摘要:伴隨我國交通事業(yè)的快速發(fā)展,許多新理念、新方式在道路建設中得到不錯應用。本文以鋼橋面人行道為研究對象,探討彩色樹脂抗滑薄層在其中的實際應用思路,望能為此領域研究有所借鑒。
關鍵詞:鋼橋面人行道;彩色樹脂抗滑薄層;鋪裝
近年,我國在研究鋼橋面鋪裝技術方面,多圍繞大跨徑來開展,主要難點在于行車道鋪裝技術,而較少研究非機動車道的鋪裝技術,實際工程應用更是不多。因非機動車道、人行車道多設置在橋的兩邊,因此,受構(gòu)造物的影響(比如拱肋、纜索等),能夠用于施工的區(qū)域比較狹小,難以開展常規(guī)形式的瀝青鋪裝技術來實施攤鋪碾壓;此外,伴隨路、車、人協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展方面需求的日益增加,彩色功能型路面將會得到越來越廣泛的應用。本文圍繞以彩色樹脂抗滑薄層為研究對象,就其在鋼橋面人行道鋪裝當中的實際應用作一探討。
1 結(jié)構(gòu)設計分析
為了能夠從根本上提升鋼橋人行道薄層鋪裝使用的整體耐久性,并且滿足平整度控制方面的各項需求,薄層鋪裝設計的具體厚度上,需≥5mm,而且還需逐層施工(3層),從上往下依次為:(1)鋼橋面板噴砂。采用涂布改性環(huán)氧樹脂對底層進行封閉,但需要控制環(huán)氧樹脂的總體用量,應維持在1.0~1.5kg/m2內(nèi),另外,還需要撒紅色陶瓷顆粒(布粒徑為2~3mm),量維持在6~8kg/m2,此外,撒布率需>100%。由于封閉底層與鋼板之間的黏結(jié)強度較好,而且致密性較強,因此,可以得到不錯的防水效果。(2)涂布改性環(huán)氧樹脂中間層。需要指出的是,環(huán)氧樹脂的用量需控制在1.5~2.0kg/m2,當厚度滿足要求后,便可包裹陶瓷顆粒,同時撒紅色陶瓷顆粒(布粒徑同上),撒布量控制在7~9kg/m2,而撒布率需>100%。用彩色陶粒(粒徑是1~2mm),確保有合適的構(gòu)造深度;最大程度降低行人的摔傷程度,建造人性且理想的道面。(3)噴涂改性環(huán)氧樹脂面封層。具體用量是0.8~1.3kg/m2。針對表面封閉層而言,其不僅容易清潔,而且還能提高路面的耐污性,此外,還能預防骨料脫粒情況發(fā)生。
2 力學響應
2.1 結(jié)構(gòu)材料的具體參數(shù)
(1)結(jié)構(gòu)材料參數(shù)。用有限元軟件(ABAQUS),構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型(鋪裝-鋼橋面板),深入分析鋪裝層、鋼板以及層間的黏結(jié)狀況;而在具體的模型上,選用“tie”模塊,對鋪裝層與鋼板間的黏關系進行模擬,模型結(jié)構(gòu)所用材料的具體參數(shù)為:其一,抗滑薄層。長度為15m,寬度為2.25m,厚度0.014m,彈性模量為3000MPa;其二,鋼板。長度為8×2m,寬度為2.25m,厚度0.012m,彈性模量為210000MPa。(2)荷載條件。為了能夠更加全面、深入的剖析行人與電動車在荷載作用下的人行道橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的實際應力情況,在選擇人群荷載時,選定并排兩輛電動車+面荷載300kg/m2。
2.2 力學計算結(jié)果
(1)結(jié)構(gòu)抗拉以及變形性能。借助鋪裝層以及鋼橋面板的橫向、縱向拉應力應變,對結(jié)構(gòu)體系的變形性能、抗拉性能進行表征,基于抗拉性能視角,來為材料選擇提供指導。①伴隨模量的持續(xù)增大,鋼板表面無論是在拉應變上,還是在拉應力上,均呈現(xiàn)持續(xù)減小趨勢;當處于低溫狀態(tài)下,鋼板有著最大的拉應變,此時,鋼板的最大橫向拉應力與拉應變的比值是18.03MPa。②針對薄層鋪裝結(jié)構(gòu)層來講,其最大拉應力/拉應變伴隨模量的持續(xù)增加,而呈現(xiàn)出隨之減小的趨勢。還需說明的是,鋪裝的做大拉應力為0.564MPa,最大拉應變是121.6?ε。(2)結(jié)構(gòu)層間的抗剪性能。借助鋼板與鋪裝層間的層間剪應力特性,對結(jié)構(gòu)體系所對應的抗剪性能進行表征,基于抗剪切以及黏結(jié)性能層面,為材料選擇提供切實性指導。最終結(jié)果得知:①伴隨溫度的不斷下降,橫向最大剪應力呈增大趨勢,能夠升到0.113MPa,而在具體的縱向最大剪應力上,能夠增加到0.058MPa。②伴隨鋪裝層模量的持續(xù)增加,鋪裝層之間的縱橫向最大剪應力都呈現(xiàn)出不斷增大趨勢,而且最大剪應力在鋼板與鋪裝層之間。
3 材料性能分析
依據(jù)力學計算的最終結(jié)果得知,在進行人行道薄層鋪裝時,需要選用韌性、強度皆高的材料,而且在黏結(jié)強度、變形性能上,也應較好,以此確保在低溫或高溫環(huán)境下,無論是變形響應,還是結(jié)構(gòu)應力,都能夠較好的相關滿足設計要求,從根本上保證鋪裝與鋼橋面之間的變形與整體協(xié)同受力,保證結(jié)構(gòu)體系始終處于安全運作狀態(tài),滿足相關壽命設計要求。所以,在進行人行道抗滑鋪裝過程中,可以將選擇環(huán)氧樹脂(有著較高性能)當作本研究的黏結(jié)材料。需要強調(diào)的是,環(huán)氧樹脂的的優(yōu)點主要有如下方面:其一,變形性能與強度皆好,可以較好的滿足與鋼板協(xié)同變形的性能要求;其二,有著比較好的抗凍融循環(huán)性能,能夠?qū)谷诒}以及酸類物質(zhì)的侵蝕進行有效抵抗,而且在抗氧化、紫外線以及耐高溫方面,均有著不錯性能。其三,力學性能突出,可以較好的滿足鋪裝體系的抗剪力、抗拉性能要求。
4 結(jié)語
綜上,隨著我國交通事業(yè)的快速發(fā)展,道路工程在功能化、低碳化方面,有著明顯的優(yōu)勢,彩色路面較好的將傳統(tǒng)單色調(diào)路面予以打破,越發(fā)受到人們的認可與歡迎。本文以鋼橋人行道彩色路面鋪裝建設為研究對象,給出了彩色樹脂的抗滑薄層鋪裝思路,而且還對其結(jié)構(gòu)、力學以及材料性能進行了深入分析,從中得知,此方案能夠較好的用于鋼橋人行道彩色路面的鋪裝工作,應用價值突出。
參考文獻:
[1]盧正宇. 鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的工程應用[J]. 中外公路, 2018, 023(001):66-69.
[2]逯彥秋, 陳宜言, 孫占琦,等. 鋼橋橋面鋪裝層的溫度場分布特征[J]. 華南理工大學學報(自然科學版), 2019(08):120-125.
[3]龐增貴. 彩色瀝青混凝土路面性能試驗及施工[J]. 交通運輸研究, 2018(11):35-38.
作者簡介:姓名:常丹青(出生年:1987年),性別:男,民族:漢,籍貫:湖南,學歷:本科,職稱:中級,研究方向,職稱:(工程師)。