国外正交异性钢桥面铺装研究经过四十多年的发展,已经逐渐形成了适合各国气候环境与交通状况的钢桥面铺装技术体系。我国钢桥面铺装的研究与应用处于起步阶段,钢桥面铺装的病害问题比较严重,其中与荷载和温度相关的疲劳开裂是桥面铺装的主要破坏模式之一,因此成为钢桥面铺装沥青混合料研究的重要课题之一。 本文首先介绍了国内外主要钢桥面铺装材料的研究及应用情况,分析了钢桥面铺装病害的产生原因,认为桥面铺装层开裂与铺装层沥青混合料的疲劳性能直接相关。针对我国钢桥面铺装特点提出了本文的研究内容和方法。 在选择沥青混合料室内疲劳试验方法方面,比较分析了间接拉伸法、复合梁疲劳试验方法、四点弯曲法的优缺点,认为四点弯曲法能较好地模拟路面实际情况,并探讨了四点弯曲疲劳的试验系统、加载模式和参数测量方法。 通过对钢桥面铺装材料基本路用性能的比较分析,结果表明,环氧沥青混凝土的高温稳定性、耐油腐蚀性能、低温性能、耐老化性能均表现优异,改性沥青SMA的表面构造性能最好,浇注式沥青混凝土的高温稳定性较低。 本文选用四点弯曲应变控制模式的小梁试验方法进行改性沥青SMA、ChemCo环氧沥青混合料、TAF环氧沥青混合料的疲劳性能试验,改性沥青混凝土的劲度模量随加载次数呈线性下降,而环氧沥青混凝土则表现出非线性特点,并建立了以应变为变量的沥青混合料疲劳寿命方程。 通过剪切、粘结、拉拔试验,检测了环氧沥青粘结材料的性能。数据表明,环氧沥青能达到钢桥面铺装粘结层的技术要求。 本文的研究成果为更好地研究钢桥面铺装材料路用性能提供了数据参考,也为研究沥青混合料的疲劳性能奠定了基础。