钢纤维混凝土桥面铺装疲劳性能试验研究.pdf

第 36卷 第 5期 武汉理工大学学报 (交通科学与工程版) VoL36 No．5 2012年 1O月 JournalofWuhanUniversityofTechnology 0ct．2O12 (TransportationScience＆ Engineering) 钢纤维混凝土桥面铺装疲劳性能试验研究* 牟廷敏D 丁庆军 ’ 周孝军 范碧琨” (四川I省交通运输厅公路规划勘察设计研究院” 成都 610041) (武汉理工大学硅酸盐建筑材料 国家重点实验室 武汉 430070) 摘要 ：为研究 “剪力件+钢筋网+普通混凝土”和 “剪力件+钢纤维混凝土”2种桥面铺装方案的抗 疲劳性能，设计了5个桥面铺装结构模型，探讨了钢纤维、钢筋网、剪力件间距等对混凝土桥面铺 装疲劳性能的影响规律．试验表明：剪力件间距对试件疲劳受力性能影响不明显；钢纤维混凝土结 合剪力件的铺装方案克服 了钢筋网难 以定位 的弱点，其抗疲劳性优于普通混凝土铺设钢筋网的铺 装方案 ，且钢纤维能很好 的限制混凝土中微裂缝 的形成与发展．建议可 以在混凝土桥面铺装层中 取消钢筋网，而采用钢纤维混凝土结合剪力件 的桥面铺装方案． 关键词 ：钢纤维混凝土；剪力件；混凝土桥面铺装；疲劳性能；破坏形式 中图法分类号 ：U416．26 dol：10．3963／j．issn．2095—3844．2012．05．026 目前，水泥混凝土桥面铺装在高速公路建设 中应用广泛_】]．由于混凝土材料刚度大 、柔韧性较 1 试验设计 差致使桥面铺装层很容易产生裂缝 ，特别是在 T 梁、混凝土箱梁加劲肋与隔板顶部等拉应力较大 研究分析表明车辆荷载作用下铺装层表面出 部位 ；在疲劳荷载作用下铺装层和桥面板之间也 现的拉应力是引起铺装破坏的主要原 因．本文主 容易丧失粘结力，出现脱层、裂缝现象 ]．铺装层 要考察在弯拉荷载作用下钢纤维、剪力件间距和 的疲劳开裂不仅会影 响到桥面美观及使用性 钢筋网对铺装层与混凝土桥面板间粘结力和铺装 能 _4]，而且开裂严重处桥面板极易被雨水腐蚀， 层裂缝 出现位置 、扩展延伸情况、裂缝宽度 的影 将直接影响到桥梁结构的安全性．研究表明：钢纤 响．疲劳试验以铺装层和桥梁结构整体为试验对 维混凝土强度高 ，柔韧性好 ，耐磨抗冲击性能强 ， 象，共制作 5个试件 ，构造见表 1．每个试件 由2 具有阻裂限裂的作用 ，抗疲劳性能优越 ，在桥面铺 部分组成 ：模拟混凝土桥面的底板与混凝土铺装 装中应用越来越受欢迎 [5_6]．很多学者对钢纤维混 层 ，分两次浇注成型．先成型底板 ，浇注混凝土前 ， 凝土桥面铺装材料组成设计 、物理力学性能等进 在顶层钢筋上按间距要求焊接剪力件 ，待混凝土 行 了较多的研究，但是主要集 中在混凝土材料性 浇注完毕后在其表面刻痕促进与面层铺装层粘 能方面，很少涉及到整体铺装层的结构性能．本文 结．待底板浇注 7d后浇注面层铺装层，定期洒水 提出钢纤维混凝土结合剪力件 的铺装方案 ，以铺 养护． 装层和桥梁结构整体为试验对象，通过结构疲劳 同时，针对 2种铺装方案结构模型制作 了相 试验，研究 “剪力件+钢筋网+普通混凝土”和 “剪 应的同尺寸铺装层模型试件 ，即钢纤维 昆凝土试 力件+钢纤维混凝土”2种桥面铺装方案 的疲劳 件与普通混凝土配钢筋 网片试件 (厚 8Omm，每 性能，分析钢纤维 、钢筋网、剪力件等对混凝土桥 类成型