混凝土桥面铺装环氧基防水黏结材料研究.pdfVIP

Epoxy-based Waterproof and Adhesive Materials Development for Concrete Bridge Deck A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Zhou Bin Supervisor：Prof. Chen Shuanfa Chang’an University, Xi’an, China 摘 要 防水黏结层作为水泥混凝土桥桥面铺装结构的一部分，起到防水层和黏结层共同的 作用。目前国内外许多水泥混凝土桥梁都存在由于防水黏结层的原因而导致不同程度的 病害破坏，造成了极大的经济损失和不良的社会影响。因此，针对桥面铺装防水黏结层 的病害破坏类型及原因，进行水泥混凝土桥桥面铺装防水黏结层结构的力学分析与材料 的试验研究具有重要的理论意义和实用价值。 本文在对水泥混凝土桥面铺装层的病害类型及原因进行分析总结的基础上，首先， 在线弹性状态下建立有限元模型，重点分析桥面铺装层间的剪应力大小及其规律；其次， 对国产环氧沥青、日本环氧黏结剂、日本环氧沥青的性能进行试验研究，以确定各环氧 基材料的组分比例、拉伸性能、高低温性能、耐腐蚀性能及不透水性能等；再次，采用 课题组自行研制的试验设备，通过室内试验研究各环氧基防水黏结材料的路用性能，包 括剪切性能和黏结性能，同时与SBS 改性沥青的性能进行对比，确定各防水黏结材料的 综合路用性能。 研究结果表明：车辆轴载、沥青铺装层厚度和车辆的行驶状态对桥面铺装防水黏结 层剪应力影响较大，沥青铺装层模量对其影响较小；国产环氧沥青、日本环氧黏结剂和 日本环氧沥青的组分比例分别为 1:7.6、1:1、1:1:2，其拉伸性能、耐高温性能、低温性 能、耐腐蚀性能及不透水性能较好；不同防水黏结材料均存在一个最佳洒布量；撒布碎 石与否对防水黏结层的剪切强度和拉拔度均有影响，撒布碎石可提高防水黏结层的抗剪 强度，但是会阻碍层间的黏结，降低防水黏结层的拉拔强度，综合考虑碎石所起的作用， 防水黏结层应撒布碎石；温度和防水黏结材料用量对防水黏结材料的剪切强度和拉拔强 度有较大影响，均随温度的增加而降低，随防水黏结材料用量的增大而先增大后降低。 综合分析比较，可以确定四种防水黏结材料的路用性能优劣依次为：日本环氧沥青、日 本环氧黏结剂、国产环氧沥青和SBS 改性沥青。当用于混凝土桥面铺装结构中的防水黏 结层时，环氧基防水黏结材料较热塑性SBS 改性沥青具有很大的优势，适宜用作混凝土 桥面铺装防水黏结材料。 关键词：桥面铺装，防水粘结层，环氧基防水黏结材料，力学分析，试验研究 i Abstract Waterproof and adhesive layer,as a part of the structure of cement concrete bridge deck pavement, plays the common role of a waterproof layer and adhesive layer. View of the fact that many domestic and foreign cement concrete bridge had been damaged due to waterproof and adhesive layer,which led to varying degrees of disease damage,caused great economic losses and negative social impact,so contrary to the types and causes for diseases of the waterproof and adhesive layer of the bridge deck pavement damage,the structural mechanics analysis and mater