【正文】 歸納出國產(chǎn)環(huán)氧瀝青的粘度隨溫度、時間的變化規(guī)律。標準溫度條件下兩種環(huán)氧瀝青拉伸試驗結果見表53和表54。5mm/min的速度勻速分離，直至斷裂。表51 水泥混凝土橋面用環(huán)氧瀝青防水粘結層材料技術指標項 目技術指標實驗方法熱固性（200℃）不熔化小試件放置在熱鋼板上 吸水率（7天，20℃ ，%） ≤ASTM D570在荷載作用下的熱撓曲溫度/℃10～18ASTM D 648材料性能拉拔強度水泥混凝土板之間(20℃,MPa)≥企業(yè)標準鋼板之間(20℃,MPa)≥企業(yè)標準剪切強度水泥混凝土板之間(20℃,MPa)≥企業(yè)標準鋼板之間(20℃,MPa)≥企業(yè)標準路用性能拉拔強度水泥混凝土板與瀝青混凝土之間(20℃，MPa)≥JTG F80/12004剪切強度水泥混凝土板與瀝青混凝土之間(20℃，MPa)≥JTG F80/12004不透水性， Mpa30min不透水抗刺破及滲水性暴露輪碾試驗（，100次） MPa水壓下不滲水） 表52水泥混凝土橋面用環(huán)氧瀝青鋪裝層材料技術指標項目技術指標實驗方法抗拉強度（20℃，MPa） ≥GB/T5281998斷裂延伸率（20℃，%） ≥100GB/T5281998熱固性（300℃）不熔化小試件放在熱鋼板上浸耗率（20℃，%） ≤35相關科研報告標準膨脹比（20℃，%）≤相關科研報告標準吸水率（7天，20℃，%） ≤ASTM D 570在荷載作用下的熱撓曲溫度 （℃）18～25ASTM D 648粘度增至1000cP的時間(120℃，min) ≥30JTJ0522000 國產(chǎn)環(huán)氧瀝青拉伸試驗拉伸試驗用以反映環(huán)氧瀝青受拉破壞的應變和應力。兩者都由兩組分組成：其中，組分A為環(huán)氧樹脂和組分B為一種由石油瀝青和固化劑組成的勻質合成物。花園路跨線橋的主要受力控制指標值如下：。（2）不同橫向荷位的最大橫向拉應力均出現(xiàn)在對應縱向加勁結構位置的鋪裝結構附近。，截取整橋跨中兩跨進行細部建模，沿縱向兩端模型邊界設為固結，車輛荷載仍采用如圖3所示的雙輪均布荷載。鋪裝與橋面板之間的層間剪應力在三種橫向荷位作用情況下分布規(guī)律類似。 三種橫向荷位下的鋪裝結構力學響應分布，鋪裝結構在車輛荷載作用下受力集中區(qū)域范圍縱、橫向均為1m左右。 鋪裝結構最不利受力區(qū)域的網(wǎng)絡加密 整橋集中荷載作用下的最不利鋪裝段經(jīng)過沿橋面寬度方向不同荷位的單位集中荷載沿橋梁縱向移動的鋪裝結構力學響應影響線計算，分別控制橫向裂縫、縱向裂縫及鋪裝與橋面板之間剪切破壞的力學指標縱向拉應力、橫向拉應力及層間剪應力的峰值均出現(xiàn)在跨中段。為分析計算考慮，取輪胎著地的形式為矩形，計算模型采用雙輪矩形均布荷載。 水泥混凝土梁與鋪裝耦合作用的整橋結構模型為精確計算鋪裝結構在車載作用下的力學響應，在建立有限元模型時，對鋪裝體系模型不進行簡化，建立含鋪裝結構的整橋三維有限元模型，選取實體單元對整體結構進行離散，準確模擬結構的三維變形。第一種模型和第二種模型均沒有考慮整橋變形的影響，邊界條件采用簡單的固結。有限元方法是目前用于實際工程設計、驗證及分析的有效手段。（4）水泥混凝土橋面鋪裝結構橋面鋪裝結構是由各組成部分協(xié)調工作的統(tǒng)一體，各部分結構性能相統(tǒng)一協(xié)調是橋面鋪裝整體結構性能的基礎。（3）防水粘結層材料通過文獻查閱可知防水粘結層材料可從以下幾個方面來考慮： ①具有很好的不透水性，在橋面各種情況下都應該是不透水，包括交通荷載造成的空隙水瞬間水壓力； ②在橋面可能遇到的溫度情況下，保證具有良好的力學穩(wěn)定性； ③要求防水材料應具有優(yōu)良的耐久性能； ④與其他材料的協(xié)調性； ⑤施工的可操作性。 （2）鋪裝下面層混合料鋪裝下面層有如下功能要求：力學分析表明車輛荷載作用位置下方1cm7cm的范圍內(nèi)都是高剪應力區(qū)域且上下層鋪裝的溫度十分接近，所以鋪裝下層材料的高溫穩(wěn)定性也必須得到重視；同時，下面層還應有對水泥混凝土板的良好追從性；此外，下面層混合料還應具有較高的模量、較好的抵抗變形的能力和良好的密水性。(6)良好的平整度及抗滑性能：良好的平整度，不僅可滿足行車舒適性要求，也會減小輪載對橋面鋪裝及橋面板的振動沖擊作用；良好的抗滑性能也是行車安全的一項重要要求。(4)良好的層間粘結性能：橋面鋪裝層與橋面板間的粘結力喪失是橋面鋪裝損壞的一種主要表現(xiàn)。因此對橋面鋪裝應有較高的材料性能要求和結構要求，以適應其耐久性的要求，主要有以下幾個方面的要求： (l)應具備良好的高低溫穩(wěn)定性：在夏季高溫季節(jié)，瀝青混凝土鋪裝從上到下溫度都非常高(可高達70℃) [20]，為了有效防止車轍、推擠、擁包等永久變形，橋面鋪裝必須具備優(yōu)良的高溫抗蠕變和抗剪切性能。 橋面耐久性鋪裝的基本要求我國《公路瀝青路面設計規(guī)范》(JTJ01497)對水泥混凝土橋面上設置瀝青混合料鋪裝層時，提出了瀝青面層應與水泥混凝土橋面板粘結牢固、防水滲入、抗滑耐磨、低溫抗開裂、高溫抗車轍、抗剝離的性能要求。長壽命路面設計方法是一種先進的設計理念，我國的道路學者已開始著手研究長壽命路面結構，總的來說，我們還處于對長壽命路面設計理念的引進和消化階段，研究還存在不少問題。其所取得的研究成果帶有很強的經(jīng)驗性和區(qū)域性，造成各國的設計方法適用性不強，不能大范圍地推廣。控制基層的疲勞開裂成為長壽命設計的關鍵，美國各州基于這點做了大量的研究工作，基本上可以概括為兩點：采用改性瀝青；增加瀝青層的厚度以降低瀝青層層底的彎拉應變。橋面瀝青鋪裝層的設計與施工仍沿用傳統(tǒng)的路用瀝青混合料工藝，在進行橋梁結構設計時，對橋面鋪裝層一般不作專門的計算分析，為橋面鋪裝的早期損害埋下了隱患，橋面鋪裝一旦破壞，就必須重修或重新鋪設，所造成的社會效益和經(jīng)濟效益的損失是不可估量的。以車轍作為橋面鋪裝的設計標準時，也采用類似路面控制車轍的兩種設計指標：一種是鋪裝層厚度的變化△h 以及鋪裝層的整體壓應變[16]，對于第一種指標，可表示為：△h≤[ △h]Re z=△h/ HO≤[e z ]R△h：荷載作用下的鋪裝層厚度變化量(不計塑性變形)；[ △h]R ：容許的鋪裝層厚度變化量；e z： 彈性體理論計算得到的鋪裝層垂直壓應變；[e z ]R ： 容許的鋪裝層垂直壓應變；HO：鋪裝層的初始厚度?？紤]在瀝青混合料鋪裝層一定厚度情況下，防水粘結層與橋面板及瀝青鋪裝層間的最大剪應力t應不大于防水粘結層的容許剪應力t R， 即： 式中T max：理論計算得到的巧妙鋪裝層與橋面板層間的最大剪應力； [t R] ：防水粘結層材料的容許抗剪強度；即s m 179。 橋面鋪裝層病害控制指標實際的橋面鋪裝層都要參與橋梁主體結構受力、與橋梁主體結構協(xié)調變形、直接承受車輛的輪載[13]。但是調查中發(fā)現(xiàn)很多橋面的泄水孔處于堵塞狀態(tài)，沒有起到排水作用，也造成了鋪裝層在雨季經(jīng)常處于飽水狀態(tài)。還有施工完成檢測鉆芯取樣后，沒有及時填實鉆坑或者填料和原來的級配相差較大等都給該處鋪裝層的損壞留下隱患。 鋪裝層施工鋪裝層設計如果沒有嚴格的施工組織和質量保證措施難以達到設計要求。由于水泥混凝土橋面板與瀝青鋪裝層材料差異較大，它們之間若不設置防水粘結層難以有效形成受力整體。橋面鋪裝層材料設計有可能因片面強調材料的某一方面的性能而削弱了其它與其相對的性能。 鋪裝層結構與材料設計從調查情況來看，橋面鋪裝結構層的厚度和級配組成沒有經(jīng)過特別設計，基本上與相鄰普通路面一樣。 橋面鋪裝層力學分析橋面鋪裝是一個受力復雜的動力體系，它直接承受車輪荷載的沖擊，部分或全部參與主梁結構的變形，各種形式的主梁及鋪裝本身的構造均影響其應力的分布。其二是推移、擁包等的熱穩(wěn)性病害的發(fā)生率也較高，屬于橋面鋪裝的高發(fā)病害類型。如果瀝青混合料的礦料級配不當，細集料偏多，瀝青用量偏大，或者集料質地軟弱，缺少棱角，或是在拌合、運輸和攤鋪過程中產(chǎn)生離析，在鋪裝層的使用過程中，都容易造成瀝青泛油或者鋪裝層表面集料逐漸磨光，導致鋪裝層表面光滑。推移、擁包主要是由于鋪裝層與橋面板層間結合面粘結力差，或是防水層材料質量不高，在高溫季節(jié)產(chǎn)生軟化，輪跡帶初的瀝青混合料想輪跡兩側滑移，導致推移擁包等剪切病害。因此，本研究通過對國內(nèi)多座水泥混凝土橋梁鋪裝層損壞情況進行了詳細的調研，總結了我國水泥混凝土橋面鋪裝的主要損壞類型。①按照試驗設計目的，對不同鋪裝體系進行層間剪切、層間拉拔試驗等，評價鋪裝體系的有效性，并提出評價標準；②對不同鋪裝體系進行各項路用性能試驗，提出鋪裝層路用性能技術要求；③通過與其他類型改性瀝青路用性能比較，分析其提早開放交通的可行性。⑤橋面鋪裝病害機理分析及其與鋪裝體系（橋面防水、層間粘結、瀝青鋪裝）的關系。本文通過力學分析，確定材料與結構設計指標，同時進行下面層混合料與防水粘結層的設計，最終完成水泥混凝土橋面耐久性鋪裝研究。盡管國內(nèi)外許多國家都投入大量的精力進行橋面鋪裝的研究，但是往往沿用了普通道路路面的研究經(jīng)驗和成果，側重于材料研究以改善橋面鋪裝的路用性能，且研究成果適用性不強，不能大范圍推廣。由于瀝青混凝土橋面具有良好的行駛性能，適合應用于大跨徑橋梁，世界各國的橋面鋪裝多采用瀝青混凝土體系，各國的研究者結合本國的國情，對鋪裝層混合料的性能和結構形式分別作出了特殊的規(guī)定，目前常用的橋面鋪裝層材料主要有四類：普通改性瀝青混凝土、澆注式瀝青混凝土、改性瀝青SMA、環(huán)氧瀝青混凝土。近幾年，市場上出現(xiàn)了種類繁多的橋面防水材料，面對種類繁多、良莠不齊的新產(chǎn)品和新材料，以及鋪天蓋地的產(chǎn)品廣告宣傳，給工程技術人員的材料選擇和設計帶來很大的困惑。為了更科學合理地設計橋面鋪裝，需要結合橋面鋪裝力學特性分析，研究橋面鋪裝結構設計理論和方法。所以，需要通過調查和研究，分析各類病害產(chǎn)生過程和機理，探討各類病害與鋪裝體系（橋面防水、層間粘結、瀝青鋪裝）的關系，為建立橋面鋪裝體系的設計模型和技術要求提供理論基礎。 研究意義及目的 水泥混凝土橋面鋪裝對橋梁使用功能的發(fā)揮起著重要作用，橋面鋪裝的破壞不但會影響交通運輸，同時會造成巨大的經(jīng)濟損失。在上、下面層之間灑布粘層瀝青[7]。 我國水泥混凝土橋面鋪裝分為設防水層與不設防水層兩種形式。如環(huán)氧瀝青粘結料的性能指標中對其耐高溫性要求達到300℃以上，遠高于國內(nèi)某橋軟化點大于100℃的要求。熱固性粘結材料主要指環(huán)氧瀝青。國內(nèi)某大跨徑鋼箱梁橋和香港青馬大橋也都采用了可溶性的橡膠瀝青作為粘結底層。在其后國內(nèi)另一大跨徑鋼箱梁橋上，相應提高了軟化點指標（大于100℃）并減少其用量。其最大的缺點是在高溫下容易變軟，粘結力下降。歐美自 20 世紀 60 年代已開始大量采用橋面防水層。因此，如何提高橋面鋪裝的耐久性已成為目前該領域研究的熱點與難點。橋面鋪裝質量的好壞和耐久性將直接影響到汽車的行駛質量和橋梁結構的耐久性。其作用在于防止車輪直接磨耗行車道板，保護主梁免受雨水及其它有害物質的侵蝕，并起到擴散荷載的作用。但由于瀝青材料本身的缺陷，以及對橋面鋪裝體系認識的不足，目前國內(nèi)外水泥混凝土橋面鋪裝大多會出現(xiàn)嚴重的早期病害[23]，其使用耐久性遠遠無法滿足設計要求，進而大大降低了橋梁主體結構的使用耐久性，造成嚴重的經(jīng)濟損失。 橋面防水體系的修筑是提高橋梁耐久性的重要保證，它與面層的設計與施工是有機的整體。這種材料在常溫下具有一定的變形能力，能夠適應在交通荷載下由于局部變形而引起的拉應力的反復作用，也具有良好的防水封閉作用。國內(nèi)某大跨徑鋼箱梁橋使用這類粘結劑時提出的軟化點指標太?。ù笥?5℃），用量又偏多，通車后不久橋面即出現(xiàn)了橫向推移的熱穩(wěn)定問題?？扇苄詾r青橡膠在日本使用較多，明石海峽大橋鋪裝粘結層采用的即是這種材料。目前解決方法是注射環(huán)氧聚硫橡膠粘結劑到每個氣泡中，加熱瀝青混合料并壓實。同前面兩類材料相比，這種材料無論在粘結能力、變形能力，還是在熱穩(wěn)定性方面，都具有明顯的優(yōu)勢。 國內(nèi)對水泥混凝土橋面鋪裝體系的研究較少，設計中主要沿用公路瀝青路面的設計方法，沒有形成一整套系統(tǒng)的橋面鋪裝的設計、施工方法。 我國水泥混凝土橋面瀝青混凝土鋪裝厚度一般為6~8cm，特殊情況下增至10cm；鋪裝層采用雙層結構，下面層采用3~4cm整平層，采用中粒式瀝青混凝土；表面層的厚度和混合料類型與其相鄰橋頭引線的行車道上的瀝青表面層的厚度、混合料級配類型相同，以便與橋頭引線部分一起施工，減少接縫。同時，出現(xiàn)的新材料和新結構型式也在逐漸應用于水泥混凝土橋面鋪裝，以改善鋪裝體系的性能。目前有關橋面鋪裝的損害基本上是套用瀝青路面的病害分類和評價方法，對于鋪裝病害多是簡單地歸因于嚴苛的工作環(huán)境和條件等外因，對病害產(chǎn)生的內(nèi)因（材料和結構）及其與外因的關系未進行深入研究，而這樣的結論對解決問題沒有實質意義。在橋面鋪裝設計方面，還沒有獲得世界公認的結構設計組合形式、結構厚度、材料種類及設計指標、驗算方法及指標等，還沒有形成系統(tǒng)的設計理論依據(jù)。交通部剛剛頒布實施的《路橋用水性瀝青基防水涂料》行業(yè)標準，還有很多不完善之處，在橋面防水粘結材料選擇上存在盲目性。（4） 需要結合水泥混凝土橋面鋪裝的工作條件，研究與開發(fā)性能優(yōu)良且耐久的鋪裝材料。特別是環(huán)氧瀝青，施工和質量控制難度較大，對溫度和施工時間控制要求很高，需要深入分析環(huán)氧瀝青技術特點，研究施工工藝，進一步細化施工與質量控制措施，促進其推廣和應用。 主要研究內(nèi)容及技術路線 理論分析與工程實踐均表明，合理的鋪裝材料設計與結構組合對改善鋪裝層的受力狀況、充分發(fā)揮各種鋪裝材料的特性、提高橋面鋪裝的耐久性有著十分重要的作用。④橋面耐久性影響因素分析。（4）橋面防水層鋪裝結構設計及有效性評價研究選擇幾種典型