第一章 绪论
1.1 桥面压实研究背景及意义
桥面铺装层压实度不足是造成桥面结构过早损坏的重要原因之一，铺装层压实度不足，导致路表水下渗，渗入桥面板内，造成桥面板混凝土的过早损坏或是钢板的过早锈蚀，严重影响桥面板的正常工作，大大缩短桥梁的正常使用年限[1]，更甚者，桥梁结构发生坍塌造成惨重的人员伤亡，严重影响人们的生命财产安全，因此提高桥面压实工作质量的任务刻不容缓。桥梁作为悬空结构，其压实工作显然不同于路面的压实，其工作环境比路面压实更为恶劣，对压实工作的要求更加严格[2]。桥面压实工作不仅仅是质量要求的提高，更为重要的是在施工过程中不能对桥梁结构造成安全性影响。如果在桥面压实施工过程中只注重桥面压实质量的提高而对于施工荷载对桥梁结构的影响全然不加考虑，如此一来造成的结果只能是得不偿失。工欲善其事，必先利其器，对桥面压实工作来说更是如此，配置合理的压实机械不仅能节省劳动力，更重要的是在施工质量方面的有效提高，因此在压实工作中，合理的机械配置也是一个值得注意的方面。目前，由于我国在桥面压实方面的规范较为缺乏，多数依靠的是施工经验方面的积累，因此，在高速公路建设事业日益繁荣的今天，作为公路交通的枢纽工程，还有大量的桥梁工程需要建设，改进记住，提高桥面压实质量显得尤为迫切，桥面压实方法和合理机械配置的相关研究工作亟待得到进一步的开展。
1.2 国内外桥面压实的研究现状
1.2.1 沥青混合料压实特性的研究现状
沥青混合料在设计时不仅要求具有良好的使用性能，还必须要求具备良好的可施工性能。美国多名学者利用旋转压实曲线分析了沥青混合料的可压实性，认为压实曲线斜率等指标与沥青混合料的可压实性有很好的相关性(BraytonTodd（2001），ForsbergAI（2001）)。JmaS（2003）发现某些沥青混合料在某一个特定的温度区间（大约 90℃~115℃）较难压实，并将该温度区间称为混合料压实的“软弱区”，在高温（160℃/140℃至 115℃）和低温区间（低至 70℃）压实路面则不会出现类似的问题。美国学者针对如何合理确定改性沥青的压实温度提出了自己的方法，Desoinbre 等用摩尔一库仑原理来解释混合料的剪应力，提出了一种确定混合料压实温度范围的方法，通过对不同压实温度的混合料试件剪应力的分析，认为对于大部分的混合料来说，都存在着一个最小的剪应力，最小剪应力所对应的温度即为混合料的最佳压实温度[3]。国内张争齐教授进行了旋转压实分析，提出了采用初始压实状态到设计压实次数阶段的压实曲线的密实曲线的密实能量指数评价沥青混合料的可压实性[4]。在混合料压实温度方面，侯曙光、黄晓明在不同的击实温度成型不同沥青混合料的马歇尔试件，分析击实温度和混合料物理力学参数之间的相关性，研究结果表明击实温度对沥青混合料稳定性及抗变形能力有明显影响[16]，在沥青混合料的压实施工过程中，对于不同的混合料应采用不同的压实温度，而不能片面的采用统一标准[3]。
1.2.2 沥青混合料桥面压实工艺的研究现状
国外的很多学者认为按 Superpave 规范设计的有些沥青混合料表现出“软弱”的压实特性[3]，在桥面压实过程中容易出现纵横向的裂缝和推移，可采用胶轮压路机消除，但在是压实过程中粘轮现象严重，轮迹难消除。压实过程中的结构裂缝也称为“微裂缝”，其原因是下承层稳定性差，现场施工操作不当或混合料本身的性能存在缺陷，这些裂缝难以察觉，但可以使路面的疲劳寿命缩短超过 50%，对路面桥面的长期性能造成严重的影响。大量的研究表明：沥青路面发生的早期损害和路面的压实度有着直接的关系，压实度不足的路面极易出现车辙、渗水、疲劳等病害，而过压会使路面出现泛油和失稳现象。因此，沥青路面施工中必须重视压实质量的控制，选择合理的碾压工艺，文献[48]提出了改性沥混合料压实的适宜温度，文献[49]经过对沥青混合料冷冷却规律的研究，提出有效地压实时间的预估方法，以期在施工中能够对混合料的温度进行有效控制，文献[50]研究了影响沥青路面桥面压实质量的因素，并提出改进措施，文献[51、52]研究了机械等对沥青路面压实的影响。国内很多学者也对混合料压实的施工工艺进行了研究，吴永钦(2003)、李闯民（2002）、汪浩（2003）等对嵌挤密实级配沥青混合料的压实工艺进行了研究[5、6、7]，周进川（2005）、王捷（2002）、李宇持（2005）等对改性沥青混合料路面的压实工艺进行了分析[8、9、10]，显然，对沥青混合料路面桥面压实工艺、压实设备的问题仍需开展进一步的研究。
第二章 国内外桥面压实调查分析
2.1 现行规范对沥青路面桥面压实的规定
在进行桥面铺装的过程中，由于沥青铺装材料的高温效应，导致箱梁顶板产生局部高温。在温度梯度的作用下，支点截面产生的拉应力接近规范规定的限制，这种情况下，支点截面的混凝土极易在温差的作用下出现裂缝。因此为减小裂缝出现的概率，在考虑钢束欲加力作用及其他施工荷载组合作用的情况下，应使支点截面上下翼缘均处于受压状态，减小裂缝出现的概率，保证结构物的正常使用。在压路机、摊铺机及混凝土运料车等施工机械荷载作用下，主梁中跨跨中截面下翼缘的拉应力已经超过了规范中所规定的施工阶段混凝土拉应力的限值，因此压路机、摊铺机及混凝土运料车等施工机械荷载的大小已经对桥梁施工阶段的结构安全造成一定影响。因此，与以上两种情况相同，为减小裂缝出现的概率，在考虑钢束欲加力的荷载组合作用下，应控制中跨跨中截面上下翼缘均处于受压状态，保证结构物的安全。
第三章 施工荷载对桥梁结构安全性影响........... 24-45
3.1 桥梁施工荷载分类 ...........24-25
3.2 施工荷载对梁式桥结构安全性影响 ...........25-31
3.3 施工荷载对斜拉桥结构........... 31-35
3.3.1 斜拉桥 ...........31-32
3.3.2 斜拉桥受力特性分析........... 32-33
3.3.3 施工荷载对斜拉桥的结构........... 33-35
3.4 施工荷载对钢桥结构安全性影响分析........... 35-42
3.5 本章小结........... 42-45
第四章 桥面压实方法及合理机械配置........... 45-66
4.1 桥面压实方法对比分析研究........... 45-46
4.1.1 概论........... 45
4.1.2 压实方法及其压实机理........... 45-46
4.2 常用桥面压实机械及其压实机理分析........... 46-49
4.2.1 桥面压实常用机械及压实原理........... 46-48
4.2.2 关于压路机工作的几个问题........... 48-49
4.3 振动压实与振荡压实对桥梁结构........... 49-52
4.4 振荡压路机在桥面压实中的应用研究........... 52-64
4.5 本章小结 ...........64-66
第五章 浇筑式沥青混合料在桥面铺装...........66-74
5.1 浇筑式沥青混凝土简介 ...........66-67
5.2 浇筑式沥青混凝土在桥面铺装........... 67-69
5.2.1 国外应用及研究情况........... 67-68
5.2.2 国内应用及研究情况........... 68-69
5.3 浇筑式沥青混凝土铺装技术........... 69-72
5.4 本章小结 ...........72-74
结论
1、系统调查了国内现有的各类施工规范、相关指南，以及各沥青桥面铺装的实际工程情况，分析其各自压实的特点。
2、在全面研究各桥型受力特点及施工荷载对其结构安全性影响的基础上，得出各桥型不适合使用振动压实的部位，结论如下：①对于简支 T 梁桥，相邻 T 梁翼缘板交界处不宜使用振动压实。由于此部位为整个桥梁结构承载能力最弱处，振动压实不仅会造成该部位桥面摊铺层破坏，而且由于压路机较高的振频及振幅，导致梁肋部位的弯矩较大，出现开裂，因此该部位不宜采用振动压实；②对于悬臂梁桥，挂梁部位不宜采用振动压实。在相邻两片主梁交接处采用挂梁连接，该部位承载能力一般低于桥梁其他部位承载能力，因此不宜采用振动压实。③对于箱梁桥，由于一般采用由简支转为连续的施工工艺，这一过程是借助中横梁（负弯矩处）完成的，一般采用现场浇筑，因此此部位桥梁的整体性较差，振动压实对整个桥梁结构的影响较大，一般不推荐振动压实方法。对于斜拉桥，斜拉索与主梁一般采用锚固的方式连接，振动压路机高频率强集中的振动导致锚固构件出现损坏的几率增大，进而对整个桥梁结构的安全造成破坏性的影响，因此此部位不宜采用振动压实。对于钢构桥，由于桥面板肋处承载能力较弱，高频率的振动会导致该部位裂缝出现的几率增大，对桥梁结构影响较大，因此不宜采用振动压实，另外，由于焊缝处承载能力及整体性较差，所以此部位亦不推荐使用振动压实。
3、对比分析振动压实和振荡压实对桥梁结构的影响，在对使用效果和经济效益两方面进行分析后得出振荡压实是一种既经济又合理的桥面压实方法。结论如下：
（1）振荡压实可以达到 98%的密实度，且压实表面平整，完全达到工程质量要求。
（2）振荡压实对混合料的温度要求较低，出料温度可有原来的 174℃降低到 163℃，且经过经济分析，出料温度降低 9.4~12.2℃时，一年后节省下来的钱就可以购置一台振荡压路机。在提高压实质量的同时，还有效地降低了工程成本。
参考文献
[1] 王芳,王选仓. 高等级沥青路面使用性能评价指标与标准研究[J],路基工程 2009（5）
[2] 杨育生,穆柯,王选仓,王朝辉.沥青路面双层摊铺层间效果研究[J].公路交通技术,2012
[3] 王选仓,穆柯,王朝辉,石鑫 沥青路面双层摊铺技术研究[J].筑路机械与施工机械化 2012
[4] 谷晓旭,王选仓,李芳.公路路面质量控制检测现状及评价[J].华东公路 2007
[5] 武彦林,王选仓,王朝辉 沥青路面结构层平整度控制标准与措施[J].筑路机械及施工机械化 2008
[6] 李爱国,王选仓,尹敏 沥青路面双层一次性摊铺施工组织与关键施工技术[J].公路交通科技 2012
[7] 黄卫. 大跨径桥梁钢桥面铺装设计[J].土木工程学报,2007（9）
[8] 李继果.环氧沥青混合料及其在桥面铺装上的应用研究[D].长安大学硕士论文.2008
[9] 董刚.沥青混合料压实特性与压实工艺研究[D].长安大学硕士论文.2010
[10] 张争奇 , 袁迎捷 , 王秉纲 . 沥青混合料旋转压实密实曲线信息及其应用 [J]. 中国公路学报,2005,18(3):1-6
1.1 桥面压实研究背景及意义
桥面铺装层压实度不足是造成桥面结构过早损坏的重要原因之一，铺装层压实度不足，导致路表水下渗，渗入桥面板内，造成桥面板混凝土的过早损坏或是钢板的过早锈蚀，严重影响桥面板的正常工作，大大缩短桥梁的正常使用年限[1]，更甚者，桥梁结构发生坍塌造成惨重的人员伤亡，严重影响人们的生命财产安全，因此提高桥面压实工作质量的任务刻不容缓。桥梁作为悬空结构，其压实工作显然不同于路面的压实，其工作环境比路面压实更为恶劣，对压实工作的要求更加严格[2]。桥面压实工作不仅仅是质量要求的提高，更为重要的是在施工过程中不能对桥梁结构造成安全性影响。如果在桥面压实施工过程中只注重桥面压实质量的提高而对于施工荷载对桥梁结构的影响全然不加考虑，如此一来造成的结果只能是得不偿失。工欲善其事，必先利其器，对桥面压实工作来说更是如此，配置合理的压实机械不仅能节省劳动力，更重要的是在施工质量方面的有效提高，因此在压实工作中，合理的机械配置也是一个值得注意的方面。目前，由于我国在桥面压实方面的规范较为缺乏，多数依靠的是施工经验方面的积累，因此，在高速公路建设事业日益繁荣的今天，作为公路交通的枢纽工程，还有大量的桥梁工程需要建设，改进记住，提高桥面压实质量显得尤为迫切，桥面压实方法和合理机械配置的相关研究工作亟待得到进一步的开展。
1.2 国内外桥面压实的研究现状
1.2.1 沥青混合料压实特性的研究现状
沥青混合料在设计时不仅要求具有良好的使用性能，还必须要求具备良好的可施工性能。美国多名学者利用旋转压实曲线分析了沥青混合料的可压实性，认为压实曲线斜率等指标与沥青混合料的可压实性有很好的相关性(BraytonTodd（2001），ForsbergAI（2001）)。JmaS（2003）发现某些沥青混合料在某一个特定的温度区间（大约 90℃~115℃）较难压实，并将该温度区间称为混合料压实的“软弱区”，在高温（160℃/140℃至 115℃）和低温区间（低至 70℃）压实路面则不会出现类似的问题。美国学者针对如何合理确定改性沥青的压实温度提出了自己的方法，Desoinbre 等用摩尔一库仑原理来解释混合料的剪应力，提出了一种确定混合料压实温度范围的方法，通过对不同压实温度的混合料试件剪应力的分析，认为对于大部分的混合料来说，都存在着一个最小的剪应力，最小剪应力所对应的温度即为混合料的最佳压实温度[3]。国内张争齐教授进行了旋转压实分析，提出了采用初始压实状态到设计压实次数阶段的压实曲线的密实曲线的密实能量指数评价沥青混合料的可压实性[4]。在混合料压实温度方面，侯曙光、黄晓明在不同的击实温度成型不同沥青混合料的马歇尔试件，分析击实温度和混合料物理力学参数之间的相关性，研究结果表明击实温度对沥青混合料稳定性及抗变形能力有明显影响[16]，在沥青混合料的压实施工过程中，对于不同的混合料应采用不同的压实温度，而不能片面的采用统一标准[3]。
1.2.2 沥青混合料桥面压实工艺的研究现状
国外的很多学者认为按 Superpave 规范设计的有些沥青混合料表现出“软弱”的压实特性[3]，在桥面压实过程中容易出现纵横向的裂缝和推移，可采用胶轮压路机消除，但在是压实过程中粘轮现象严重，轮迹难消除。压实过程中的结构裂缝也称为“微裂缝”，其原因是下承层稳定性差，现场施工操作不当或混合料本身的性能存在缺陷，这些裂缝难以察觉，但可以使路面的疲劳寿命缩短超过 50%，对路面桥面的长期性能造成严重的影响。大量的研究表明：沥青路面发生的早期损害和路面的压实度有着直接的关系，压实度不足的路面极易出现车辙、渗水、疲劳等病害，而过压会使路面出现泛油和失稳现象。因此，沥青路面施工中必须重视压实质量的控制，选择合理的碾压工艺，文献[48]提出了改性沥混合料压实的适宜温度，文献[49]经过对沥青混合料冷冷却规律的研究，提出有效地压实时间的预估方法，以期在施工中能够对混合料的温度进行有效控制，文献[50]研究了影响沥青路面桥面压实质量的因素，并提出改进措施，文献[51、52]研究了机械等对沥青路面压实的影响。国内很多学者也对混合料压实的施工工艺进行了研究，吴永钦(2003)、李闯民（2002）、汪浩（2003）等对嵌挤密实级配沥青混合料的压实工艺进行了研究[5、6、7]，周进川（2005）、王捷（2002）、李宇持（2005）等对改性沥青混合料路面的压实工艺进行了分析[8、9、10]，显然，对沥青混合料路面桥面压实工艺、压实设备的问题仍需开展进一步的研究。
第二章 国内外桥面压实调查分析
2.1 现行规范对沥青路面桥面压实的规定
在进行桥面铺装的过程中，由于沥青铺装材料的高温效应，导致箱梁顶板产生局部高温。在温度梯度的作用下，支点截面产生的拉应力接近规范规定的限制，这种情况下，支点截面的混凝土极易在温差的作用下出现裂缝。因此为减小裂缝出现的概率，在考虑钢束欲加力作用及其他施工荷载组合作用的情况下，应使支点截面上下翼缘均处于受压状态，减小裂缝出现的概率，保证结构物的正常使用。在压路机、摊铺机及混凝土运料车等施工机械荷载作用下，主梁中跨跨中截面下翼缘的拉应力已经超过了规范中所规定的施工阶段混凝土拉应力的限值，因此压路机、摊铺机及混凝土运料车等施工机械荷载的大小已经对桥梁施工阶段的结构安全造成一定影响。因此，与以上两种情况相同，为减小裂缝出现的概率，在考虑钢束欲加力的荷载组合作用下，应控制中跨跨中截面上下翼缘均处于受压状态，保证结构物的安全。
第三章 施工荷载对桥梁结构安全性影响........... 24-45
3.1 桥梁施工荷载分类 ...........24-25
3.2 施工荷载对梁式桥结构安全性影响 ...........25-31
3.3 施工荷载对斜拉桥结构........... 31-35
3.3.1 斜拉桥 ...........31-32
3.3.2 斜拉桥受力特性分析........... 32-33
3.3.3 施工荷载对斜拉桥的结构........... 33-35
3.4 施工荷载对钢桥结构安全性影响分析........... 35-42
3.5 本章小结........... 42-45
第四章 桥面压实方法及合理机械配置........... 45-66
4.1 桥面压实方法对比分析研究........... 45-46
4.1.1 概论........... 45
4.1.2 压实方法及其压实机理........... 45-46
4.2 常用桥面压实机械及其压实机理分析........... 46-49
4.2.1 桥面压实常用机械及压实原理........... 46-48
4.2.2 关于压路机工作的几个问题........... 48-49
4.3 振动压实与振荡压实对桥梁结构........... 49-52
4.4 振荡压路机在桥面压实中的应用研究........... 52-64
4.5 本章小结 ...........64-66
第五章 浇筑式沥青混合料在桥面铺装...........66-74
5.1 浇筑式沥青混凝土简介 ...........66-67
5.2 浇筑式沥青混凝土在桥面铺装........... 67-69
5.2.1 国外应用及研究情况........... 67-68
5.2.2 国内应用及研究情况........... 68-69
5.3 浇筑式沥青混凝土铺装技术........... 69-72
5.4 本章小结 ...........72-74
结论
1、系统调查了国内现有的各类施工规范、相关指南，以及各沥青桥面铺装的实际工程情况，分析其各自压实的特点。
2、在全面研究各桥型受力特点及施工荷载对其结构安全性影响的基础上，得出各桥型不适合使用振动压实的部位，结论如下：①对于简支 T 梁桥，相邻 T 梁翼缘板交界处不宜使用振动压实。由于此部位为整个桥梁结构承载能力最弱处，振动压实不仅会造成该部位桥面摊铺层破坏，而且由于压路机较高的振频及振幅，导致梁肋部位的弯矩较大，出现开裂，因此该部位不宜采用振动压实；②对于悬臂梁桥，挂梁部位不宜采用振动压实。在相邻两片主梁交接处采用挂梁连接，该部位承载能力一般低于桥梁其他部位承载能力，因此不宜采用振动压实。③对于箱梁桥，由于一般采用由简支转为连续的施工工艺，这一过程是借助中横梁（负弯矩处）完成的，一般采用现场浇筑，因此此部位桥梁的整体性较差，振动压实对整个桥梁结构的影响较大，一般不推荐振动压实方法。对于斜拉桥，斜拉索与主梁一般采用锚固的方式连接，振动压路机高频率强集中的振动导致锚固构件出现损坏的几率增大，进而对整个桥梁结构的安全造成破坏性的影响，因此此部位不宜采用振动压实。对于钢构桥，由于桥面板肋处承载能力较弱，高频率的振动会导致该部位裂缝出现的几率增大，对桥梁结构影响较大，因此不宜采用振动压实，另外，由于焊缝处承载能力及整体性较差，所以此部位亦不推荐使用振动压实。
3、对比分析振动压实和振荡压实对桥梁结构的影响，在对使用效果和经济效益两方面进行分析后得出振荡压实是一种既经济又合理的桥面压实方法。结论如下：
（1）振荡压实可以达到 98%的密实度，且压实表面平整，完全达到工程质量要求。
（2）振荡压实对混合料的温度要求较低，出料温度可有原来的 174℃降低到 163℃，且经过经济分析，出料温度降低 9.4~12.2℃时，一年后节省下来的钱就可以购置一台振荡压路机。在提高压实质量的同时，还有效地降低了工程成本。
参考文献
[1] 王芳,王选仓. 高等级沥青路面使用性能评价指标与标准研究[J],路基工程 2009（5）
[2] 杨育生,穆柯,王选仓,王朝辉.沥青路面双层摊铺层间效果研究[J].公路交通技术,2012
[3] 王选仓,穆柯,王朝辉,石鑫 沥青路面双层摊铺技术研究[J].筑路机械与施工机械化 2012
[4] 谷晓旭,王选仓,李芳.公路路面质量控制检测现状及评价[J].华东公路 2007
[5] 武彦林,王选仓,王朝辉 沥青路面结构层平整度控制标准与措施[J].筑路机械及施工机械化 2008
[6] 李爱国,王选仓,尹敏 沥青路面双层一次性摊铺施工组织与关键施工技术[J].公路交通科技 2012
[7] 黄卫. 大跨径桥梁钢桥面铺装设计[J].土木工程学报,2007（9）
[8] 李继果.环氧沥青混合料及其在桥面铺装上的应用研究[D].长安大学硕士论文.2008
[9] 董刚.沥青混合料压实特性与压实工艺研究[D].长安大学硕士论文.2010
[10] 张争奇 , 袁迎捷 , 王秉纲 . 沥青混合料旋转压实密实曲线信息及其应用 [J]. 中国公路学报,2005,18(3):1-6
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