新型桥面铺装与结构优化设计

新型桥面铺装与结构优化设计汇报人：丁庆军教授、博士生导师单位：武汉理工大学

2014年6月23日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

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

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、钢桥面铺装技术部分国家的铺装体系桥梁名称主跨/m主梁类型建成年代铺装类型金门大桥（美）1280钢桁架梁193750mm美国环氧沥青混合料维拉扎诺大桥1298钢桁架梁196450mm美国环氧沥青混合料香港青马大桥1377钢桁架梁199740mm浇注式沥青混凝土明石海峡搭桥（日）1991钢桁架梁199835mm浇注式+30mm改性AC大贝尔特桥（丹）1624钢箱梁1998沥青马蹄脂混合料恒文伯大桥（英）1410钢箱梁1981沥青马蹄脂混合料江阴长江大桥1385钢箱梁1999原浇注式后改为日本环氧(2004)镇江润扬大桥1490钢箱梁200550mm美国环氧沥青广东虎门大桥888钢箱梁1997原SMA后改为日本环氧（2008）广州黄埔大桥1108钢箱梁2008日本环氧和美国环氧南京长江二桥628钢箱梁200050mm美国环氧沥青混合料武汉白沙洲大桥618钢箱梁2000SMA美国环氧沥青（2009）武汉阳逻大桥1280钢箱梁200750mm美国环氧沥青铺装材料优点缺点浇注式沥青混凝土(GA)以德国、日本为主1）材料的空隙率几乎为零，防止粘结层免遭水损害；2）低温柔韧性较好，与钢桥面板协调变形性能强；1）对施工设备要求高；2）高温推移、拥包、车辙，冬季低温时出现收缩开裂；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）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项目计算参数钢箱梁顶板厚度/mm20横隔板间距/mm3000横隔板厚度/mm10顶板U形加劲肋厚度/mm8U形加劲肋间距/mm600沥青铺装层厚度/mm50+50钢板泊松比0.25钢板弹性模量/MPa210000改性沥青SMA泊松比0.35改性沥青SMA弹性模量/MPa1200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。

下面层铺装材料的模量400MPa800MPa3000MPa30GPa上面层横/纵向最大拉应力MPa0.42/0.320.35/0.260.28/0.210.11/0.08下面层横/纵向最大拉应力MPa0.37/0.300.49/0.390.77/0.541.02/0.82上下铺装层间最大剪应力MPa0.230.170.120.09铺装层与钢板间最大剪应力MPa0.440.480.610.81

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

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

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增强剂工艺坍落度/cm扩展度/cm抗压强度/MPa7d28d不用普通拌和工艺185546.553.0掺加界面强化工艺226456.272.1

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

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。聚合物乳液/%抗压强度/MPa抗弯强度/MPa折压比7d28d28d/49594.10.063550604.40.0681048624.80.0732049635.30.0812547605.10.082不掺聚合物掺加聚合物复合纤维与聚合物增韧高强轻集料混凝土编号钢纤维掺量/%仿钢纤维/%聚丙烯腈/Kg·m-3玄武岩纤维聚丙烯/Kg·m-3聚合物/g28d抗压强度/MPa28d抗折强度/MPa断裂韧性指数/I20导热系数W/(m·k)密度/Kg·m-31//////493.11.261.01188720.6/////555.25.81.61192031.0/////575.510.41.7219804//0.5///513.91.651.0518905//1.0///534.31.701.1518906///1.0//513.55.31.1818958/1////523.813.91.16190190.6/1///585.616.01.681925100.6///1/565.417.81.711928110.80.50.510595.720.21.661917120.8/1/20605.922.41.671920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。轻集三料界三面强三化、三纤维三与聚三合物三复合三增韧三混凝三土抗三压强三度达三到60三MP三a以上三，抗三折强三度达三到9M三Pa，韧三性指三数I20达到22三.4。技术对比聚合物kg·m-3钢纤维与聚合物纤维复合/kg28d抗压强度/MPa28d抗折强度/MPa断裂韧性指数/I20密度/kg·m-3轻集料混凝土——594.11.461890复合纤维增韧轻集料混凝土2070+1687.7151890轻集料界面强化技术与聚合物、纤维复合增韧技术2070+1679.022.41920复合三纤维三与聚三合物三增韧三高强三轻集三料混三凝土技术对比疲劳荷载次数/万次普通C50钢纤维混凝土54万次轻质高强高韧性混凝土大于200万次加载三频率10三Hz三,控制三应力三比0.三75混凝三土抗三弯拉三疲劳三性能测试条件疲劳荷载次数10Hz，控制应变700u大于1000万次跨度1m，跨中扰度3cm大于1000次构件三抗弯三拉疲三劳性三能构件三：钢三板（三厚度14三mm），三剪力三钉（三直径16三mm、高45三mm、间三距40三0m三m），三钢筋三网（三网格三间三距10三0*三10三0m三m，直三径10三mm），三轻质三高强三高韧三性混三凝土三（厚三度50三mm）。坍落度/cm扩展度/cm加压6.0MPa泌水量/ml初始90min初始90minV10V140221855533.519高韧三性轻三质混三凝土三工作三性能可泵三送施三工，三泵送三距离30三0m。①考三虑弹模三与密三度匹三配的集三料组三成设三计当轻三集料三占普三通集三料比例>5三0%时，其中三：VNA—普通三集料三在低三收缩三超高三韧性三水泥三基材三料中三的绝三对体三积含三量（%）E、ENA、ELC—低收三缩超三高韧三性水三泥基三材料三、普三通集三料和三纯轻三集料三水三泥基三材三料的三弹性三模量三。②考三虑抗三压强三度、三体积三稳定三性的三胶凝三材料三与集三料的密实三堆积三设计③考三虑韧三性、三工作三性能三的混杂三纤维三与聚三合物三乳液三协调三设计（2）低三收缩三超高三韧性三水泥三基复三合材三料的三设计三方法低收三缩超三高韧三性水三泥基三工程三复合三材料三的制三备工三艺最佳三拌合三工艺三下制三备出三的高三流动三度低三收缩三超高三韧性三水泥三基工三程复三合材三料。1)砂灰三比：随着三砂灰三比的三升高三而抗压三、抗三折强三度降三低，综三合考三虑力三学性三能及三砂灰三比过三低对三体积三稳定三性的三影响三，砂三灰比三宜选三取0.三6~三0.三8。各组三分对三材料三性能三的影三响规三律抗压三强度抗折三强度2)纤维随着三纤维三掺量三的增加三抗折三强度三、弯三曲韧三性提三高，三抗压三强度三影响三不大。宜三选取1%钢纤三维+0三.5三%P三VA混杂三增韧三。抗压三强度抗折三强度3)聚合三物随着三非离三子型三水性三环氧三树脂三聚合三物乳三液掺三量增三加其抗压三强度三略有三降低三，抗三折强三度、三韧性三提高。三聚合三物乳三液宜三选取10三%。抗压三强度抗折三强度4)陶砂水泥三基材三料抗三压、三抗折三强度三、自三收缩三和容三重均随着三陶砂三掺量三的提三升而三降低，陶三砂掺三量宜三选取40三%~60三%。容重三（kg三/m3）不同三水泥三基材三料配三比下三早期三自收三缩试三验数三据编号类别自收缩率（10-6）3d7d28d56dS1空白66588111891227S2钢纤维471584886934S3混杂纤维327512721789S420%陶砂291488603682S560%陶砂274476581613S6膨胀剂104151243287收缩三性能三研究低收三缩超三高韧三性水泥三基工三程复三合材三料，三胶凝三材料三掺量三高，三水胶三比较三低而三密实三度高三，自三收缩三较大三，三需进三行体三积稳三定性三设计三。收缩三率（10-6）弯曲三韧性三研究纤维三及聚三合物三乳液三对弯三曲韧三性的三影响编号类别韧性指数/I20R-1空白---R-2钢纤维12.43R-3PVA+钢纤维14.71R-4PVA+钢纤维+5%聚合物17.25R-5PVA+钢纤维+10%聚合物23.42选取PV三A纤维三与钢三纤维三混杂三，并三加入三聚合三物增三韧三，对三比不三同配三比下三的弯三曲韧三性指三数I20。荷载-扰度三曲线抗弯三拉疲三劳性三能研三究研究不同三应力三比下低收三缩超三高韧三性水泥三基工三程复三合材三料抗弯三拉疲劳三性能三。组别应力水平0.650.700.750.80.851#大于200万次1634563638920432652541272#大于200万次18934671127832346781652393#大于200万次1945686720359257697104716平均值大于200万次182457282903734571074694疲劳方程S=1.574-0.1402lgN三、三活性三粉末三混凝三土（3）免三蒸养三超高三强高三韧性三混凝三土的三设计三与制三备剔除粗骨料，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，提高韧性常见超高三强混三凝土三：活三性粉三末混三凝土三（R三PC三）优点三：力学三性能三与耐三久性三能优三良原材三料：石英三砂、三石英三粉、三水泥三、水三、减三水剂缺点：原材三料（三石英三砂等三）成三本高三；实三际施三工热三养护三困难三；拌三合物三流变三性能三差，三不易三泵送三施工三。引入三5~16三mm三粒径三的玄三武岩三作为三粗骨三料选用三性质三优良三的骨三料取消三热养三护制三度使用细河砂代替石英砂采用三超细三矿粉三取代三部分三硅灰改进思路免蒸三养超三高强三高韧三性混三凝土编号水泥kg硅灰kg超细矿粉kg粉煤灰kg砂kg石kg钢纤维kgW/C减水剂坍落度/扩展度mm28d抗压强度MPa28d抗折强度MPa断裂韧性指数I20A4901201201207208801200.21.7%220/500132.616.618.5B4901201201207208801500.21.7%200/490140.821.123.1免蒸三养超三高强三高韧三性混三凝土三配合三比设三计（4）防三水粘三结应三力吸三收层——高粘三高弹三改性三沥青三的开三发混凝三土层三与沥三青面三层之三间的三粘结三层应三同时三具备防水三、粘三结和三应力三吸收三的作三用，以提三高钢三桥面三铺装三层的三耐久三性。通常三使用三的粘三结层三有热三撒SB三S沥青三或者三喷洒三改性三乳化三沥青三，能三够起三到一三定的三防水三和界三面粘三结作三用，但是三其沥三青的三粘弹三性、三弹性三恢复三及粘三韧性三不足三，不三能够三起到三应力三吸收三的作三用。因此三需要三对沥三青的三粘弹三性能三进行三优化三！！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。增韧三组分要求三：与沥三青密三度接三近，三增塑三效率三高，三挥发三性较三低，三低温三柔软三性较三好改性三主剂选择要求三：与沥三青具三有良三好的三相容三性，三具有三较高三的拉三伸强三度和三高温三抗拉三伸能三力。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

高粘三高弹三沥青三的开三发增弹三组分增韧三组分增粘三组分增容三组分高速三剪切40三00三~8三00三0r三/m三in）改性三主剂增容三稳定三剂增粘三树脂基质三沥青高粘三高弹三改性三沥青高粘三高弹三沥青三的开三发高粘三高弹三改性三沥青三性能技术指标单位高粘高弹改性沥青SBS改性沥青日本TPS改性沥青针入度（25℃、100g、5s）0.1mm56.262.345软化点（TR&B）℃92.778.588.2延度（5℃、5cm/mim）cm59.625.241.260℃粘度Pa·S72500345054000粘韧性（25℃）N·m27.56.325韧性（25℃）N·m18.64.215.8SB三S改性三沥青TP三S改性三沥青高粘三高弹三沥青SB三S改性三沥青TP三S改性三沥青高粘三高弹三沥青25三℃5℃橡胶三沥青SB三S改性三沥青TP三S改性三沥青高粘三高弹三沥青88三%低温三弹性三恢复高粘三高弹三改性三沥青三性能48三%疲劳三弹性三恢复橡胶三沥青SB三S改性三沥青TP三S改性三沥青高粘三高弹三改性三沥青29三%31三%71三%70三%91三%73三%75三%15三℃高粘三高弹三改性三沥青三性能粘附三能力水煮三后（3m三in）玄武三岩水三煮前水煮三后（3m三in）石灰三岩水三煮前高温三沸煮三后，三沥青三与石三料粘三附好三，说三明高三粘高三弹改三性沥三青的粘附三性能三优异，形三成的三沥青三膜厚三，界三面粘三结牢三固。高粘三高弹三改性三沥青三性能高粘三高弹三防水三粘结三应力三吸收三层研三究MPa高粘高弹应力吸收层SBS改性沥青粘结层测试位置25℃60℃25℃60℃拉拔强度0.750.450.380.15界面抗剪强度1.650.930.950.31拉拔三性能三测试防水三粘结三应力三吸收三层的三界面三粘结三性能三如下三：抗剪三性能三测试洒铺量（kg/m2）不同压力条件下的透水时间0.1MPa0.2MPa0.3MPa0.5MPa1.0>1h不透水45min不透水30min不透水10min不透水1.5>1h不透水>1h不透水50min不透水35min不透水2.0>1h不透水>1h不透水>1h不透水>1h不透水2.5>1h不透水>1h不透水>1h不透水>1h不透水研究三结果三表明三，高三粘高三弹防三水粘三结应三力吸三收层完全三能够三满足《城市三桥梁三桥面三防水三工程三技术三规程三（CJ三J1三39三-2三01三0）》中0.三3M三Pa水压三大于30三mi三n不透三水的三性能三要求三，具有三优异三的防三水性三能。高粘三高弹三防水三粘结三应力三吸收三层研三究采用三组合三结构三疲劳三实验三进行三应力三吸收三能力三表征三。（0.三6应力三比，三频率10三Hz）：试验方案初裂1cm2cm3cm终裂140001020019200256003760025590068900815001069001265003218000235000246500269200336000高粘三高弹三防水三粘结三应力三吸收三层研三究采用三本铺三装方三案的三初裂三疲劳三次数三是未三设置三应力三吸收三层的三方案三的50倍，是三普通三橡胶三沥青三应力三吸收三层的5倍，因此三高粘三高弹三应力三吸收三粘结三层能三够有三效的三防止三反射三裂缝三的产三生。基于MT三S的应三力吸三收试三验结三果如三下：卸载三后混凝三土断三开2c三m加载三前高粘三高弹三防水三粘结三应力三吸收三层研三究应力三吸收三层粘三结层施工时将三高粘三高弹三改性三沥青三迅速三升温三至19三0-三20三0℃，并三将加三热至17三5-三19三0℃的预三拌碎三石装三进沥青三碎石三同步三封层三车进行三撒铺三，并三采用三轮胎三压路三机进三行碾三压，三形成三应力三吸收三粘结三层。三沥青三洒布三量为2，碎三石覆三盖率三为70三-8三5%。高粘三高弹三防水三粘结三应力三吸收三层碎石三同步三封层三车撒三铺施三工高粘三高弹三防水三粘结三应力三吸收三层施三工针对三桥面三噪音三大的三特点三，可三采用三行车三舒适三性好三的SM三A沥青三混合三料作三为面三层，三一方三面符三合了三材料三梯度三结构三设计三原理三，大三大提三高了三桥面三铺装三层的三结构三稳定三性，三同时三赋予三了面三层的降躁三、耐三磨、三抗滑三功能。为了三提高三铺装三层材三料的三耐疲三劳性三、水三稳性三，采三用自三主研三发的三高粘三高弹三改性三沥青三制备高抗三车辙三、水三稳性三能良三好、三耐疲三劳的SM三A沥青三混凝三土作三为面三层。（5）抗三滑、三降噪三、耐三磨沥三青混三凝土三材料—高粘SM三A指标SMA-13（普通）SMA-13（橡胶沥青）高粘高弹SMA-13浸水残留稳定度/%89.385.492.5冻融劈裂强度比/%87.680.891.1动稳定度/次/mm60℃62766200856870℃327033256956高粘三高弹三改性三沥青SM三A性能三研究2.三7组合三铺装三结构三抗弯三拉疲三劳性三能钢板焊接三剪力三件防水三防锈三层高粘三高弹SM三A1三3高粘三高弹三防水三粘结三应力三吸收三层绑扎三钢筋三网轻质三高韧三性混三凝土研究三剪力三钉、三钢筋三网尺三寸对三组合三铺装三结构三疲劳三性能三的影三响，三优选三最佳三结构三参数三与EA、GA进行三对比三分析三。结构三参数三对疲三劳性三能的三影响编号剪力钉间距3004005001＞1000万次＞1000万次825万次2＞1000万次＞1000万次743万次平均＞1000万次＞1000万次784万次不同三剪力三钉间三距下三抗弯三拉疲三劳寿三命不同三剪力三钉间三距（30三0、40三0m三m、50三0m三m），三水泥三混凝三土层三（50三mm）下三疲劳三性能三测试三。①剪力三钉间三距②剪三力钉三高度三和铺三装层三厚度选取三剪力三钉间三距40三0m三m，剪三力钉三高度三占铺三装层三厚度三的90三~9三5%，剪三力钉三高度45三mm、75三mm、95三mm对应三浇筑三不同三的铺三装厚三度5c三m、8c三m、10三cm，对三比不三同水三泥混三凝土三层铺三装厚三度对三整体三组合三铺装三结构三疲劳三性能三的影三响。剪力钉高度（mm）疲劳次数（万次）平均值（万次）45＞1000＞1000＞100075＞1000＞1000＞100095＞1000＞1000＞1000不同三剪力三钉高三度下三的抗三弯拉三疲劳三寿命③三剪力三钉直三径选取三剪力三钉间三距40三0m三m，铺三装厚三度50三mm下，三研究三不同三剪力三钉直三径对三组合三铺装三结构三疲劳三性能三的影三响。不同三剪力三钉直三径下三的抗三弯拉三疲劳三寿命剪力钉直径（mm）疲劳次数（万次）12＞100014＞100016＞1000④三钢筋三网直三径与三网格三间距不同三钢筋三网直三径下三的抗三弯拉三疲劳三寿命钢筋网直径（mm）网格间距（mm）疲劳次数（万次）5100×100704886810＞100012＞1000不同三网格三间距三下的三抗弯三拉疲三劳寿三命钢筋网直径（mm）网格间距（mm）疲劳次数（万次）1050×50＞1000100×100＞1000150×150851结构三参数三选取三如下三：钢三板（14三mm）、三钢筋三网（三直径Ф1三0、网三孔为10三0m三m×三10三0m三m）、三剪力三钉（三间距40三0m三m，高三度45三mm，直三径Ф1三6m三m）、三研制三轻质三高强三高韧三性水三泥混三凝土三（厚三度50三mm）、三应力三吸收三功能三层、三高粘SM三A-三13（厚三度50三mm）三。针三对目三前国三内疲三劳性三能优三异的桥面三铺装三材料GA与EA沥青三混凝三土进三行对三比：不同三铺装三结构三疲劳三试验三指标三对比指标本方案GAEA试验温度20℃20℃20℃应变水平700u700u700u加载频率10Hz10Hz10Hz寿命/万次大于1000大于1000大于100020三03至今三，该三方案三已于三全国80三0余跨钢桥三面铺三装工三程中三成功三应用三。例三如：武汉三外环C匝道三桥（通三车11年，未出三现任三何损三坏）、武三汉金三桥大三道（跨径35三0m）、三宜昌三枝城三长江三大桥三（跨长三江公三铁两三用桥）、三深圳三红桂三路大三纵坡三（纵坡三接近7%，横三坡接三近5%）、三唐山20三5国道三王盼三庄互三通立三交（重载三、超三载现三象严三重）。三有效三解决三了钢三桥面三铺装三层推三移、三拥包三、开三裂等三病害三。工程三应用武汉三外环C匝道三钢箱三梁立三交桥（通三车11年）武汉外环C匝道桥（通车11年）武汉三市金三桥大三道L3三2联桥三面铺三装钢桥三面工三程实三例武汉三市金三桥大三道（通三车3年）高掺三量聚三合物钢纤三维增三韧轻三质混三凝土高粘三弹性三应力三吸收三层材三料金桥三大道三设计三方案灌注高粘高弹沥青

3~5mm

3~5mm

墩顶跨中

钢桥三面工三程实三例金桥三大道（跨三径35三0m）唐山20三5国道三王盼三庄互三通立三交（通三车2年）钢桥三面工三程实三例深圳三市红三桂路（通三车4年）未见三任何三病害纵坡三接近7%，横坡三接近5%汉蔡三红庙三主线三桥（通三车7年）汉蔡三侏儒三互通（通三车7年）香港三路立三交桥（通三车9年）武汉三市中三环线三西环三段高三架桥(通车8年)汉蔡三高速三公路三钢箱三梁主三线桥(通车7年)青郑高速公路立交桥(通车7年)枝城三大桥三公路三桥全三长17三44三.8三m；主三桥孔三跨布三置为4×三16三0+三5×三12三8m钢桁三架连三续梁三桥。枝城三长江三大桥钢桥三面工三程实三例广东三佛山三东平三大桥（主三跨30三0米）三通车三六年三。东平三大桥钢桥三面工三程实三例合江三长江三一桥，跨三度53三0m，目三前世三界上三同类三型桥三梁跨三度最三大的三桥梁三，被誉三为“三世界三第一三跨”三，通三车2年。钢桥三面工三程实三例钢桥三面工三程实三例剪力三板方三案东莞三东江三大桥(通车5年）采用三防水三粘结三应力三吸收三层+高粘SM三A铺装三，在三东莞三东江三大桥三（通车5年）、三武汉三二七三路长三江大三桥（3年）、三武汉三长江三二桥三（11年）、三月湖三桥（9年）、三二环三线武三昌雄三楚立三交桥三（5年）、三二环三线珞三狮南三路立三交桥三（5年），使用三至今三均未三出现三病害。钢混三叠合三梁桥三面高三粘高三弹沥三青的三应用三工程三实例二七三路长三江大三桥（三通车3年）钢混三叠合三梁桥三面高三粘高三弹沥三青的三应用三工程三实例武汉三长江三二桥三（通三车11年）二环三线（三通车5年）月湖三桥（三通车5年）混凝三土梁三桥面三高粘三高弹三沥青三的应三用工三程实三例鹦鹉三洲长三江大三桥主三桥采三用三三塔悬三索桥三方案三，正三桥长34三20三m，双三向8车道三。鹦鹉三洲长三江大三桥钢混三叠合三梁桥三面高三粘高三弹沥三青的三应用三工程三实例目前三桥梁三工程三中，三在混凝三土梁上浇三筑铺三装层三混凝三土时三，一三般采三用剪力三键加钢筋三网组成三的钢三筋混三凝土三结构三形式三，但三是，三从施三工和三使用三现状三来看三，这三种结三构形三式存三在着三很多三问题三。三、三水三泥混三凝土三桥面三铺装剪力键+钢筋网结构1、混三凝土三主梁三一般三先期三预制三或浇三筑完三成，三铺装三层混三凝土三和梁三体混三凝土三收缩三变形三不一三致，三梁体三限制三铺装三层混三凝土三的收三缩，三使铺三装层三产生拉应三力，易三造成三铺装三层面三层开裂；梁体三预制桥面三裂纹三多梁体三预制三精度三差2、施工三精度三差，造三成梁三体顶三面凸三凹不三平，三从而三引起三铺装三层厚薄三不一，在三有些三部位三铺装三层混三凝土三厚度三不到2c三m，导三致铺三装层受力三不协三调，极三易造三成铺三装层开裂；绑扎三不到三位钢筋三脱落钢筋三网下三积水3、施三工现三场焊三接的三钢筋三网片网格三间距三不等，绑扎三不到三位，引三起钢筋三脱落，且钢三筋网三下垃圾三和积三水难以三清理三，严三重影三响桥三面铺三装质三量；施工三车辆三碾压4、在三铺装三层施三工过三程中三，由三于车辆三碾压以及人为三踩踏，使三钢筋三网片三紧贴三梁体三的顶三面，钢筋三网“沉底”，起三不到三提高三铺装三层混三凝土三抗弯三拉疲三劳性三能、三限制三混凝三土收三缩的三作用三。钢筋三网沉三底5、钢三筋网三片下三的砂浆三垫块强度三较低三，易被压三碎，造三成铺三装层三混凝三土局三部强三度降三低，三在车三辆载三荷的三反复三作用三下，三易形三成疲劳三开裂；砂浆三垫块三被压三碎铺装三层暴三漏在三太阳三直射三和风三吹的三环境三中因为三钢筋三网沉三底，三裂纹三多而三返工6、桥三面铺三装层面积三大，通三常都三会受三到太阳三直射三和风三吹，混三凝土三浇筑三后，三如果养护不当三，水三分散三失很三快，三极易三造成三混凝三土干缩三裂缝；解决三上述三问题三的通三用方三法：钢筋三网直三径增三大：Φ6→Φ8→Φ1三0→Φ1三2→Φ1三6→双三层钢三筋网三片；混凝三土强三度等三级提三高：C3三0→C4三0→C5三0。但铺三装层三仍然三存在开裂三问题。基于三以上三分析三：钢三筋网三“沉三底”三，不三仅起三不到提高三铺装三层混三凝土三抗弯三拉疲三劳性三能、三限制三混凝三土收三缩的三作用三，还三严重影响三施工三速度，提三出以三下方三案：高韧三性低三收缩三混凝三土适宜三形状三及间三距的三剪力三键适当三的施三工工三艺钢筋网普通混凝土钢筋网混凝土梁桥面铺装关键三技术三及解三决思三路：1、制三备高韧三性低三收缩三混凝三土2、采三用合适三形状三及间三距的三剪力三键，提三高梁三体和三铺装三层抗三弯拉三性能三及疲三劳寿三命3、采三用适三当的施工三工艺三措施，保三证桥三面铺三装施三工质三量开发三具有三减缩三、增三韧、三高效三减水三保塑三的多三功能三复合三外加三剂；采用三密实三骨架三堆积三理论三，设三计混三凝土三配合三比，三降低三水泥三用量三，减三少混三凝土三收缩三；采用三钢纤三维和三聚丙三烯腈三纤维三混掺三，进三一步三提高三混凝三土的三韧性三及抗三裂性三能。水泥粉煤灰砂大石小石水外加剂/%聚丙烯腈纤维钢纤维340809212996981281.50.840经大三量试三验研三究，三水泥三混凝三土梁三无筋三铺装三最佳三配合三比及三性能三如下三：高韧三性低三收缩三混凝三土配三比及三性能磨耗值kg/m3弯曲韧性指数I20抗渗等级抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）疲劳性能（万次）2.3821.6P2454.87.5＞20028三d性能三测试抗弯三拉疲三劳性三能试件三制作三：尺寸三为15三0m三m×三15三0m三m×三55三0m三m的组三合结三构试三件，三钢筋三网直三径Φ1三2，网三格间三距为10三cm三×1三0c三m；尺寸三为1.三4m×0.三45三m×0.三18三m（梁三体厚三度0.三10三m，铺三装层三厚度0.三08三m）的三组合三结构三试件三，在三梁体三混凝三土中三加设三钢筋三网，三钢筋三网直三径Φ1三2，网三格间三距10三cm三×1三0c三m，马三蹄型三剪力三键（三直径Φ1三0，长80三mm），三剪力三键在三铺装三层混三凝土三内埋三深60三mm。剪力三键均三按照三设计三间距三焊接三在钢三筋网三上。15三0m三m×三15三0m三m×三55三0m三m1.三4m×0.三45三m×0.三18三mMT三S2三50三KN疲劳三试验三机1.三4m×0.三45三m×0.三18三m1.三4m×0.三45三m×0.三18三m抗弯三拉疲三劳性三能100cm+钢筋网+普通砼40cm+钢筋网+普通砼40cm+低收缩高韧性混凝土20cm+低收缩高韧性混凝土应力比0.50.50.50.5控制应变100με100με100με100με监测出现开裂时次数422936403897602421750050应变片断裂时次数443216422366603864756892侧面出现有裂缝时次数5301005061002627829773200扩展到层交界处时次数593448583036654216798434裂缝宽度/mm0.30.30.40.3抗弯三拉疲三劳性三能1.三4m×0.三45三m×0.三18三m组合三结构三试件三，抗三弯拉三疲劳三实验三结果铺装层结构形式剪力键形状极限载荷/KN普通混凝土+钢筋网无剪力键54.3L型56.6马蹄型57.0高韧性低收缩混凝土（不加钢筋网）无剪力键58.5L型61.2马蹄型61.915三0m三m×三15三0m三m×三55三0m三m组合三结构三静载三实验铺装层结构形式剪力键形状疲劳寿命/次普通混凝土+钢筋网无剪力键519429L型522367马蹄型538699高韧性低收缩混凝土（不加钢筋网）无剪力键634784L型652952马蹄型69395415三0m三m×三15三0m三m×三55三0m三m组合三结构三疲劳三实验抗弯三拉疲三劳性三能专用三外加三剂梁体三顶面三润湿摊铺三混凝三土1、遂三西高三速公三路李三家户三大桥该桥三长12三6m，宽24三.5三m。原三设计三方案三采用三普通三混凝三土加三钢筋三网结三构形三式，三每天三可浇三筑10三0-三20三0m。取消三钢筋三网，三采用三高韧三性低三收缩三混凝三土的铺三装方三案，三由于三施工三便利三，每三天可三浇筑50三0m，施三工速三度加三快了三近3倍，三由此三带来三的材三料、三人工三及机三械等三施工三成本三降低三了20元/m2。工程三应用塑料三薄膜三阻止三水分三散失冬季三覆盖三土工三布桥墩三横向三中心三位置三切缝翘起三剪力三键震动三梁整三平立即三覆盖三厚型三塑料三薄膜工程三应用2、连三家湾三大桥雅西三高速三公路三连家三湾桥三为4孔13米的三简支三结构三，横三坡为2%，纵三坡为2.三5%，主三梁为三带翼三小箱三梁，三横向三全宽三布置10片，三半幅三布置5片梁三，下三部结三构为三直径13三0c三m的桩三基础三，半三幅双三柱结三构体三系，三最大三桩基三长度三为20米，三最大三墩柱三高度三为7.三2米，三两岸三桥台三为肋三板式三结构三，高三度为7.三4米和6.三0米。该桥三与20三10年9月10日完三成无三筋桥三面铺三装，14天后三，拆三除养三护薄三膜，三施工三车辆三在混三凝土三桥面三上行三驶两三个月三后，三于20三10年11月15日完三成桥三面沥三青混三凝土三的浇三筑，三在浇三筑沥三青混三凝土三前，三每天三安排三人现三场观三测，三没有三发现三任何三早期三裂缝三，桥三面铺三装效三果良三好。工程三应用工程三应用3、南三瓜2号桥雅西三高速三公路三南瓜2号桥三为20米、30米、40米的三简支三结构三，桥三梁平三均长三度为26三65三50米，三下部三结构三为直三径18三0c三m的柱三和直三径为22三0c三m