大跨径钢桥面沥青铺装层裂缝病害研究_敬淼淼
【工程分享】沥青混凝土桥面铺装的主要病害表现 桥梁裂缝修补
沥青混凝土桥面铺装沥青混凝土桥面铺装的主要病害表现为铺装层裂缝、车辙、拥包、波浪、跳车、破损、泛油、脱皮、松散露骨等。
一、纵向裂缝【中资路桥记录内容】位置、长长炬长、走向、照片编号等。
【病害成因】1、冬季降温沥青混凝土收缩作用；2、梁间连接位置出现松动、破损，该处铺装层出现反射纵向裂缝；3、车辆反复作用等。
【处治措施】裂缝长度小于1.0m，或宽度小于3.0mm时，可局部修补，并加强观测；裂缝长度大于2.0m，或宽度大于3.0mm时，应及时上报相关部门。
二、横向裂缝【记录内容】位置、长度、宽度、走向、照片编号。
【病害成因】1、冬季降温沥青混凝土收缩作用；2、梁间接缝处出现松动、破损，该处铺装层出现反射纵向裂缝；3、车辆反复作用；4、墩顶桥面连续铺装处的反射裂缝；5、连续梁桥悬臂桥等桥型结构的负弯矩区，由于荷载作用而使桥面铺装产生拉力出现开裂等。
【处治措施】裂缝长度小于1.0m，或宽度小于3.0mm时，应及时上报相关部门。
三、龟裂【记录内容】位置裂缝较大宽度、面积范围、照片编号。
【病害成因】1、冬季降温沥青混凝土收缩作用；2、车辆反复作用等。
【处治措施】局部龟裂，裂缝区无变形，无散落，龟裂缝宽小于2.0mm时，可局部修补；范围较大，裂缝区变形明显、散落严重的，龟裂缝宽大于2.0mm时，应及时上报相关部门四、局部块裂、破碎【记录内容】位置、范围、面积、照片编号。
【病害成因】1、冬季降温沥青混凝土收缩作用、2、车辆反复作用等。
【处治措施】局部块裂，裂缝壁无散落，块裂缝宽小于3.0mm时，可局部修补；破损范围较大，裂缝散落严重，块裂缝宽大于3.0mm时，应及时上报相关部门。
五、车辙【记录内容】位置、范围、面积、车辙深度、照片编号。
【病害成因】1设计或施工质量不满足规范；2、高温季节，沥青桥面铺装层温度较高，车轮反复作用等。
【处治措施】车辙面积不大于10%，深度不大于25mm时，暂时不处理，车辙长度、深度较大时，应及时上报相关部门。
环氧沥青钢桥面铺装裂缝病害成因与修复对策
环氧沥青钢桥面铺装裂缝病害成因与修复对策【摘要】针对环氧沥青钢桥面铺装出现裂缝病害的问题，从裂缝产成机理进行分析，并根据裂缝出现的位置分为三类裂缝，并根据裂缝的类型与产生机理，分为贯穿裂缝和未贯穿裂缝，提出恰当的修复措施。
【关键词】环氧沥青铺装；裂缝成因；修复措施随着我国交通事业的发展，已经建成或正在建设中的钢箱梁桥逐渐增多，由于其使用条件和受力状态十分复杂，对桥面铺装的结构性能和功能性要求都有非常高的要求，大部分普通的沥青混合料铺装层在通车不久后便出现了不同程度的疲劳开裂、车辙等病害，个别桥面铺装甚至已经经过多次大修。
我国经过对桥面铺装的不断探索发现，环氧沥青混合料是钢桥面铺装应用最为成功的一种铺装材料。
但是采用环氧沥青混合料铺装在使用多年之后，裂缝逐渐成为钢桥面所表现出的最主要的一种病害[1]。
这些裂缝的出现，对钢桥面铺装的影响是无法忽视的，高温作用、雨水下渗与行车荷载高压作用将会造成裂缝的急剧发展。
故本文将从环氧沥青钢桥面铺装裂缝产生机理，提出裂缝修补的措施与方法，为控制裂缝发展并有效消除裂缝不利影响提供养护建议。
1裂缝病害形成机理环氧沥青铺装层直接铺设在正交异性钢桥面板上面，直接受行车荷载、温度与湿度变化、风载引起的桥面震动等因素综合作用，其受力和变形较一般桥面更为复杂。
根据对国内大跨径钢桥面铺装层的裂缝病害调查分析，可以把钢桥面铺装层中的裂缝病害以出现的位置可以分为三类：1）出现在正交异性板纵向加劲肋、横隔板或纵隔板顶部的裂缝，以下简称为肋板处裂缝；2）纵向加劲肋板之间或者肋板的腹板之间，以下简称为板间裂缝；3）可能出现在钢桥面的任何位置，杂乱无章，以下简称为随机分布裂缝。
1.1第一类裂缝：肋板处裂缝这类裂缝出现在正交异性板纵向加劲肋、横隔板或纵隔板顶部的裂缝。
这些裂缝通常分布在轮迹带附近。
根据其外观可以看出，此类裂缝通常为单条纵向裂缝，但会随着车辆荷载作用次数的增加，发展为两条平行分布的直线或者呈H形分布。
桥面沥青铺装层裂缝病害分析及处理措施
导致钢筋混凝土桥面沥青混凝土铺装结构出现病害的原因有很多种，其中主要包括桥梁结构铺装结构、材料以及所处环境等，也就是说在实际进行桥面铺装工作的过程当中我们必须实现对上述因素的充分考虑。
在实际运营过程当中桥面沥青铺装层起着相当重要的作用。
这要求施工部门以及相关工作人员必须提高对上述工作的重视程度，在实际施工中借助科学的技术与手段实现对桥面沥青混凝土铺装结构的保障，从根本上防止起病害现象的出现。
一、裂缝病害产生的原因1.结构设计方面的因素。
随着交通业的日益发达，对于桥面的负荷能力要求也越来越高，通过良好合理的设计方案，使得桥梁主梁架构能达到现实生活中的受力要求。
而在桥梁建设工作中，对于桥面沥青层的结构分析以及负荷能力计算都不够系统和全面，往往是侧重于对主梁进行计算分析，而忽略了对于桥面沥青铺装层的刚度要求，从而导致了沥青铺装层的抗压能力不足，易于损坏。
桥面沥青铺装层也是保证桥梁安全运行的核心结构之一，要重视对于沥青铺装层的计算和分析。
而在对其的具体分析中发现，不同形式的主梁以及去本身架构会在一定程度上提升对其进行受力分析的工作。
例如对于连续桥梁、悬臂梁桥以及拱桥等不同的桥梁结构，由于荷载时的受力方向、程度都有一定的特殊性，如果没有良好的结构设计方案，桥面沥青层可能会产生负弯矩裂缝。
所以，这项工作也是值得我们在具体施工的过程中高度重视的，只有在良好合理的设计方案下，才能保证桥面沥青层有更长的使用期以及强大的抗压能力。
2.施工工艺方面的因素。
由于施工工艺方面的因素，桥面沥青层的质量得不到保证，也会使其容易产生裂缝病害，而严重的影响了桥梁上的交通安全。
在这方面桥面沥青层产生裂缝病害的原因主要是两方面，一方面是由于水泥的质量不合格，这样便容易形成裂缝病害。
而也可能是由于水泥和水的比例没有搭配好，若水泥的用量大于水，则会产生收缩性裂缝，相反，用水量过多的话会造成坍落度偏大，形成裂缝。
例如在冬季施工时，温度比较低，混凝土的融合速度较慢，则会在一定程度上影响施工的效率。
钢桥面沥青铺装病害的原因分析与防治措施
过重 （ 超载 ） 。
氧树脂沥青混合料。这些钢桥面沥青混合料铺装在
使用过程中出现了不 同的典型病害 ， 但总起来可以
概括为两大类 ： 一是结构性破坏 ， 如疲 劳开裂 、 低温 开裂 、 黏结层 失 效或 脱 层 等 ； 是 功 能 性 破坏 ， 车 二 如 辙、 推移、 隆胀和光滑等。 １本对桥面铺装其病害分类 如下 ： ３ 车辙、 裂缝、 铺 装层 纵 向凹 凸 、 台 、 洞 、 滑性 不 足 、 移 、 错 坑 抗 滑 气
参考 文献 ：
［ ］ 黄卫 ， １ 张晓春 ， 胡光伟． 大跨 径钢桥 面铺装理论 与设 计 的研究进 展 ［］ 东南 大学学 报 （ Ｊ． 自然科 学版 ）２０ ， ， ２ ０
３ （ ）：８ － ７ ２ ａ ４ ０４ ． ８
２ 防治措施
钢桥面铺装层对材料、 结构 的要求更高 ， 且钢桥 面变形大 ， 温度 变化大 ， 铺装结构 的稳 定性 尤为重
泡 、 缝开裂 。 接
（） ３ 脱层及推 移 ， 由于钢桥面板与铺装层之 间 要加铺黏结层 ， 既起黏结作用又起 防水作用 ， 以， 所 脱层是钢桥面铺装特有的一种破坏类 型， 也是钢桥 面沥青混合料铺装的又一类主要破坏类型。脱层形 成之后钢板与铺装层共 同作用的效果基本丧失 ， 在 行车荷载作用下脱层会慢慢扩展或形成推移 。推移 是沥青混凝土的塑性 流动滑移产生 的， 特征为横 其 跨沥青表面的波形起伏 。原因主要为 ： ①铺装与钢 板间结合强度不足， 在高温及行车荷载作用下抗剪 切推移变形能力不足。②钢板表面不平整及桥面系
３ 结语
我国幅员辽阔 ， 同地 区之间有不 同的钢桥 面 不
市政道路钢桥面铺装层破坏的防控
市政道路钢桥面铺装层破坏的防控摘要：钢桥面铺装层在钢桥面整体结构中的重要性不言而喻，从钢桥面的使用性能及要求着手，分析了钢桥面沥青铺装层的主要病害及形成原因．研究得出钢桥面铺装层的界面是导致开裂的主要原因，而环境条件、材料级配、荷载和施工是产生车辙的主要原因。
结合某市内公路弯道改造的工程实例，提出了相应的改善防治措施。
关键词：市政道路；钢桥面；钢箱梁；铺装层；破坏及防治引言桥面铺装层的主要作用是提供交通荷载行驶的表面特性和保护桥面的主体结构不受外界因素的损害。
钢箱梁温度传导性好，易受外界温度变化的影响；箱梁一般均由钢板焊接而成，顶面很光滑，增加了在钢箱梁上进行沥青混凝土桥面铺装的困难。
钢桥面的铺装层要满足以下要求：温度稳定性和抗疲劳耐久性好；具有良好的变形适应能力，同时又在高温和车辆荷载作用下不能产生过大的推移变形；具有良好的不透水性；且重量较轻。
1 破坏种类及原因钢桥面铺装层的破坏主要有开裂、车辙、水损害几种类型，而前钢桥面铺装层主要有两种破坏类型是导致发生铺装层水损坏的直接原因。
1．1 车辙通常情况下，沥青混凝土面层产生车辙破坏主要分为两个阶段：第1阶段。
铺装层在荷载作用下面层进一步压密，表现为轮迹带铺装层沉陷；第2阶段，铺装层在荷载作用下，面层材料塑性流动．轮迹带铺装层沉陷，同时两侧出现明显的隆起现象。
钢桥面铺装层车辙破坏的主要原因如下：1)环境条件。
环境条件主要是气候条件，包括气温、日照、辐射、风、雨等，除了湿度对沥青混合料高温性能的影响机理不同外，其他因素归结起来都反映在温度上。
黑色的沥青混合料具有较强的吸热能力，而整个路面又构成了一个巨大的温度场。
由于热量大量聚集，使路面温度不断升高。
再加上钢箱梁箱内空气的流通很差，温度比箱外要高出30℃．使沥青的温度达到70℃以上。
沥青混合料在高温时表现出黏塑性．其动稳定度下降。
沥青路面长时间处于高温状态，在外部荷载的作用下很容易产生流动变形，从而形成车辙、推移。
桥面沥青铺装层裂缝病害分析及处理措施
桥面沥青铺装层裂缝病害分析及处理措施摘要：受桥面铺装技术的限制，桥面沥青铺装层使用的寿命较短，通常情况下使用3～5年就会发生损坏，不仅影响正常通行，还增加了运营成本。
文章则以轨道交通11号线马陆站综合交通枢纽中马漳河桥、新第二塘桥为例，对其沥青铺装层的病害进行调查，分析了存在的主要病害类型，并进行了原因分析，最后太长了桥面沥青铺装层裂缝病害处理措施。
关键词：沥青铺装层；裂缝病害；马漳河桥；新第二塘桥引言通过查阅相关文献资料，并运用现场观测、挖验等方法，对典型的马漳河桥、新第二塘桥桥面铺装结构、病害类型及程度全面进行了调查分析。
通过对调查结果的分析能够看出混凝土桥面铺装具有的共同点：混凝土桥面铺装一般下层(调平层) 设计有4～15cm 的带钢筋网的混凝土，铺装面层为沥青混凝土层，采用密级配或开级配沥青混凝土。
可见在桥面铺装的过程中，大都不重视桥面粘层以及防水层的设计。
1 混凝土桥面沥青铺装病害本文依据对马漳河桥、新第二塘桥的调查结果，把桥面铺装的病害程度划分为: 严重破坏、中等程度破坏、轻微破坏，分类的具体标准如表1所示。
桥面结构的整体性通过桥面的破损情况直接反映出来，运用个综合以及分项指标进行分别评价。
综合指标则是指把不同形式的破损利用一定的折算系数进行当量破损面积的折算，同时联系整个桥面的总面积对桥面铺装破损的整体情况进行反映。
表 1 桥面铺装病害程度的分类及描述病害程度病害描述严重破坏存在严重的拥包、坑槽、裂缝等病害，病害面积达到桥面面积的10%以上中等破坏拥包较多，坑槽较少，修补面积较少轻微破坏无坑槽病害，存在少量的拥包、裂缝破坏，基本无修补将常见混凝土桥面铺装病害分为 4 类，并按照其在马漳河桥、新第二塘桥桥面上的破损严重程度由重到轻进行排序，分别为: 水损类，变形类，开裂类和表面损坏类。
1.1水损类在车辆荷载的作用下，桥面铺装的沥青混合料，沥青会从混合料中脱落，产生脱皮现象，导致沥青混合料的散失，留下一个空洞的甲板，如图1所示，和有一个足够深的存水，它可能会导致水漂现象，以此产生安全问题。
桥面沥青铺装层裂缝病害分析及处理措施
桥面沥青铺装层裂缝病害分析及处理措施摘要:本文主要从理论分析、结构计算和试验等方面入手,加快桥面铺装的深入研究、提出合理的指标和相关参数为设计提供依据,开发新材料,改进铺装技术,严格控制施工质量降低桥面铺装结构的病害,提高桥梁的耐久性。
关键词:沥青混凝土;桥面铺装;病害处理措施1 前言桥面铺装层直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用,其变形和应力特征与主梁及桥面板结构型式密切相关,一方面可分散荷载并参与桥面板的受力,另一方面起联结各主梁共同受力的作用。
既是桥面保护层又是桥面结构的共同受力层,所以具有足够的强度和良好的整体性,并具有足够的抗裂、抗冲击、耐磨性能。
2 病害的表现形式沥青面层的主要破坏形式主要有两方面,一方面是沥青混凝土面层内无确定面的剪切变形,由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差,抗水平剪切能力弱,在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏,出现推移、拥包的病害。
另一方面是因温度变化并伴随桥面板和梁结构的大挠度而产生裂隙,在车辆荷载及渗入水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。
在设防水层的水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装,在行车作用下的破坏形式一般为剪切破坏,常表现为拥包和推移现象。
此外,沥青混凝土桥面铺装中,在桥梁的一些特殊部位产生开裂,如简支梁的支座部位以及梁桥的受拉部位等。
目前水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装层比较突出的问题主要有:(1)桥面早期破坏严重,桥面出现车辙、拥包、网裂、龟裂、沥青面层剥落、产生坑槽,甚至出现防水混凝土铺装层外露,极大地影响了行车的舒适性,严重影响行车安全。
(2)桥梁上部结构及铺装结构的耐久性不足,主要是由于铺装层难以阻止水的渗入,渗入水沿桥面裂缝进入主梁,造成主梁钢筋的腐蚀,在行车荷载和温度作用下,加速主梁和面层的变化,降低桥梁寿命,特别在桥面负弯矩处此现象尤为明显。
3 沥青混凝土桥面铺装破坏原因分析3.1 结构理论与设计方面的因素桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值,桥面铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。
鄂东大桥环氧沥青铺装层裂缝成因及其处理方案
鄂东大桥环氧沥青铺装层裂缝成因及其处理方案作者：敖祥王浩胜来源：《南华大学学报·自然科学版》2013年第02期【摘要】针对湖北鄂东长江公路大桥钢桥面环氧沥青混合料铺装层的裂缝病害情况。
首先，进行了铺装层裂缝病害情况的调查.第二，通过了解鄂东长江公路大桥具体的交通、气候及施工情况分析了病害产生的原因。
第三，提出具体的施工方案进行养护维修。
本文在作者调查、分析病害原因并参加了具体的施工修复之后，给出了具体的施工工序，为以后同类钢桥面铺装层的养护维修提供施工参考依据。
并探讨现有施工工艺的改进问题。
【关键词】钢桥面铺装；环氧沥青混合料；裂缝病害；养护维修；施工工艺作为大跨径桥梁的主要结构形式——钢箱梁桥，在具有高强、自重轻、耐震以及便于制造和施工一系列优点的同时，其钢桥面铺装由于钢材的弹性模量、导热系数及热膨胀系数均与铺装层有较大差异，以及外界条件的影响，钢桥面在铺装通车后会出现一系列诸如车辙、裂缝、鼓包、推移等病害，从而影响交通通行。
1 工程基本情况1.1 鄂东长江公路大桥概况湖北鄂东长江公路大桥主桥全长1476m，主桥主跨为926m组合梁斜拉桥，全线设计时速为100km/h。
大桥钢桥面采用双层（25mm+30mm）环氧沥青混凝土铺装。
1.2 大桥铺装层病害情况全桥裂缝问题非常突出、严重，主要集中于两侧的重车道，多数为贯穿缝，当缝边有压力时，水从缝中被挤压出来，且水中带有锈迹和泥土，说明板体下面多有积水，且钢板已生锈，已不能行车。
而整个桥面表面微小裂缝分布广泛，且数量非常多。
1.3 裂缝处开挖情况针对较大的贯穿缝，我们进行了开挖处理。
开挖出来的环氧沥青混合料板体下面层与粘结层相连的底面层上出现许多裂缝，防水黏结层已经破坏，下面层与钢板间出现大量积水且钢板部分出现锈迹。
而在板底却同时存在许多暂时还没有反射到路表面的裂纹，黏结层与钢板和环氧沥青混合料板体都已脱离互不相连。
如下图所示。
2 裂缝产生原因分析对于我们通常了解的裂缝产生的原因诸如：①铺装整体抗拉强度不足引起的斜向开裂；②桥梁结构刚度不足引起的沿横隔板顶或沿纵向肋顶的有一定规律的开裂；③铺装材料耐疲劳性能不足引起的开裂；④汽车荷载过重引起铺装层表面拉应变过大导致的开裂。
关于桥面沥青铺装层裂缝病害分析及处理措施探讨
关于桥面沥青铺装层裂缝病害分析及处理措施探讨摘要：通过沥青混凝土桥面铺装出现的早期破坏的问题,分析桥面铺装沥青混凝土施工中工艺要求及控制要点。
本文针对桥面铺装层常出现的病害进行了详细的分析总结，并提出了相应的防治措施，对今后桥面铺装层的设计和养护有一定的借鉴意义。
关键字：桥面沥青铺装层；裂缝病害分析；处理措施Abstract: Through the asphalt concrete bridge deck pavement early damage problem, analysis of asphalt concrete in bridge deck pavement construction technology and control points. According to the bridge deck pavement diseases often occur in the detailed analysis and summary, and put forward the corresponding control measures, for the future of bridge deck pavement design and maintenance has certain reference significance.Key words: bridge deck asphalt pavement; crack analysis; treatment measures1.沥青混凝土桥面铺装的功能要求1.1良好的抗裂性和适应变形的能力在车轮荷载作用下,某些结构铺装层内产生较大的拉应力,反复作用容易导致铺装层的疲劳开裂;连续梁桥桥墩处出现的负弯矩引起桥面开裂,从而引起铺装结构层开裂;大跨度桥梁结构变形较大,因此要求桥面铺装具有优良的柔韧性和适应变形的能力,以避免铺装层早期疲劳开裂和较低温度时的收缩开裂。
桥面沥青铺装层裂缝病害分析及处理措施
桥面沥青铺装层裂缝病害分析及处理措施在社会与经济发展的大力推动之下我国工公路交通建设也在原有基础上取得较大进步。
但我们还是不能忽略其中不足与缺陷的存在。
桥面沥青铺装层裂缝问题就是其中之一，该项问题始终作为重点与难点存在于公路施工工作中，相关部门以及工作人员必须提高重视程度，并在客观分析导致裂缝现象出现原因基础上制定合理措施。
标签：沥青铺装层；裂缝病害；处理措施钢筋混凝土桥面沥青混凝土铺装结构的病害会受到多种客观因素的影响，其中主要包括桥梁结构、铺装结构、材料以及所处环境条件等。
在实际运营过程中桥面沥青铺装层起着不可替代的重要作用，因此对病害产生的原因以及防治措施进行分析具有较强的现实意义。
这不仅可从根本上实现对公路质量的保障，同时对我国公路交通事业的进步与发展有一定的促进作用。
一、裂缝的种类和病害产生的主要原因1.桥面铺装完成后桥面耗损桥面铺装工作完成后我们无法实现对桥面损耗现象的完全避免，也就是说我们无论使用哪种方法进行施工都会导致桥面出现不同程度的损害。
在桥面施工完成后必须采取有效措施实现对桥面的科学保养，如果这一条件不能得到满足机会导致桥面沥青铺装层出现裂缝的概率大幅度上升。
干缩、温度以及横向裂缝是导致桥面铺装工作完成后出现裂缝现象的主要原因。
在施工工作完成后以及桥梁使用过程中桥面承受压力超过自身承受能力是上述现象的相通点，进而促使桥梁的挠度在这一过程中不断提升。
需要注意的是桥面铺装层也会受到季节以及温度等因素的影响出现裂缝现象，桥面沥青铺装层的使用期限会在这一过程中受到较为明显的影响。
每一个铺装层都具有一定的抗压期限，如果超出这个期限就会导致桥面沥青铺装层出现一系列的裂缝现象。
2.桥面铺装层层间的稳定性选择高质量的沥青和优化铺装层界面是在实际维护桥面铺装层层间的稳定性时首先需要满足的条件。
首先施工人员必须在结合实际的基础上实现对沥青施工材料的科学选择，其中必须实现对质量以及性能等方面的充分考虑。
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分类号： U443.33UDC： 625 学号： 021487东 南 大 学硕 士 学 位 论 文大跨径钢桥面沥青铺装层裂缝病害研究研究生姓名：敬淼淼导师姓名： 钱振东 副教授申请学位级别硕士学科专业名称道路与铁道工程论文提交日期2005年2月25日论文答辩日期2005年3 月25 日学位授予单位东南大学学位授予日期年月日答辩委员会主席李一鸣教授评阅人程刚教授陈国平教授2005 年 3 月 30日东南大学硕士学位论文大跨径钢桥面沥青铺装层裂缝病害研究研究生：敬淼淼导师：钱振东副教授专业：道路与铁道工程东南大学交通学院二零零五年三月Research on Crack Deterioration of Long-span Bridges Deck PavementA Dissertation Submitted toSoutheast UniversityFor the Academic Degree of Master of EngineeringBYMiao Miao JingSupervised byUnder the supervision ofProf Zhengdong QianTransportation universityMarch, 2005东 南 大 学 学 位 论 文 独 创 性 声 明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
研究生签名：日期：东 南 大 学 学 位 论 文 使 用 授 权 声 明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
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除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。
论文的公布（包括刊登）授权东南大学研究生院办理。
研究生签名：导师签名：日期：摘 要桥面铺装是大跨径钢桥建设中的一个技术难点，其使用条件和使用要求都远高于道路路面，随着我国大跨径桥梁的大规模建设，钢桥面沥青铺装层的开裂破坏问题日益受到国内研究者的关注。
本文从力学的角度对桥面铺装进行深入研究，寻求铺装层裂缝的形成及扩展机理，可为铺装层材料、结构设计提供理论参考。
本文通过对大跨径钢桥面沥青铺装层裂缝病害情况的跟踪调查，归纳分析了沥青铺装层裂缝的主要类型和破坏形态，调查发现轮迹带下的U型肋顶上方出现了较多裂缝，纵缝是主要的破坏形式，在未进行及时修补的情况下，裂缝将会继续扩展。
提出采用20节点等参单元，裂缝奇异单元模型，建立线弹性断裂力学有限元模型，该计算模型能反映出裂缝尖端的应力场特性解决了裂缝尖端应力奇异性。
论文研究对比了钢桥面沥青铺装层无裂缝和带裂缝工作状况下铺装层的受力，研究表明，沥青铺装层的纵向裂缝的发展易引起横向次生裂缝的产生，而横向次裂缝的产生又恶化了桥面铺装的受力状态，促使纵向裂缝有进一步扩展的趋势。
运用有限元法计算应力强度因子，分析沥青铺装层的破坏情况和桥面铺装系统各参数对裂缝尖端应力的影响，得到各参数对影响裂缝扩展的敏感性。
结果表明裂缝扩展的形式和速率受到铺装层开裂的长度和深度影响，应在其扩展到最不利情况前及时修补；沥青铺装层厚度和模量对铺装层受力和裂缝扩展的影响较大，敏感性较强。
本研究成果可以预测裂纹的发展趋势，找出最有利的结构组合，减少裂缝产生，控制和消除裂缝扩展。
【关键词】 桥面铺装 裂缝 有限元分析 奇异单元 应力强度因子ABSTRACTDeck paving is a technical problem in the construction of long-span bridges. The conditions and requirements of the application of surfacing are far more stringent than these of ordinary road pavements. Now more long-span steel bridges are constructed in our country, and more internal researchers pay attentions to the deck pavement cracking deteriorations problems. Making some mechanical researches on the paving structures and crack propagation would benefit paving design and provide theoretic indexes for the deck paving deteriorations researches.By investigating the crack deterioration on asphalt pavement of long-span bridges, the crack types and deterioration configuration were analyzed in this dissertation. The result shows that longitudinal cracks are the most deteriorations and the cracks extend furtherly without repairing in time.Considering the crack tip stress singularities, finite element analysis models using substance elements with 20 joints and singular element were established , comparing the force of deck pavement with cracks to the deck pavement without cracks. The research result shows that longitudinal crack propagation accelerates transversal crack creating , pavement mechanical state become worse when cracking occurs, and then the cracks extend furtherly.Using finite element analysis method, the influences of crack situation and several parameters on pavement mechanical state, and the crack propagation direction were analyzed. The research result shows that crack length and depth influence the extend speed and extend form, so repairs should be applied before the worst deteriorations occur, the depth and modulus of asphalt pavement also are the main factors that influence the crack extend. The research result can suppose the crack direction and find suitable structure to prevent the crack extend.【keywords】 deck paving finite element analysis singular elementstress intensity factor目录第一章绪论 (1)1.1问题的提出 (1)1.2国内外研究概况 (2)1.3本文研究的内容和技术路线 (3)第二章应力强度因子的有限元解法 (4)2.1断裂力学的基本理论 (4)2.1.1裂缝扩展的三种基本形式 (4)2.1.2能量平衡原则 (4)2.1.3线弹性裂纹尖端奇异场 (5)2.1.4应力强度因子 (6)2.1.5断裂韧度与断裂准则 (7)2.2应力强度因子的有限元解法 (7)2.2.1有限元方法概述 (8)2.2.2 20结点空间等参单元 (8)2.2.3奇异等参单元 (9)2.2.4应力强度因子的计算 (10)2.3小结 (10)第三章大跨径钢桥面铺装裂缝病害调查 (11)3.1桥面铺装沥青铺装层裂缝的主要类型 (11)3.2江阴大桥钢桥面铺装裂缝病害情况调查 (11)3.3钢桥面铺装不规则微裂缝病害情况调查 (15)3.4小结 (15)第四章钢桥面沥青混凝土铺装层断裂应力分析 (17)4.1钢桥面铺装计算模型 (17)4.1.1裂缝模型形式 (17)4.1.2裂缝附近网格划分 (18)4.2钢桥面铺装极限受力位置分析 (18)4.2.1等厚度钢板铺装体系极限受力位置分析 (18)4.2.2变厚度钢板铺装体系最不利受力位置分析 (24)4.3沥青混凝土铺装层断裂应力有限元分析 (27)4.3.1分析模型 (27)4.3.2带纵向裂缝的钢桥面铺装有限元分析 (28)4.3.3带横向裂缝的钢桥面铺装有限元分析 (32)4.4小结 (36)第五章钢桥面系统各项参数敏感性分析 (37)5.1铺装层破坏情况对裂缝尖端应力的影响 (37)5.1.1铺装层开裂长度的影响分析 (37)5.1.2铺装层开裂深度的影响分析 (39)5.1.3单条裂缝和两条平行裂缝比较 (41)5.2沥青混凝土铺装层厚度和模量的敏感性分析 (41)5.2.1铺装层厚度的敏感性分析 (41)5.2.2铺装层模量的敏感性分析 (43)5.3横隔板间距的敏感性分析 (44)5.4小结 (46)第六章结论与进一步设想 (47)6.1本文主要研究工作 (47)6.2进一步设想 (47)参考文献 (49)致谢 (51)在研期间发表论文及参加的科研项目 (52)第一章绪论第一章绪论1.1问题的提出桥面铺装是大跨径桥梁建设中的一个热点和难点。