水泥混凝土桥面铺装防水性能研究
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摘要
桥面沥青混凝土铺装层作为桥梁行车体系的重要组成部分,在缓和行车荷载对桥面板的冲击,保护桥梁自身结构安全、行车舒适平稳以及降噪等方面起着不可替代的作用。本文以安康至陕川界高速公路项目实际为依托,针对目前水泥混凝土桥面沥青铺装层存在的主要水损坏问题,通过调查分析和室内试验,对水泥混凝土桥面防水进行了系统的研究。
首先,通过收集国内外水泥混凝土桥面铺装的有关资料,对现有研究成果进行分析总结,制定了本文的研究内容、研究方法以及技术路线；其次,对水泥混凝土桥面铺装常见水损坏原因进行分析,对桥面沥青混凝土铺装提出具有良好路用性能的空隙率和渗水系数；再者,通过对常用桥面铺装防水粘结材料进行室内剪切试验、拉拔试验以及渗水试验,分析其路用性能,优选出较好的防水粘结材料；最后,通过对水泥混凝土防水材料的抗渗性能和抗压性能进行室内实验分析,推荐具有良好防水性能和抗压性能的水泥混凝土防水材料。
研究结果表明,控制沥青混合料的渗水系数和临界空隙率能够更好的预防桥面沥青铺装层的水损坏；防水材料类型、试验温度、垂直荷载对抗剪性能和抗拉性能都有显著影响,垂直荷载和抗剪强度呈线性关系。综合分析选用的几种防水材料的各项路用性能后,推荐采用SBS改性沥青作为防水粘结材料；水泥混凝土抗渗水和抗压强度试验研究表明,聚丙烯纤维的加入使混凝土具有很好的抗渗强度和抗压强度。
As an important part of a bridge driving system, the asphalt concrete deck pavement layer plays an irreplaceable role in the aspect of easing the traffic load to the bridge deck's impact, protecting the structure safety of the bridge, travelling smoothly and reducing noise. According to highway project situation of Ankang to Shaanxi and Sichuan confine, this paper puts forward a water damage problem of the concrete bridge deck pavement layer and does a systematic study for the bridge deck water-proof through investigation & analysis and related laboratory tests.
Firstl, through collecting the related data of domestic and foreign concrete bridge deck, analyzes and summarizes the existing research findings, and confirms the research contents, methods and technical ways of this paper. Second, through analysis and research on water damage reasons, this paper puts forward the target void volume and site void volume which have a good waterproof quality and are suitable for asphalt mixture material. Moreover, through carrying out the indoor simulation experiment to water-proof adhesive material used in the cement deck pavement, analyzes its performance on the road and chooses a better water-proof adhesive material. Lastly, through laboratory test to analyses the impervious performance and compression resistance of concrete water-proof material, and then recommend a water-proof material which possesses a good waterproof performance and compression performance.
The results of the study show that, control the asphalt mixture of water seepage of coefficient and critical gap rate can better prevention bridge deck asphalt mixture surfacing of water damage; Waterproof material type, test temperature, vertical load cut performance against and tensile properties have significant influence on the vertical load, and shear strength in a linear relationship. Comprehensive analysis of several waterproof material selection of the road with properties, recommends the SBS modified asphalt waterproof glue as materials; Cement concrete seepage water resistance and the compressive strength of the experiment showed that the polypropylene fiber concrete to have very good anti-permeability strength and compressive strength.
首先,通过收集国内外水泥混凝土桥面铺装的有关资料,对现有研究成果进行分析总结,制定了本文的研究内容、研究方法以及技术路线；其次,对水泥混凝土桥面铺装常见水损坏原因进行分析,对桥面沥青混凝土铺装提出具有良好路用性能的空隙率和渗水系数；再者,通过对常用桥面铺装防水粘结材料进行室内剪切试验、拉拔试验以及渗水试验,分析其路用性能,优选出较好的防水粘结材料；最后,通过对水泥混凝土防水材料的抗渗性能和抗压性能进行室内实验分析,推荐具有良好防水性能和抗压性能的水泥混凝土防水材料。
研究结果表明,控制沥青混合料的渗水系数和临界空隙率能够更好的预防桥面沥青铺装层的水损坏；防水材料类型、试验温度、垂直荷载对抗剪性能和抗拉性能都有显著影响,垂直荷载和抗剪强度呈线性关系。综合分析选用的几种防水材料的各项路用性能后,推荐采用SBS改性沥青作为防水粘结材料；水泥混凝土抗渗水和抗压强度试验研究表明,聚丙烯纤维的加入使混凝土具有很好的抗渗强度和抗压强度。
As an important part of a bridge driving system, the asphalt concrete deck pavement layer plays an irreplaceable role in the aspect of easing the traffic load to the bridge deck's impact, protecting the structure safety of the bridge, travelling smoothly and reducing noise. According to highway project situation of Ankang to Shaanxi and Sichuan confine, this paper puts forward a water damage problem of the concrete bridge deck pavement layer and does a systematic study for the bridge deck water-proof through investigation & analysis and related laboratory tests.
Firstl, through collecting the related data of domestic and foreign concrete bridge deck, analyzes and summarizes the existing research findings, and confirms the research contents, methods and technical ways of this paper. Second, through analysis and research on water damage reasons, this paper puts forward the target void volume and site void volume which have a good waterproof quality and are suitable for asphalt mixture material. Moreover, through carrying out the indoor simulation experiment to water-proof adhesive material used in the cement deck pavement, analyzes its performance on the road and chooses a better water-proof adhesive material. Lastly, through laboratory test to analyses the impervious performance and compression resistance of concrete water-proof material, and then recommend a water-proof material which possesses a good waterproof performance and compression performance.
The results of the study show that, control the asphalt mixture of water seepage of coefficient and critical gap rate can better prevention bridge deck asphalt mixture surfacing of water damage; Waterproof material type, test temperature, vertical load cut performance against and tensile properties have significant influence on the vertical load, and shear strength in a linear relationship. Comprehensive analysis of several waterproof material selection of the road with properties, recommends the SBS modified asphalt waterproof glue as materials; Cement concrete seepage water resistance and the compressive strength of the experiment showed that the polypropylene fiber concrete to have very good anti-permeability strength and compressive strength.
引文
[1]张占军.水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装结构研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2000
[2]王涓.水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装防水粘结层的性能研究[D]：[硕士学位论文].东南大学,2003
[3]张占军.混凝土桥桥面防水系统性能及设计方法研究[D]：[博士学位论文].长安大学,2004
[4]张领先.水泥混凝土桥桥面铺装层结构合理性研究[D]：[硕士学位论文].重庆交通大学,2008
[5]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].北京：人民交通出版社,2001
[6]刘红琼.水泥砼桥桥面铺装防水粘结层性能研究[D]：[硕士学位论文].重庆交通大学,2008
[7]柏园.桥面铺装粘结层的研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2005
[8]张娟.水泥混凝土桥面防水粘结层性能研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2008
[9]曾昌洪.水泥基渗透结晶型防水剂的制备及其性能研究[D]：[硕士学位论文].重庆交通大学,2007
[10]张宏伟.水泥混凝土桥面防水粘结层性能研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2010
[11]徐波.水泥基渗透结晶型防水材料在桥面防水混凝土中的应用性研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2008
[12]王家主.长大纵坡沥青路面材料组成设计与性能研究[D]：[硕士学位论文].武汉理工大学,2006
[13]陈凯.我国车辙试验与汉堡车辙试验对比研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2008
[14]常建勇.沥青混合料抗剪试验方法及抗剪性能研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2009
[15]凌天清.水泥砼桥面铺装结构与层间界面力学特性研究[D]：[硕士学位论文].重庆交通大学，2009
[16]高雪池.滨州黄河公路大桥桥面铺装研究[D]：[博士学位论文].东南大学,2006
[17]肖维.五河口大桥沥青混凝土铺装层力学分析及结构组合研究[D]：[硕士学位论文].东南大学,2005
[18]邓学钧.路基路面工程[M].北京：人民交通出版社,2005
[19]徐世法等.沥青铺装层病害防治与典型实例[M].北京：人民交通出版社,2005
[20]王京元.水泥混凝土桥沥青混凝土桥面铺装早期病害原因分析和结构设计方法[D]：[硕士学位论文].大连理工大学,2003
[21]董军.桥梁工程[M].北京：机械工业出版社,2009
[22]陈燕山,熊野生等.高速公路桥面排水设计研究[J].交通科技,2001,No.2
[23]万剑平,张亮等.我国目前桥面排水系统设计施工现状[J].中南公路工程,2004
[24]JTJ E30-2005,公路工程水泥及水泥混凝土试验规程[S].北京：人民交通出版杜,2005
[25]JTJ F30-2003,公路水泥混凝土路面施工技术规范[S].北京：人民交通出版社,2004
[26]刘占良.水泥混凝土桥面铺装材料研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2008
[27]OECD. Waterproofing of Concrete Bridge Decks.OECD Road Research Group.1972
[28]NCHRP. Waterproofing Membranes for Concrete Bridge Decks[R]. NCHRP 1995 SYNTHESIS 220
[29]TRRL. Laboratory Tests on Waterproofing Systems for Concrete Bridge Decks.TRRL 1990
[30]TRRL. A Fidld Trial of Waterproofing Systems for Concrete Bridge Decks.TRRL 1989
[31]裴建中.桥面柔性防水材料技术性能研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2001
[32]刘聪慧.几种水泥混凝土桥面防水粘结层性能研究[D]：[硕士学位论文].武汉理工大学,2009
[33]于静涛.沥青铺装与桥面板层间粘结改善技术研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2006
[34]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].北京：人民交通出版社,2005
[35]JTG E42-2005,公路工程集料试验规程[S].北京：人民交通出版社,2004
[36]JTJ 052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京：人民交通出版杜,2000。
[2]王涓.水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装防水粘结层的性能研究[D]：[硕士学位论文].东南大学,2003
[3]张占军.混凝土桥桥面防水系统性能及设计方法研究[D]：[博士学位论文].长安大学,2004
[4]张领先.水泥混凝土桥桥面铺装层结构合理性研究[D]：[硕士学位论文].重庆交通大学,2008
[5]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].北京：人民交通出版社,2001
[6]刘红琼.水泥砼桥桥面铺装防水粘结层性能研究[D]：[硕士学位论文].重庆交通大学,2008
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[8]张娟.水泥混凝土桥面防水粘结层性能研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2008
[9]曾昌洪.水泥基渗透结晶型防水剂的制备及其性能研究[D]：[硕士学位论文].重庆交通大学,2007
[10]张宏伟.水泥混凝土桥面防水粘结层性能研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2010
[11]徐波.水泥基渗透结晶型防水材料在桥面防水混凝土中的应用性研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2008
[12]王家主.长大纵坡沥青路面材料组成设计与性能研究[D]：[硕士学位论文].武汉理工大学,2006
[13]陈凯.我国车辙试验与汉堡车辙试验对比研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2008
[14]常建勇.沥青混合料抗剪试验方法及抗剪性能研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2009
[15]凌天清.水泥砼桥面铺装结构与层间界面力学特性研究[D]：[硕士学位论文].重庆交通大学，2009
[16]高雪池.滨州黄河公路大桥桥面铺装研究[D]：[博士学位论文].东南大学,2006
[17]肖维.五河口大桥沥青混凝土铺装层力学分析及结构组合研究[D]：[硕士学位论文].东南大学,2005
[18]邓学钧.路基路面工程[M].北京：人民交通出版社,2005
[19]徐世法等.沥青铺装层病害防治与典型实例[M].北京：人民交通出版社,2005
[20]王京元.水泥混凝土桥沥青混凝土桥面铺装早期病害原因分析和结构设计方法[D]：[硕士学位论文].大连理工大学,2003
[21]董军.桥梁工程[M].北京：机械工业出版社,2009
[22]陈燕山,熊野生等.高速公路桥面排水设计研究[J].交通科技,2001,No.2
[23]万剑平,张亮等.我国目前桥面排水系统设计施工现状[J].中南公路工程,2004
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[26]刘占良.水泥混凝土桥面铺装材料研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2008
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[29]TRRL. Laboratory Tests on Waterproofing Systems for Concrete Bridge Decks.TRRL 1990
[30]TRRL. A Fidld Trial of Waterproofing Systems for Concrete Bridge Decks.TRRL 1989
[31]裴建中.桥面柔性防水材料技术性能研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2001
[32]刘聪慧.几种水泥混凝土桥面防水粘结层性能研究[D]：[硕士学位论文].武汉理工大学,2009
[33]于静涛.沥青铺装与桥面板层间粘结改善技术研究[D]：[硕士学位论文].长安大学,2006
[34]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].北京：人民交通出版社,2005
[35]JTG E42-2005,公路工程集料试验规程[S].北京：人民交通出版社,2004
[36]JTJ 052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京：人民交通出版杜,2000。