1、正交異性鋼橋面鋪裝技術(shù)一直是困擾道路工程界與學(xué)術(shù)界的難題之一，至今尚未得到妥善解決。正交異性鋼橋面板柔度大、局部變形大，并受到行車荷載與溫度變化、風(fēng)載、地震等自然因素共同影響，其受力和變形非常復(fù)雜，這直接導(dǎo)致其鋪裝層受力更復(fù)雜、更不利。而瀝青混凝土本身抗拉、抗剪和抗壓各方面強(qiáng)度均較小，與鋼橋面板的性能差異大，在交通荷載和環(huán)境因素共同作用下鋪裝層和層間等整個(gè)鋪裝結(jié)構(gòu)受力非常復(fù)雜，疲勞開裂、車轍和脫層等瀝青混凝土鋪裝層早期病害非常普遍，即想

2、按傳統(tǒng)瀝青混凝土鋪裝理念解決正交異性鋼橋面鋪裝問題的難度相當(dāng)大。 因此，本文在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，針對(duì)正交異性鋼橋面板特點(diǎn)，通過調(diào)查、理論分析與室內(nèi)試驗(yàn)研究，分析了正交異性鋼橋面鋪裝的受力特點(diǎn)和使用要求；借鑒鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)所具備獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)及其在土木工程中所取得的巨大成果，提出“SMA13(鋪裝上層)+輕質(zhì)聚合物水泥砂漿(LPCM，鋪裝下層)”新型復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)，并通過理論和試驗(yàn)檢驗(yàn)了該鋪裝方案的整體性能。 首先，根據(jù)對(duì)國內(nèi)

3、外正交異性鋼橋面鋪裝層病害的調(diào)查與分析，總結(jié)鋪裝層使用過程中出現(xiàn)的主要破壞類型，提出鋪裝層相應(yīng)的四個(gè)主要設(shè)計(jì)指標(biāo)：鋪裝層表面拉應(yīng)力、鋪裝層與鋼橋面板層間剪應(yīng)力、鋪裝層垂直壓應(yīng)變和鋪裝層剪應(yīng)力。 其次，以鋪裝層與含加勁肋和縱橫隔板的正交異性鋼橋面局部梁段作為計(jì)算對(duì)象，開展有限元分析，確定典型正交異性鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的響應(yīng)特性，并分析鋪裝層各主要設(shè)計(jì)指標(biāo)與鋪裝過渡層模量、鋪裝層厚度的關(guān)系；在此基礎(chǔ)上，借鑒鋼.混凝土組合結(jié)構(gòu)的研究成果，

4、提出SMA+LPCM過渡層的新型復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)，并確定各鋪裝層厚度和層間剪力連接件構(gòu)造等設(shè)計(jì)計(jì)算方法。 然后，依托廣東省交通廳交通建設(shè)科技項(xiàng)目“重載和高溫作用下瀝青路面罩面結(jié)構(gòu)和材料研究"，進(jìn)行材料選擇、級(jí)配設(shè)計(jì)和馬歇爾試驗(yàn)，設(shè)計(jì)出高性能的SMA13鋪裝表層，并通過高溫車轍試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)、水穩(wěn)定性試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)等，系統(tǒng)地研究了復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)SMA13表層的各項(xiàng)路用性能，并結(jié)合實(shí)體工程進(jìn)行了驗(yàn)證。同時(shí)，通過對(duì)摻加丙烯酸乳液的輕質(zhì)水泥砂

5、漿進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)、抗折抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、疲勞性能試驗(yàn)、極限彎拉應(yīng)變?cè)囼?yàn)和氯離子滲透等試驗(yàn)研究，研制出具有輕質(zhì)、剛性過渡、優(yōu)良抗疲勞、優(yōu)良抗彎拉等性能、適用于正交異性鋼橋面鋪裝過渡層的LPCM，并通過作用機(jī)理分析得知具有高抗拉強(qiáng)度的聚合物膜是顯著改善LPCM力學(xué)性能的根本原因。 再次，進(jìn)行鋪裝層與鋼板層間穩(wěn)定性試驗(yàn)、鋪裝層層間穩(wěn)定性試驗(yàn)、高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)和新型復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)與鋼板熱相容耐久性試驗(yàn)研究，考察新型復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)的溫度和強(qiáng)度穩(wěn)定性

6、；并采用經(jīng)典損傷理論，針對(duì)本文研制的SMA13和LPCM兩種鋪裝層材料的單梁四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)過程進(jìn)行疲勞損傷分析，并將疲勞損傷分析結(jié)果與相應(yīng)的疲勞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證所提出疲勞損傷模型的正確性，探索這兩種材料疲勞壽命的理論預(yù)測(cè)方法。此外，還分別進(jìn)行了含鋼板的新型復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)雙層SMA鋪裝結(jié)構(gòu)兩種鋪裝結(jié)構(gòu)的復(fù)合梁疲勞試驗(yàn)，對(duì)比該兩種鋪裝結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，發(fā)現(xiàn)新型復(fù)合鋪裝比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)疲勞性能更優(yōu)異。 最后，針對(duì)本文提出的正交異性