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)成一個整體，增強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，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、機理研究》(51278518)研究內(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象，采用試驗與數(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)力強度因子的變化規(guī)律。
　　首先，設(shè)計進(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，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，并與試驗得到的裂紋區(qū)域應(yīng)變場進(jìn)行對比分析，計算得到了不同條件下的應(yīng)力強度因子。
　　最后，通過對鋼箱梁環(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