高速公路桥梁伸缩缝过渡区快速修复新材料研究

摘要

桥梁伸缩缝是桥梁结构的重要组成部分，伸缩缝与沥青路面之间一般由水泥混凝土连接，通常称作为过渡区混凝土。随着道路重载交通增多，对桥梁伸缩缝过渡区混凝土的早期损坏日益严重。过渡区混凝土的常规维修，通常要封闭或者半封闭交通，养生周期长，严重影响高速公路的通行能力，不能满足现代道路快速通车的需求。本文基于桥梁伸缩缝过渡区混凝土的结构和性能特性，结合快速维修要求，优选出一种性能优良，满足快速施工的复合混凝土，用于过渡区混凝土的维修。
　　论文首先研究了国内外快速修复材料的发展与研究现状，分析了桥梁伸缩缝的破坏原因以及过渡区混凝土早期破坏的机理;
　　通过对比分析，选择出采用CRM材料作为研究的基础胶结料，选择出适合的超细填料和聚合物对CRM材料进行改性;通过正交试验设计分析了过渡区混凝土快速修复材料在温度、超细填料和聚合物三个因素在4h、8h、3d、28d的抗折强度、抗压强度的影响规律，并且得到最优的配合比;
　　在室内进行大量试验，证明快速修复材料混凝土具有良好的耐磨性能、收缩性能，与旧混凝土和沥青混凝土都能较好的粘结;
　　通过试验路段的铺筑，研究了桥梁伸缩缝过渡区混凝土快速修复的施工工艺，并通过检测结果证明本文研究的快速修复材料适合对高速公路桥梁伸缩缝过渡区混凝土的维修。
　　本论文的试验研究为快速修复材料的应用提供了理论和试验基础，将为快速修复材料桥梁伸缩缝和旧混凝土路面维修中的应用提供一定的借鉴价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及研究依据

1．2 国内外快速修复新材料研究及发展现状

1．2．1 国外快速修复新材料的发展及研究现状

1．2．2 国内快速修复新材料的发展及研究现状

1．2．3 国内外现有技术存在的问题

1．3 本文研究方案

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 预期目标

1．3．3 实施方案

第二章 桥梁伸缩缝破坏机理研究

2．1 桥梁伸缩缝破坏类型

2．2 桥梁伸缩缝破坏原因分析

2．2．1 设计原因

2．2．2 施工原因

2．2．3 管理与维护原因

2．2．4 伸缩缝自身原因

2．3 桥梁伸缩缝过渡区混凝土破坏机理分析

2．4 本章小结

第三章 快速修复材料原材料选择

3．1 快速修复材料配制途径

3．2 快速修复材料性能要求

3．2．1 强度要求

3．2．2 初凝和终凝时间

3．2．3 和易性

3．2．4 耐久性

3．2．5 粘结性

3．3 快速修复材料基础材料的选择

3．3．1 胶凝材料的性能及选择

3．3．2 粗集料性能及选择

3．3．3 细集料性能及选择

3．3．4 水的选用

3．4 快速修复材料外掺材料的选择

3．3．4 超细填料性能及选择

3．3．5 聚合物性能及选择

3．5 本章小结

第四章 快速修复材料配合比设计研究

4．1 基准混凝土配合比确定

4．1．1 确定试配强度

4．1．2 计算水胶比

4．1．3 单位用水量和水泥用量的确定

4．1．4 砂率确定

4．1．5 砂石用量确定

4．1．6 基准配合比试验

4．2 超细填料改性试验

4．2．1 试验配合比

4．2．2 试验结果及分析

4．3 聚合物改性试验

4．3．1 试验配合比

4．3．2 试验结果及分析

4．4 本章小结

第五章 快速修复材料的正交试验设计与分析

5．1 快速修复材料正交试验设计

5．2 快速修复材料正交试验结果及数据分析

5．2．1 快速修复材料正交试验结果

5．2．2 正交试验4h强度影响因素分析

5．2．3 正交试验8h强度影响因素分析

5．2．4 正交试验3d强度影响因素分析

5．2．5 正交试验28d强度影响因素分析

5．3 快速修复材料最佳配比确定及分析

5．4 本章小结

第六章 路用性能及粘结性能研究

6．1 耐磨性能

6．1．1 试验材料及配合比

6．1．2 试验设备及方法

6．1．3 试验结果及分析

6．2 收缩性能

6．2．1 试验材料、设备及方法

6．2．2 试验结果与数据分析

6．3 粘结性能

6．3．1 试验方法

6．3．2 试验结果分析

6．4 本章小结

第七章 试验路段的铺筑及施工工艺研究

7．1 试验路规模及施工方案

7．2 施工机具

7．2．1 原混凝土锚固区的处理方法

7．2．2 施工设备

7．3 施工关键技术

7．4 原材料检测与施工配合比

7．5 施工工艺

7．5．1 清理旧伸缩缝过渡区混凝土

7．5．2 混凝土施工

7．6 试验路检测结果

7．7 本章小结

第八章 结论及展望

8．1 结论

8．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果