李嘉 夏楊嘉玲 王萬鵬 李樹原

摘? ?要：UHPC 下承層與瀝青面層牢固黏結(jié)對(duì)延長(zhǎng)橋面使用壽命，避免滑移、脫層等病害十分重要.采用有限元分析和室內(nèi)試驗(yàn)，研究不同類型黏結(jié)劑、環(huán)境溫度等對(duì)UHPC-瀝青面層層間黏結(jié)性能的影響.復(fù)合試件剪切試驗(yàn)和拉拔試驗(yàn)表明：環(huán)境溫度對(duì)UHPC-瀝青面層層間強(qiáng)度有較大影響，高溫（60 ℃）下層間黏結(jié)強(qiáng)度較常溫（20 ℃）時(shí)有顯著下降;KD-HYP環(huán)氧、202環(huán)氧較環(huán)氧瀝青、殼牌HV、橡膠瀝青表現(xiàn)出更佳的黏結(jié)性能;環(huán)氧瀝青高溫黏結(jié)性能優(yōu)于殼牌HV、橡膠瀝青，但常溫下三者無明顯差別.洞庭湖二橋有限元仿真計(jì)算得出，UHPC-SMA層間最大剪應(yīng)力在20 ℃（常溫）和60 ℃（高溫）時(shí)分別為0.696 MPa、0.422 MPa，層間最大法向拉應(yīng)力分別為0.167 MPa、0.152 MPa.研究表明，洞庭湖二橋在超載、緊急制動(dòng)及動(dòng)荷載等最不利荷載組合下，KD-HYP環(huán)氧和202環(huán)氧能滿足常溫和高溫條件下層間黏結(jié)性能要求，并且具有足夠的安全儲(chǔ)備;而殼牌HV、橡膠瀝青和環(huán)氧瀝青無法滿足高溫層間黏結(jié)性能要求.

關(guān)鍵詞：道路工程;黏結(jié)性能;超高性能混凝土;瀝青面層;有限元分析;室內(nèi)試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：U443.33? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Abstract：It is important to guarantee strong bonding between UHPC and asphalt surface to prolong the service life and avoid the diseases of the bridge deck，such as slippage and delamination. Finite element analysis and laboratory tests were conducted to investigate the influences of kinds of binders and ambient temperatures on bonding performances. The test results showed that the ambient temperature had a great effect on the interface strength by shear and pull-off tests of composite specimens. Compared with normal temperature （20℃），the interface bonding performances had been decreased greatly at high temperature（60℃）. Epoxy binders named KD-HYP and 202 exhibited better bonding ability than epoxy asphalt，Shell HV and rubber asphalt. Although epoxy asphalt had higher bonding strength than Shell HV and rubber asphalt at high temperature，but there were no obvious differences among them at normal temperature. The finite element simulation of the second Dongting Lake Bridge showed that the maximum shear stress between UHPC-SMA was 0.696MPa and 0.422MPa respectively at 20℃（normal temperature） and 60℃（high temperature），and the maximum tensile stress was 0.167MPa and 0.152MPa respectively. The researches indicate that，under the most unfavorable load combinations consisting of overload，braking hardly and dynamic loads，KD-HYP and 202 can meet the requirements of interface bonding stresses，and are of sufficient safety at normal temperature and high temperature. But Shell HV，rubber asphalt and epoxy asphalt cannot do at high temperature.

Key words：road engineering;bond performances;ultra-high performance concrete;asphalt surface;finiteelement analysis;laboratory test

鋼結(jié)構(gòu)橋梁具有輕質(zhì)高強(qiáng)、跨越能力大等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛地應(yīng)用在大跨徑橋梁工程建設(shè)中.然而，鋼橋面存在著橋面疲勞開裂和瀝青鋪裝頻繁破損兩大難題[1-2].作者所在研究團(tuán)隊(duì)以提升橋面剛度、降低鋼橋面應(yīng)力幅的新思路，提出基于超高性能材料的鋼橋面新體系，即“鋼-薄層 UHPC （Ultra-High Performance Concrete）-瀝青磨耗層”輕型組合橋面結(jié)構(gòu)[3-4].該新體系中水泥基材料UHPC下承層與瀝青面層牢固黏結(jié)是需要解決的主要技術(shù)問題之一，它對(duì)延長(zhǎng)橋面使用壽命、保護(hù)UHPC結(jié)構(gòu)層、避免滑移、脫層等病害至關(guān)重要.

對(duì)于常規(guī)水泥混凝土板與瀝青面層層間黏結(jié)問題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了大量的研究.Ozer等[5]通過室內(nèi)直接剪切試驗(yàn)、路面加速加載試驗(yàn)機(jī)和有限元計(jì)算等方式，探究水泥混凝土板與瀝青鋪裝層間的黏結(jié)性能，包括剪切強(qiáng)度和拉拔強(qiáng)度;Zhen[6]等進(jìn)行了熱拌瀝青混合料HMA與波特蘭水泥混凝土PCC層間剪切試驗(yàn)，指出影響層間黏結(jié)強(qiáng)度的因素為溫度、熱拌瀝青混合料和黏結(jié)層材料性能、黏結(jié)劑涂抹量和水泥混凝土表面處理方式等;Bocci等[7]的研究表明，環(huán)氧瀝青作為層間黏結(jié)劑具有較好的抗剪性能，且受溫度影響小;賈曉陽(yáng)等[8]采用有限元分析混凝土橋面瀝青鋪裝層間水平剪應(yīng)力與法向正應(yīng)力的分布關(guān)系，提出層間剪應(yīng)力臨界邊界，并找出層間剪應(yīng)力臨界邊界的影響因素，給出了臨界邊界方程形式;劉云等[9]對(duì)混凝土箱梁瀝青鋪裝層間黏結(jié)性能的研究表明，SBS改性瀝青和橡膠瀝青可作為混凝土箱梁與瀝青鋪裝層的層間黏結(jié)材料;李萍等[10]針對(duì)橋面鋪裝層抗剪強(qiáng)度和黏結(jié)強(qiáng)度不足而出現(xiàn)的病害，研究剪切角度、黏層油種類與用量、溫度等對(duì)水泥砼橋面瀝青鋪裝層抗剪切性能的影響.國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究主要關(guān)注瀝青上下面層或?yàn)r青層與常規(guī)水泥混凝土下層之間的聯(lián)結(jié)問題.由于UHPC材料組分內(nèi)不包含粗骨料，顆粒粒徑一般小于

1 mm，成型后表面致密且光滑，其材料組成、力學(xué)性能、表面特征等方面均與瀝青混合料、普通混凝土存在很大差異[11]，因此有必要開展UHPC-瀝青面層層間黏結(jié)性能研究.

本文通過常溫、高溫條件下UHPC-SMA復(fù)合試件層間力學(xué)試驗(yàn)，探討不同類型黏結(jié)劑對(duì)UHPC-SMA層間受力性能的影響，采用斜剪強(qiáng)度和拉拔強(qiáng)度評(píng)估復(fù)合試件層間黏結(jié)能力;基于實(shí)橋有限元計(jì)算，確定最不利荷載組合下UHPC-SMA層間最大剪應(yīng)力及法向拉應(yīng)力，對(duì)比實(shí)測(cè)結(jié)果分析不同黏結(jié)劑的適應(yīng)性，為“鋼面板-超薄UHPC-瀝青鋪裝”超高性能輕型組合橋面的工程應(yīng)用提供技術(shù)支持.

1? ?UHPC-瀝青面層層間設(shè)計(jì)控制指標(biāo)

UHPC是高強(qiáng)致密又耐久的水泥基材料，其材料特性決定了UHPC層不會(huì)產(chǎn)生開裂、車轍、推移和擁包等病害;另一方面，瀝青面層主要保護(hù)UHPC結(jié)構(gòu)層免受行車磨損及外界環(huán)境因素影響，同時(shí)滿足車輛行駛性能要求;薄層瀝青層起磨耗層作用，厚度僅為2～4 cm.因此，UHPC-薄面層復(fù)合鋪裝體系最有可能出現(xiàn)的破壞是界面黏結(jié)不足而導(dǎo)致層間滑移、脫層等，必須控制UHPC與瀝青面層層間剪切破壞和受拉破壞.

綜合考慮設(shè)計(jì)計(jì)算、施工控制、竣工驗(yàn)收3方面，制定2個(gè)UHPC-瀝青面層設(shè)計(jì)控制指標(biāo)，采用剪切強(qiáng)度和拉拔強(qiáng)度來評(píng)價(jià)黏結(jié)材料層間黏結(jié)性能，見式（1）和式（2）.

1.1? ?層間剪應(yīng)力

式中：τmax為最不利荷載作用下，層間最大剪應(yīng)力，MPa，由計(jì)算確定;[τ]d為層間剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，MPa，基于實(shí)測(cè)層間抗剪強(qiáng)度，并保證足夠的安全儲(chǔ)備，綜合確定.

1.2? ?層間法向拉應(yīng)力（表征抗掀起能力）

式中：σl，max為最不利荷載作用下，層間最大法向拉應(yīng)力，MPa，由計(jì)算確定;[σl]d為層間抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，MPa，基于試驗(yàn)實(shí)測(cè)層間拉拔強(qiáng)度，并保證足夠的安全儲(chǔ)備，綜合確定.

2? ?UHPC-瀝青面層復(fù)合試件黏結(jié)試驗(yàn)

影響薄層結(jié)構(gòu)層間黏結(jié)性能的因素眾多，如：下承層的表面紋理提供的層間摩阻力、黏結(jié)劑自身的黏結(jié)力和外界環(huán)境因素等.由于UHPC材料組分內(nèi)不包含粗骨料，表面粗糙度不及普通混凝土，故選擇合適的界面黏結(jié)劑十分重要.本文重點(diǎn)研究黏結(jié)劑類型、環(huán)境溫度等對(duì)復(fù)合試件層間黏結(jié)性能的影響.

2.1? ?原材料

UHPC基體成分包括水泥、硅灰、石英砂、高效減水劑和水，鋼纖維摻量按體積分?jǐn)?shù)3.5%摻入.面層采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA-13，主要成分包括SBS改性瀝青、玄武巖碎石、聚丙烯腈纖維、礦粉，油石比5.8%.

本試驗(yàn)選用的黏結(jié)劑為3種類型，第一類為改性環(huán)氧樹脂，即KD-HYP環(huán)氧黏層油（以下簡(jiǎn)稱KD-HYP環(huán)氧）和熱熔型改性環(huán)氧樹脂202（以下簡(jiǎn)稱202環(huán)氧），其基本技術(shù)指標(biāo)見表1;第二類為改性瀝青黏結(jié)劑，即殼牌HV高黏高彈瀝青（以下簡(jiǎn)稱殼牌HV）和膠粉摻量為22%的橡膠瀝青，其基本技術(shù)指標(biāo)見表2;第三類為林武環(huán)氧瀝青，基本技術(shù)指標(biāo)見表3.

2.2? ?試件制備

制備10塊300 mm×300 mm×30 mm UHPC基板，養(yǎng)護(hù)完成后對(duì)UHPC表面進(jìn)行拋丸處理，控制構(gòu)造深度在0.4～0.55 mm，如圖1所示;然后在清潔干燥的UHPC板表面分別涂刷5種黏結(jié)劑，每種黏結(jié)劑刷2塊板.黏結(jié)劑配合比、灑布量、拌和溫度、灑布溫度和養(yǎng)生條件見表4.

黏結(jié)劑按配合比稱量，將A、B組分分別恒溫到拌和溫度，然后倒入燒杯中，用電動(dòng)攪拌機(jī)攪拌3 min，然后在規(guī)定溫度下，將黏結(jié)劑均勻涂刷在UHPC表面上，黏結(jié)劑涂刷完成后如圖2所示.

（e）環(huán)氧瀝青

最后用輪碾法成型3 cm厚的SMA-13;待自然冷卻后將其中5塊不同黏結(jié)劑的復(fù)合試板切割成90 mm×90 mm×60 mm的小試件，用于斜剪試驗(yàn);另外5塊復(fù)合試板切成70 mm×70 mm×60 mm的小試件，用于拉拔試驗(yàn).本次試驗(yàn)UHPC-SMA復(fù)合試件共60塊.

2.3? ?試驗(yàn)方法

采用剪切強(qiáng)度和拉拔強(qiáng)度來評(píng)價(jià)層間黏結(jié)性能.斜剪試驗(yàn)、拉拔試驗(yàn)參考美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法ASTM C882/C882M-13[12]、ASTM D7234-12[13]進(jìn)行.試驗(yàn)設(shè)備為測(cè)力量程50 kN的UTM微機(jī)控制萬能試驗(yàn)機(jī)，剪切試驗(yàn)加載速率為1 kN/s，拉拔試驗(yàn)加載速率為0.5 kN/s，試驗(yàn)裝置如圖3所示.分別測(cè)試20 ℃和60 ℃下，UHPC-SMA界面剪切強(qiáng)度和拉拔強(qiáng)度.

3? ?試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1? ?復(fù)合試件剪切強(qiáng)度

采用環(huán)氧樹脂類黏結(jié)劑的UHPC-SMA復(fù)合試件，其剪切破壞均發(fā)生在SMA內(nèi)部，破壞面接近黏層（如圖4所示）;而瀝青類黏結(jié)劑的復(fù)合試件，破壞面出現(xiàn)在層間，黏層發(fā)生破壞，如圖5、圖6所示.

分析表5可知：

1）20 ℃（常溫）、60 ℃（高溫）時(shí)，采用環(huán)氧樹脂類黏結(jié)劑的UHPC-SMA復(fù)合試件，實(shí)測(cè)破壞應(yīng)力為瀝青混凝土的剪切強(qiáng)度，由此推斷環(huán)氧黏結(jié)劑強(qiáng)度大于該數(shù)據(jù).

2）20 ℃（常溫）、60 ℃（高溫）時(shí)，采用改性瀝青和環(huán)氧瀝青的復(fù)合試件，其剪切破壞均發(fā)生在UHPC-SMA界面，故實(shí)測(cè)破壞應(yīng)力即為黏層剪切強(qiáng)度.20 ℃（常溫）時(shí)剪切強(qiáng)度排序?yàn)椋簹づ艸V瀝青>橡膠瀝青>環(huán)氧瀝青;60 ℃（高溫）時(shí)剪切強(qiáng)度排序?yàn)椋涵h(huán)氧瀝青>殼牌HV瀝青>橡膠瀝青.

3）環(huán)境溫度對(duì)層間剪切強(qiáng)度有較大影響，特別是瀝青黏層復(fù)合試件.與常溫（20 ℃） 相比，高溫（60 ℃） 條件下，殼牌HV、橡膠瀝青、環(huán)氧瀝青強(qiáng)度分別下降70.2%、65.6%、55.74%，這是因?yàn)闉r青材料熱塑性所致;環(huán)氧瀝青兼具環(huán)氧樹脂與瀝青的特性，高溫強(qiáng)度優(yōu)于殼牌HV、橡膠瀝青.KD-HYP環(huán)氧、202環(huán)氧60℃（高溫）剪切強(qiáng)度分別達(dá)到0.95 MPa、0.72 MPa以上，說明環(huán)氧材料的熱固性使得其高溫穩(wěn)定性明顯優(yōu)于瀝青材料.

3.2? ?復(fù)合試件拉拔強(qiáng)度

采用環(huán)氧樹脂黏層的復(fù)合試件，其拉拔破壞均發(fā)生在瀝青混凝土內(nèi)部，此時(shí)黏層尚未破壞，見圖7.

采用改性瀝青的復(fù)合試件，其拉拔破壞約50%發(fā)生在瀝青混凝土內(nèi)部，另50%出現(xiàn)在UHPC-SMA層間;環(huán)氧瀝青復(fù)合試件，拉拔破壞約70%發(fā)生在瀝青混凝土內(nèi)部，30%發(fā)生在UHPC-SMA層間，破壞形態(tài)如圖8所示.

UHPC-SMA復(fù)合試件拉拔試驗(yàn)結(jié)果見表6.

分析表6可知：

1）20 ℃（常溫）、60 ℃（高溫）時(shí)，采用環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑的UHPC-SMA復(fù)合試件，其拉拔破壞面位于SMA內(nèi)部，實(shí)測(cè)破壞應(yīng)力為SMA的拉拔強(qiáng)度，由此推斷環(huán)氧黏層強(qiáng)度大于該數(shù)據(jù).

2）20 ℃（常溫）時(shí)，改性瀝青、環(huán)氧瀝青復(fù)合試件破壞面發(fā)生在瀝青混凝土內(nèi)部或UHPC-SMA層間，故層間黏結(jié)強(qiáng)度應(yīng)大于或等于此時(shí)實(shí)測(cè)的拉拔破壞應(yīng)力.拉拔強(qiáng)度大致排序?yàn)椋合鹉z瀝青>環(huán)氧瀝青>殼牌HV.

3）60 ℃（高溫）時(shí)，采用改性瀝青、環(huán)氧瀝青的復(fù)合試件，拉拔破壞面均出現(xiàn)在UHPC-SMA層間，且破壞面平整，故此時(shí)破壞應(yīng)力即為改性瀝青、環(huán)氧瀝青的層間黏結(jié)強(qiáng)度;拉拔強(qiáng)度排序?yàn)椋涵h(huán)氧瀝青>殼牌HV>橡膠瀝青，由此說明環(huán)氧樹脂的加入一定程度改善了黏層高溫穩(wěn)定性.

4）環(huán)境溫度對(duì)層間黏結(jié)強(qiáng)度的影響較大，由于瀝青類材料的熱塑性，殼牌HV、橡膠瀝青、環(huán)氧瀝青高溫（60 ℃）強(qiáng)度分別比常溫（20 ℃）強(qiáng)度下降89.4%、94.4%、89.3%;與剪切強(qiáng)度相似，環(huán)氧樹脂的熱固性使得其在高溫下拉拔強(qiáng)度較高，KD-HYP環(huán)氧、202環(huán)氧在60 ℃（高溫）拉拔強(qiáng)度分別達(dá)到0.18 MPa、0.21 MPa以上.

綜上所述，環(huán)境溫度對(duì)層間黏結(jié)性能有顯著影響，環(huán)氧黏層由于其熱固性，高溫穩(wěn)定性明顯優(yōu)于熱塑性的瀝青類黏層;另一方面，拉拔強(qiáng)度較剪切強(qiáng)度高溫穩(wěn)定性更差，原因在于黏層材料的感溫性，而層間機(jī)械咬合力基本不受溫度影響，因此，部分依賴嵌鎖力的剪切強(qiáng)度受溫度影響較小，而主要依靠黏結(jié)力的拉拔強(qiáng)度受影響明顯.

4? ?洞庭湖二橋UHPC-SMA層間黏結(jié)性能研究

杭瑞高速岳陽(yáng)洞庭湖二橋位于洞庭湖入長(zhǎng)江交匯口處，主橋?yàn)? 480 m雙塔鋼桁梁懸索橋，橋面系采用正交異性鋼橋面，橋面鋼板厚12 mm，加勁U肋厚8 mm，面板上鋪筑45 mmUHPC，其上鋪筑40 mmSMA磨耗層，形成超高性能輕型組合橋面結(jié)構(gòu).

4.1? ?有限元計(jì)算模型及計(jì)算參數(shù)

以洞庭湖二橋?yàn)樵?，采用ANSYS有限元軟件，建立輕型組合鋼橋面結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算模型（見圖9）.橫向取半截面寬17.285 m，縱向取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段16.8 m.

采用如下計(jì)算假定：各層為連續(xù)、均勻、各向同性的彈性體，鋼箱梁部分采用殼單元SHELL63模擬，UHPC層和瀝青面層均采用實(shí)體單元SOLID45模擬，UHPC層與鋼箱梁的頂面連接、瀝青面層與UHPC層頂面的連接均采用共節(jié)點(diǎn)形式處理.為節(jié)約計(jì)算資源，鋼箱梁取半幅，橫橋向采用對(duì)稱約束，縱橋向采用固結(jié)，材料物理力學(xué)參數(shù)見表7.

計(jì)算中的加載方式參照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60—2015）選用，車輛荷載為550 kN標(biāo)準(zhǔn)車，由于標(biāo)準(zhǔn)車車軸的縱向間距較大，計(jì)算中僅考慮后軸的雙聯(lián)軸作用[14]，如圖10中虛線范圍所示.加載軸中每個(gè)車輪作用面積為200 mm×600 mm（縱橋向×橫橋向）.豎向荷載考慮1.3的沖擊系數(shù)，水平荷載取豎向荷載的0.5倍（模擬車輛緊急制動(dòng)，水平力系數(shù)取0.5）.車輛荷載立面、平面布置如圖10所示.

橫橋向布設(shè)3種荷載位置[15]，如圖11（a）所示;對(duì)于每一個(gè)橫向荷位工況，沿縱橋向布設(shè)2種加載位置，如圖11（b）所示.

4.2? ?有限元計(jì)算結(jié)果

與前述關(guān)注位置相對(duì)應(yīng)，提取UHPC-SMA層間應(yīng)力峰值計(jì)算結(jié)果，見表8.

計(jì)算結(jié)果表明，常溫（20 ℃）時(shí)，UHPC-SMA層間最大剪應(yīng)力為0.696 MPa，如圖12（a）所示;高溫（60 ℃）時(shí)層間最大剪應(yīng)力為0.422 MPa，如圖12（b）所示.層間法向拉應(yīng)力峰值σm分別為0.167 MPa（20 ℃，圖13（a））和0.152 MPa（60 ℃，圖13（b））.

4.3? ?UHPC-SMA層間黏結(jié)性能評(píng)價(jià)

有限元計(jì)算得到的UHPC-SMA層間最大剪應(yīng)力τm、最大法向拉應(yīng)力σm（見表8）與復(fù)合試件層間強(qiáng)度（見表5和表6）之比，分別用剪切強(qiáng)度系數(shù)Kr與拉拔強(qiáng)度系數(shù)Ks表征，見表9.

表9顯示，高溫（60 ℃）環(huán)境下，殼牌HV、環(huán)氧瀝青和橡膠瀝青等3種黏結(jié)材料，剪切強(qiáng)度系數(shù)Kr<1，無法滿足最不利荷載組合下UHPC-SMA層間受力要求;而KD-HYP環(huán)氧和202環(huán)氧兩種材料無論是在常溫（20 ℃）還是在高溫（60 ℃），都具有很大的剪切寬容性，且拉拔強(qiáng)度系數(shù)Ks也能滿足層間受力要求.

數(shù)值模擬分析與實(shí)測(cè)強(qiáng)度對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，KD-HYP環(huán)氧和202環(huán)氧黏結(jié)劑能滿足超載、緊急制動(dòng)及動(dòng)荷載等最不利荷載組合下層間受力的所有要求;殼牌HV、橡膠瀝青和環(huán)氧瀝青雖然基本滿足常溫下的層間受力要求，但無法滿足高溫受力要求.

5? ?結(jié)? ?論

1）復(fù)合試件層間強(qiáng)度試驗(yàn)表明，不同類型黏結(jié)劑剪切強(qiáng)度、拉拔強(qiáng)度存在較大差異.KD-HYP環(huán)氧、202環(huán)氧較殼牌HV、橡膠瀝青表現(xiàn)出更佳的黏結(jié)性能;環(huán)氧瀝青高溫黏結(jié)性能優(yōu)于殼牌HV、橡膠瀝青，但常溫下三者無明顯差別.

2）環(huán)境溫度對(duì)復(fù)合試件層間強(qiáng)度有較大影響.殼牌HV、橡膠瀝青、環(huán)氧瀝青60 ℃剪切強(qiáng)度分別比20 ℃時(shí)下降70.2%、65.6%、55.74%;拉拔強(qiáng)度下降89.4%、94.4%、89.3%;高溫（60 ℃）環(huán)境下，環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑具有明顯優(yōu)勢(shì)，KD-HYP環(huán)氧、202環(huán)氧剪切強(qiáng)度分別達(dá)到0.95 MPa、0.72 MPa以上;拉拔強(qiáng)度分別達(dá)到0.18 MPa、0.21 MPa以上.

3）有限元計(jì)算結(jié)果表明，最不利荷載組合下，UHPC-SMA層間最大剪應(yīng)力在20 ℃（常溫）和60 ℃（高溫）時(shí)分別為0.696 MPa、0.422 MPa，最大法向拉應(yīng)力分別為0.167 MPa、0.152 MPa.

4）數(shù)值模擬分析與實(shí)測(cè)強(qiáng)度對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，在超載、緊急制動(dòng)及動(dòng)荷載等最不利荷載組合下，KD-HYP環(huán)氧和202環(huán)氧能滿足20 ℃（常溫）和60 ℃（高溫）條件下層間受力性能要求，并且具有足夠的安全儲(chǔ)備;而殼牌HV、橡膠瀝青和環(huán)氧瀝青無法滿足60 ℃（高溫）條件下層間黏結(jié)性能要求.

參考文獻(xiàn)

[1]? ?黃衛(wèi).大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)[J].土木工程學(xué)報(bào)，2007，40（9）：65—77.

HUANG W. Design of deck pavement for long-span steel bridges [J]. China Civil Engineering Journal，2007，40（9）：65—77. （In Chinese）

[2]? ?童樂為，沈祖炎.正交異性鋼橋面板疲勞驗(yàn)算[J].土木工程學(xué)報(bào)，2000，33（3）：16—21.

TONG L W，SHEN Z Y. Fatigue assessment of orthotropic steel bridge decks [J]. China Civil Engineering Journal，2000，33（3）：16—21. （In Chinese）

[3]? ?SHAO X D，YI D T，HUANG Z Y，et al. Basic performance of the composite deck system composed of orthotropic steel deck and ultra thin RPC layer [J]. Journal of Bridge Engineering，2013，18（5）：417—428.

[4]? ?邵旭東，張哲，劉夢(mèng)麟，等.正交異性鋼-RPC組合橋面板彎拉強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，39（10）：7—13.

SHAO X D，ZHANG Z，LIU M L，et al. Research on bending tensile strength for composite bridge deck system composed of orthotropic steel deck and thin RPC topping [J]. Journal of Hunan University （Natural Sciences），2012，39（10）：7—13. （In Chinese）

[5]? ?OZER H，AL-QADI I L，WANG H，et al. Characterisation of interface bonding between hot-mix asphalt overlay and concrete pavements：modelling and in-situ response to accelerated loading [J]. International Journal of Pavement Engineering，2012，13（2）：181—196.

[6]? ?ZHEN L，AL-QADI I L，CARPENTER S H，et al. Interface bonding between hot-mix asphalt and various Portland cement concrete surfaces laboratory assessment [J]. Journal of the Transportation Research Board，2009，2057（1）：46—53.

[7]? ?BOCCI E，CANESTRARI F. Experimental evaluation of shear resistance of improved steel-asphalt interfaces [J]. Journal of the Transportation Research Board，2013，2370（1）：145—150.

[8]? ?賈曉陽(yáng)，李立寒. 混凝土橋面瀝青鋪裝粘結(jié)層抗剪設(shè)計(jì)方法[J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，41（3）：402—407.

JIA X Y，LI L H. A design guide to shear resistance of bonding layer in concrete bridge deck asphalt pavement[J]. Journal of Tongji University （Natural Science），2013，41（3）：402—407. （In Chinese）

[9]? ?劉云，于新，戴憂華，等. 混凝土箱梁橋鋪裝防水粘結(jié)層力學(xué)性能[J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，40（1）：57—61.

LIU Y，YU X，DAI Y H，et al. Mechanical properties of waterproof adhesive layer on concrete box girder bridge[J]. Journal of Tongji University （Natural Science），2012，40（1）：57—61. （In Chinese）

[10]? 李萍，念騰飛，張雅莉，等. 基于斜剪試驗(yàn)的水泥砼橋面瀝青鋪裝層抗剪切性能研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，37（11）：48—53.

LI P，NIAN T F，ZHANG Y L，et al. Study on anti-shearing property of asphalt pavement for concrete bridge deck based on oblique shear test [J]. Journal of Wuhan University of Technology，2015，37（11）：48—53. （In Chinese）

[11] 龍廣成，謝友均，王培銘，等. 活性粉末混凝土的性能與微細(xì)觀結(jié)構(gòu)[J]. 硅酸鹽學(xué)報(bào)，2005，33（4）：456—461.

LONG G C，XIE Y J，WANG P M. Properties and micro/micro structure of reactive powder concrete [J]. Journal of the Chinese Ceramic Society，2005，33（4）：456—461. （In Chinese）

[12] ASTM C882/C882M-13 Standard test method for bond stress of epoxy-resin systems used with concrete by slant shear [S]. West Conshohocken，US：ASTM International，2013：1—4.

[13] ASTM D7234-12 Standard test method for pull-off adhesion strength of coating using portable pull-off adhesion testers [S]. West Conshohocken，US：ASTM International，2012：1—5.

[14]? 張士紅，邵旭東，曹君輝，等. 輕型組合橋面板球扁鋼縱肋-橫隔板連接細(xì)節(jié)局部應(yīng)力分析[J].土木工程學(xué)報(bào)，2016，49（12）：97—107.

ZHANG S H，SHAO X D，CAO J H，et al. Analysis on local stress at bulb flat rib-diaphragm connections in a lightweight composite bridge deck [J]. China Civil Engineering Journal，2016，49（12）：97—107. （In Chinese）

[15]? 李嘉，曾玉，易篤韜，等. 超高性能輕型組合橋面設(shè)計(jì)指標(biāo)近似計(jì)算方法[J]. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，44（9）：1—9.

LI J，ZENG Y，YI D T，et al. Approximate calculation of design indices for high-performance lightweight composite bridge decks [J]. Journal of Hunan University （Natural Sciences），2017，44（9）：1—9. （In Chinese）

收稿日期：2018-01-23

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51678229，51778223），National Natural Science Foundation of China（51678229）

作者簡(jiǎn)介：李嘉（1962—），女，湖南長(zhǎng)沙人，湖南大學(xué)教授

通訊聯(lián)系人，E-mail：lijia@hnu.edu.cn