鋼板與環(huán)氧瀝青混凝土的界面缺陷開裂研究及應(yīng)用.pdf

1、粘結(jié)層是鋼橋面鋪裝的重要組成部分，它將鋪裝層與鋼橋面板粘結(jié)成一個(gè)整體，增強(qiáng)鋪裝層與鋼橋面板的復(fù)合作用。由于在鋼橋面鋪裝中鋼橋面板與瀝青混凝土鋪裝層界面兩側(cè)材料的力學(xué)性能差異，加之鋼橋面鋪裝施工過程中不可避免地會(huì)在鋼橋面板與瀝青混凝土鋪裝層界面處出現(xiàn)雜質(zhì)、孔洞與氣泡等缺陷，在外力作用時(shí)，界面處缺陷將產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致裂紋的萌生、擴(kuò)展，使得界面成為整個(gè)鋪裝結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)。本文依托國家自然基金項(xiàng)目《基于細(xì)觀尺度的鋼橋面鋪裝界面行為特性與抗裂

2、機(jī)理研究》(51278518)研究?jī)?nèi)容的相關(guān)部分，以鋼橋面板與環(huán)氧瀝青混凝土之間的界面缺陷裂紋為研究對(duì)象，采用試驗(yàn)與數(shù)值分析相結(jié)合的方法，探討了鋼橋面板與環(huán)氧瀝青混凝土界面裂紋區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)變特征以及應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化規(guī)律。
　　首先，設(shè)計(jì)進(jìn)行了含有界面裂紋的鋼板與環(huán)氧瀝青混凝土界面裂紋試件的不同壓剪應(yīng)力比的壓剪試驗(yàn)，研究了在不同加載條件下試件的破壞情況;采用數(shù)字圖像相關(guān)方法分析了界面裂紋附近區(qū)域的應(yīng)變場(chǎng)特征。
　　其次，建立

3、了瀝青混凝土-粘結(jié)層（含界面裂紋）-鋼板的有限元力學(xué)分析模型，采用基于內(nèi)聚力模型(CZM)的有限元方法，分析了壓剪試驗(yàn)條件下，界面裂紋尖端區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)變特征，并與試驗(yàn)得到的裂紋區(qū)域應(yīng)變場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比分析，計(jì)算得到了不同條件下的應(yīng)力強(qiáng)度因子。
　　最后，通過對(duì)鋼箱梁環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝層的應(yīng)力影響范圍分析，建立了含有界面裂紋的鋼橋面板與環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝層的有限元簡(jiǎn)化模型，考慮輪胎與橋面之間的水平作用力，分析在不同水平力系數(shù)條件下，界面裂