMA铺装技术，使表面磨耗层具有更为优良的高温抗车辙、低温抗裂及耐久性性能。2.5新型铺装结构铺装层设计原理当前22页，总共109页。

1、混凝土的增韧和轻质化，优异的抗疲劳开裂性能并降低桥面铺装层静荷载且易于泵送浇筑施工——高强高韧性轻质混凝土材料的设计与制备技术2、防水、粘结、应力吸收一体化功能材料的开发。提高沥青混凝土铺装层与混凝土之间的界面粘结、抗剪性能、防水性能一体化——高粘高弹沥青的开发

3、提高沥青混凝土的高温性能及抗疲劳性能——高粘度SMA沥青混凝土制备技术2.6解决的关键技术当前23页，总共109页。

针对轻集料强度低、混凝土脆性大等问题，采用聚合物、超细水泥、掺合料等超细胶凝粉料浆进行表面处理，使轻集料表面形成具有修复缺陷和增加水化活性的功能层，可显著提高轻集料的强度，并能优化轻集料与水泥石的界面结构，大大提升混凝土的强度和性能。不同工艺对轻集料混凝土的增强效果比较

未使用增强剂预处理使用增强剂预处理（1）高强高韧性轻质混凝土材料的设计与制备技术当前24页，总共109页。

利用界面强化后的轻集料，优选聚合物种类，进行配合比优化设计，其混凝土韧性大幅度提高。不掺聚合物掺加聚合物当前25页，总共109页。复合纤维与聚合物增韧高强轻集料混凝土采用钢纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维和聚合物复合增韧效果最好，混凝土的重量增加较小、韧性高，可提高20倍以上。当前26页，总共109页。轻集料界面强化、纤维与聚合物复合增韧混凝土抗压强度达到60MPa以上，抗折强度达到9MPa，韧性指数I20达到22.4

。复合纤维与聚合物增韧高强轻集料混凝土当前27页，总共109页。加载频率10Hz,控制应力比0.75混凝土抗弯拉疲劳性能当前28页，总共109页。构件抗弯拉疲劳性能构件：钢板（厚度14mm），剪力钉（直径16mm、高45mm、间距400mm），钢筋网（网格间距100*100mm，直径10mm），轻质高强高韧性混凝土（厚度50mm）。当前29页，总共109页。高韧性轻质混凝土工作性能可泵送施工，泵送距离300m。当前30页，总共109页。①考虑弹模与密度匹配的集料组成设计当轻集料占普通集料比例>50%时，其中：VNA—普通集料在低收缩超高韧性水泥基材料中的绝对体积含量（%）E、ENA、ELC—低收缩超高韧性水泥基材料、普通集料和纯轻集料水泥基材料的弹性模量。②考虑抗压强度、体积稳定性的胶凝材料与集料的密实堆积设计③考虑韧性、工作性能的混杂纤维与聚合物乳液协调设计（2）低收缩超高韧性水泥基复合材料的设计方法

当前31页，总共109页。低收缩超高韧性水泥基工程复合材料的制备工艺最佳拌合工艺下制备出的高流动度低收缩超高韧性水泥基工程复合材料。当前32页，总共109页。1)砂灰比：随着砂灰比的升高而抗压、抗折强度降低，综合考虑力学性能及砂灰比过低对体积稳定性的影响，砂灰比宜选取0.6~0.8。

各组分对材料性能的影响规律抗压强度抗折强度当前33页，总共109页。2)纤维随着纤维掺量的增加抗折强度、弯曲韧性提高，抗压强度影响不大。宜选取1%钢纤维+0.5%PVA混杂增韧。抗压强度抗折强度当前34页，总共109页。3)聚合物随着非离子型水性环氧树脂聚合物乳液掺量增加其抗压强度略有降低，抗折强度、韧性提高。聚合物乳液宜选取10%。抗压强度抗折强度当前35页，总共109页。4)陶砂水泥基材料抗压、抗折强度、自收缩和容重均随着陶砂掺量的提升而降低，陶砂掺量宜选取40%~60%。容重（kg/m3）当前36页，总共109页。不同水泥基材料配比下早期自收缩试验数据收缩性能研究低收缩超高韧性水泥基工程复合材料，胶凝材料掺量高，水胶比较低而密实度高，自收缩较大，需进行体积稳定性设计。收缩率（10-6）当前37页，总共109页。弯曲韧性研究纤维及聚合物乳液对弯曲韧性的影响选取PVA纤维与钢纤维混杂，并加入聚合物增韧，对比不同配比下的弯曲韧性指数I20。荷载-扰度曲线当前38页，总共109页。

抗弯拉疲劳性能研究研究不同应力比下低收缩超高韧性水泥基工程复合材料抗弯拉疲劳性能。当前39页，总共109页。三、活性粉末混凝土（3）免蒸养超高强高韧性混凝土的设计与制备剔除粗骨料，提高匀质性降低水胶比，减小孔隙率添加活性组分，提高密实度通过热养护，改善微结构掺加钢纤维，提高韧性常见超高强混凝土：活性粉末混凝土（RPC）优点：力学性能与耐久性能优良原材料：石英砂、石英粉、水泥、水、减水剂当前40页，总共109页。缺点：原材料（石英砂等）成本高；实际施工热养护困难；拌合物流变性能差，不易泵送施工。引入5~16mm粒径的玄武岩作为粗骨料选用性质优良的骨料取消热养护制度使用细河砂代替石英砂采用超细矿粉取代部分硅灰改进思路免蒸养超高强高韧性混凝土当前41页，总共109页。免蒸养超高强高韧性混凝土配合比设计当前42页，总共109页。（4）防水粘结应力吸收层——高粘高弹改性沥青的开发混凝土层与沥青面层之间的粘结层应同时具备防水、粘结和应力吸收的作用，以提高钢桥面铺装层的耐久性。通常使用的粘结层有热撒SBS沥青或者喷洒改性乳化沥青，能够起到一定的防水和界面粘结作用，但是其沥青的粘弹性、弹性恢复及粘韧性不足，不能够起到应力吸收的作用。

因此需要对沥青的粘弹性能进行优化！！当前43页，总共109页。增粘组分要求：具有软化点适中，与沥青相容性好以及较强的高温粘结性和稳定性。增韧组分要求：与沥青密度接近，增塑效率高，挥发性较低，低温柔软性较好改性主剂选择要求：与沥青具有良好的相容性，具有较高的拉伸强度和高温抗拉伸能力。要求：与沥青相容性较好，具有与沥青将近的密度，并能够较好的溶解其他改性组分增容稳定组分

高粘高弹沥青的开发当前44页，总共109页。增弹组分增韧组分增粘组分增容组分高速剪切4000~8000r/min）改性主剂增容稳定剂增粘树脂基质沥青高粘高弹改性沥青高粘高弹沥青的开发当前45页，总共109页。高粘高弹改性沥青性能当前46页，总共109页。SBS改性沥青TPS改性沥青高粘高弹沥青SBS改性沥青TPS改性沥青高粘高弹沥青25℃5℃橡胶沥青SBS改性沥青TPS改性沥青高粘高弹沥青88%低温弹性恢复高粘高弹改性沥青性能当前47页，总共109页。48%疲劳弹性恢复橡胶沥青SBS改性沥青TPS改性沥青高粘高弹改性沥青29%31%71%70%91%73%75%15℃高粘高弹改性沥青性能当前48页，总共109页。粘附能力水煮后（3min）玄武岩水煮前水煮后（3min）石灰岩水煮前高温沸煮后，沥青与石料粘附好，说明高粘高弹改性沥青的粘附性能优异，形成的沥青膜厚，界面粘结牢固。高粘高弹改性沥青性能当前49页，总共109页。高粘高弹防水粘结应力吸收层研究拉拔性能测试防水粘结应力吸收层的界面粘结性能如下：抗剪性能测试当前50页，总共109页。

研究结果表明，高粘高弹防水粘结应力吸收层完全能够满足《城市桥梁桥面防水工程技术规程（CJJ139-2010）》中0.3MPa水压大于30min不透水的性能要求，具有优异的防水性能。高粘高弹防水粘结应力吸收层研究当前51页，总共109页。采用组合结构疲劳实验进行应力吸收能力表征。（0.6应力比，频率10Hz）：高粘高弹防水粘结应力吸收层研究当前52页，总共109页。采用本铺装方案的初裂疲劳次数是未设置应力吸收层的方案的50倍，是普通橡胶沥青应力吸收层的5倍，因此高粘高弹应力吸收粘结层能够有效的防止反射裂缝的产生。基于MTS的应力吸收试验结果如下：卸载后混凝土断开2cm加载前高粘高弹防水粘结应力吸收层研究当前53页，总共109页。

应力吸收层粘结层施工时将高粘高弹改性沥青迅速升温至190-200℃，并将加热至175-190℃的预拌碎石装进沥青碎石同步封层车进行撒铺，并采用轮胎压路机进行碾压，形成应力吸收粘结层。沥青洒布量为2，碎石覆盖率为70-85%。高粘高弹防水粘结应力吸收层碎石同步封层车撒铺施工高粘高弹防水粘结应力吸收层施工当前54页，总共109页。

针对桥面噪音大的特点，可采用行车舒适性好的SMA沥青混合料作为面层，一方面符合了材料梯度结构设计原理，大大提高了桥面铺装层的结构稳定性，同时赋予了面层的降躁、耐磨、抗滑功能。为了提高铺装层材料的耐疲劳性、水稳性，采用自主研发的高粘高弹改性沥青制备高抗车辙、水稳性能良好、耐疲劳的SMA沥青混凝土作为面层。（5）抗滑、降噪、耐磨沥青混凝土材料—高粘SMA当前55页，总共109页。高粘高弹改性沥青SMA性能研究当前56页，总共109页。2.7组合铺装结构抗弯拉疲劳性能钢板焊接剪力件防水防锈层高粘高弹SMA13

高粘高弹防水粘结应力吸收层绑扎钢筋网轻质高韧性混凝土研究剪力钉、钢筋网尺寸对组合铺装结构疲劳性能的影响，优选最佳结构参数与EA、GA进行对比分析。当前57页，总共109页。结构参数对疲劳性能的影响不同剪力钉间距下抗弯拉疲劳寿命不同剪力钉间距（300、400mm、500mm），水泥混凝土层（50mm）下疲劳性能测试。①剪力钉间距当前58页，总共109页。②剪力钉高度和铺装层厚度

选取剪力钉间距400mm，剪力钉高度占铺装层厚度的90~95%，剪力钉高度45mm、75mm、95mm对应浇筑不同的铺装厚度5cm、8cm、10cm，对比不同水泥混凝土层铺装厚度对整体组合铺装结构疲劳性能的影响。

不同剪力钉高度下的抗弯拉疲劳寿命

当前59页，总共109页。③剪力钉直径选取剪力钉间距400mm，铺装厚度50mm下，研究不同剪力钉直径对组合铺装结构疲劳性能的影响。不同剪力钉直径下的抗弯拉疲劳寿命当前60页，总共109页。④钢筋网直径与网格间距不同钢筋网直径下的抗弯拉疲劳寿命不同网格间距下的抗弯拉疲劳寿命当前61页，总共109页。

结构参数选取如下：钢板（14mm）、钢筋网（直径Ф10、网孔为100mm×100mm）、剪力钉（间距400mm，高度45mm，直径Ф16mm）、研制轻质高强高韧性水泥混凝土（厚度50mm）、应力吸收功能层、高粘SMA-13（厚度50mm）。针对目前国内疲劳性能优异的桥面铺装材料GA与EA沥青混凝土进行对比：不同铺装结构疲劳试验指标对比当前62页，总共109页。2003至今，该方案已于全国800余跨钢桥面铺装工程中成功应用。例如：武汉外环C匝道桥（通车11年，未出现任何损坏）、武汉金桥大道（跨径350m）、宜昌枝城长江大桥（跨长江公铁两用桥）、深圳红桂路大纵坡（纵坡接近7%，横坡接近5%）、唐山205国道王盼庄互通立交（重载、超载现象严重）。有效解决了钢桥面铺装层推移、拥包、开裂等病害。工程应用当前63页，总共109页。武汉外环C匝道钢箱梁立交桥（通车11年）武汉外环C匝道桥（通车11年）当前64页，总共109页。武汉市金桥大道L32联桥面铺装钢桥面工程实例当前65页，总共109页。武汉市金桥大道（通车3年）当前66页，总共109页。高掺量聚合物钢纤维增韧轻质混凝土高粘弹性应力吸收层材料

金桥大道设计方案灌注高粘高弹沥青

3~5mm

3~5mm

墩顶跨中

钢桥面工程实例当前67页，总共109页。金桥大道（跨径350m）当前68页，总共109页。唐山205国道王盼庄互通立交（通车2年）钢桥面工程实例当前69页，总共109页。深圳市红桂路（通车4年）未见任何病害纵坡接近7%，横坡接近5%当前70页，总共109页。汉蔡红庙主线桥（通车7年）当前71页，总共109页。汉蔡侏儒互通（通车7年）当前72页，总共109页。香港路立交桥（通车9年）武汉市中环线西环段高架桥(通车8年)汉蔡高速公路钢箱梁主线桥(通车7年)青郑高速公路立交桥(通车7年)当前73页，总共109页。枝城大桥公路桥全长1744.8m；主桥孔跨布置为4×160+5×128m钢桁架连续梁桥。

枝城长江大桥钢桥面工程实例当前74页，总共109页。广东佛山东平大桥（主跨300米）通车六年。东平大桥钢桥面工程实例当前75页，总共109页。合江长江一桥，跨度530m，目前世界上同类型桥梁跨度最大的桥梁，被誉为“世界第一跨”，通车2年。钢桥面工程实例当前76页，总共109页。钢桥面工程实例剪力板方案当前77页，总共109页。东莞东江大桥(通车5年）采用防水粘结应力吸收层+高粘SMA铺装，在东莞东江大桥（通车5年）、武汉二七路长江大桥（3年）、武汉长江二桥（11年）、月湖桥（9年）、二环线武昌雄楚立交桥（5年）、二环线珞狮南路立交桥（5年），使用至今均未出现病害。钢混叠合梁桥面高粘高弹沥青的应用工程实例当前78页，总共109页。二七路长江大桥（通车3年）钢混叠合梁桥面高粘高弹沥青的应用工程实例当前79页，总共109页。武汉长江二桥（通车11年）二环线（通车5年）月湖桥（通车5年）混凝土梁桥面高粘高弹沥青的应用工程实例当前80页，总共109页。鹦鹉洲长江大桥主桥采用三塔悬索桥方案，正桥长3420m，双向8车道。鹦鹉洲长江大桥钢混叠合梁桥面高粘高弹沥青的应用工程实例当前81页，总共109页。目前桥梁工程中，在混凝土梁上浇筑铺装层混凝土时，一般采用剪力键加钢筋网组成的钢筋混凝土结构形式，但是，从施工和使用现状来看，这种结构形式存在着很多问题。三、水泥混凝土桥面铺装剪力键+钢筋网结构当前82页，总共109页。1、混凝土主梁一般先期预制或浇筑完成，铺装层混凝土和梁体混凝土收缩变形不一致，梁体限制铺装层混凝土的收缩，使铺装层产生拉应力，易造成铺装层面层开裂；梁体预制桥面裂纹多当前83页，总共109页。梁体预制精度差2、施工精度差，造成梁体顶面凸凹不平，从而引起铺装层厚薄不一，在有些部位铺装层混凝土厚度不到2cm，导致铺装层受力不协调，极易造成铺装层开裂；当前84页，总共109页。绑扎不到位钢筋脱落钢筋网下积水3、施工现场焊接的钢筋网片网格间距不等，绑扎不到位，引起钢筋脱落，且钢筋网下垃圾和积水难以清理，严重影响桥面铺装质量；当前85页，总共109页。施工车辆碾压4、在铺装层施工过程中，由于车辆碾压以及人为踩踏，使钢筋网片紧贴梁体的顶面，钢筋网“沉底”，起不到提高铺装层混凝土抗弯拉疲劳性能、限制混凝土收缩的作用。钢筋网沉底当前86页，总共109页。5、钢筋网片下的砂浆垫块强度较低，易被压碎，造成铺装层混凝土局部强度降低，在车辆载荷的反复作用下，易形成疲劳开裂；砂浆垫块被压碎当前87页，总共109页。铺装层暴漏在太阳直射和风吹的环境中因为钢筋网沉底，裂纹多而返工6、桥面铺装层面积大，通常都会受到太阳直射和风吹，混凝土浇筑后，如果养护不当，水分散失很快，极易造成混凝土干缩裂缝；当前88页，总共109页。解决上述问题的通用方法：钢筋网直径增大：Φ6→Φ8→Φ10→Φ12→Φ16→双层钢筋网片；混凝土强度等级提高：C30→C40→C50。但铺装层仍然存在开裂问题。基于以上分析：钢筋网“沉底”，不仅起不到提高铺装层混凝土抗弯拉疲劳性能、限制混凝土收缩的作用，还严重影响施工速度，提出以下方案：高韧性低收缩混凝土适宜形状及间距的剪力键适当的施工工艺钢筋网普通混凝土钢筋网混凝土梁桥面铺装当前89页，总共109页。关键技术及解决思路：1、制备高韧性低收缩混凝土2、采用合适形状及间距的剪力键，提高梁体和铺装层抗弯拉性能及疲劳寿命3、采用适当的施工工艺措施，保证桥面铺装施工质量开发具有减缩、增韧、高效减水保塑的多功能复合外加剂；采用密实骨架堆积理论，设计混凝土配合比，降低水泥用量，减少混凝土收缩；采用钢纤维和聚丙烯腈纤维混掺，进一步提高混凝土的韧性及抗裂性能。当前90页，总共109页。经大量试验研究，水泥混凝土梁无筋铺装最佳配合比及性能如下：高韧性低收缩混凝土配比及性能28d性能测试当前91页，总共109页。抗弯拉疲劳性能试件制作：尺寸为150mm×150mm×550mm的组合结构试件，钢筋网直径Φ12，网格间距为10cm×10cm；尺寸为1.4m×0.45m×0.18m（梁体厚度0.10m，铺装层厚度0.08m）的组合结构试件，在梁体混凝土中加设钢筋网，钢筋网直径Φ12，网格间距10cm×10cm，马蹄型剪力键（直径Φ10，长80mm），剪力键在铺装层混凝土内埋深60mm。剪力键均按照设计间距焊接在钢筋网上。当前92页，总共109页。150mm×150mm×550mm1.4m×0.45m×0.18mMTS250KN疲劳试验机1.4m×0.45m×0.18m1.4m×0.45m×0.18m抗弯拉疲劳性能当前93页，总共109页。抗弯拉疲劳性能1.4m×0.45m×0.18m组合结构试件，抗弯拉疲劳实验结果当前94页，总共109页。150mm×150mm×550mm组合结构静载实验150mm×150mm×550mm组合结构疲劳实验抗弯拉疲劳性能当前95页，总共109页。专用外加剂梁体顶面润湿摊铺混凝土1、遂西高速公路李家户大桥该桥长126m，宽24.5m。原设计方案采用普通混凝土加钢筋网结构形式，每天可浇筑100-200m。取消钢筋网，采用高韧性低收缩混凝土的铺装方案，由于施工便利，每天可浇筑500m，施工速度加快了近3倍，由此带来的材料、人工及机械等施工成本降低了20元/m2。工程应用当前96页，总共109页。塑料薄膜阻止水分散失冬季覆盖土工布桥墩横向中心位置切缝翘起剪力键震动梁整平立即覆盖厚型塑料薄膜工程应用当前97页，总共109页。2、连家湾大桥雅西高速公路连家湾桥为4孔13米的简支结构，横坡为2%，纵坡为2.5%，主梁为带翼小箱梁，横向全宽布置10片，半幅布置5片梁，下部结构为直径130cm的桩基础，半幅双柱结构体系，最大桩基长度为20米，最大墩柱高度为7.2米，两岸桥台为肋板式结构，高度为7.4米和6.0米。该桥与2010年9月10日完成无筋桥面铺装，14天后，拆除养护薄膜，施工车辆在混凝土桥面上行驶两个月后，于2