创新的UHPC-普通混凝土复合桥面板
摘要
混凝土桥面板的劣化是导致美国桥梁结构等级不足的主要原因。为了克服这一挑战，提出了一种创新的UHPC-NC复合桥面板，其中UHPC有效的用作普通混凝土（NC）的覆盖层。UHPC和NC的结合使所提出的复合板成为一种耐用且具有成本效益的桥面板解决方案。总共进行了60次斜剪试验和3次挠曲试验，研究了混凝土强度和接口粗糙度对所提出的复合桥面板的结构性能的影响。斜剪试验结果表明，所有五个不同接口纹理的结合强度都足够，后来通过挠曲试验证实了这一点。开发了简单的分析模型以准确预测观察到的实验行为。
摘要
边缘损伤是美国桥梁结构缺陷的主要原因之一。为了解决这一问题，提出了一种创新的BFUP/混凝土复合桥面板，其中BFUP作为上层。BFUP和标准混凝土的结合使所提出的复合桥面板成为一种可持续和经济的桥面板铺装解决方案。通过60次剪切试验和3次弯曲试验，估计了混凝土强度和接口粗糙度对桥面板性能的影响。剪切试验表明，每一种被测表面类型的附着力都是足够的，这一方面也通过弯曲试验得到了证实。
介绍
基础设施陈旧，结构缺陷或过时的桥梁数量增加以及美国交通量的不断增加，这些因素相结合，要求对美国桥梁基础设施进行快速改善，重点是提高桥梁寿命。目前，众所周知，桥面板劣化是导致美国桥梁评级不佳的主要原因，混凝土开裂，冻/融循环造成的损坏以及除冰盐中的氯化物渗透导致的面板钢筋腐蚀是面板劣化的主要来源并增加了桥梁维护成本。根据联邦公路管理局（FHWA）的报告，需要近200到3000亿美元来修复或更换该国所有结构缺陷的桥梁[1]。因此，联邦，州和市级桥梁工程师正在寻求其他方法来建造更好的桥梁，减少行进时间并改善维修技术，从而降低维护成本并提高桥梁的使用寿命。另外，在有限或一整夜的道路封闭期间，业主面临更换关键桥梁组件（尤其是桥面板）的挑战。因此，迫切需要开发的技术不仅要经济且耐用，而且可以在实践中安全快速的实施。
与当今桥梁建筑中使用的普通强度混凝土（NC）相比，超高性能混凝土（UHPC）是一种自流平的高强度混凝土材料，具有高耐久性[2]和可靠的抗拉强度[3]性能。UHPC理想的耐用性和拉伸强度的独特组合使其成为最小化桥面开裂和相关桥梁损坏的理想材料。因此，UHPC在交通部（DOT）和联邦公路管理局（FHWA）的桥梁应用中获得了巨大的发展势头。
作为“高速公路，LIFE”计划的一部分，最近完成的题为“桥梁应用的全深度UHPC预制华夫格桥面板”的项目证实了UHPC桥面板体系在出色的结构性能和易于施工方面的显著优势[4]。但是，UHPC结构的初始投资成本明显高于普通强度混凝土，这可能会阻碍UHPC华夫格桥面板在桥梁中的广泛使用。
意识到桥面板的劣化是由于裂缝的形成以及顶部表面上除冰剂的渗透而引起的，因此通过在NC平板上覆盖一层薄的UHPC层来激发复合桥面板的概念。与华夫桥面板体系相比，该系统不仅可以通过减少多达50％的UHPC量来提供经济高效的解决方案，而且还可以替代传统的混凝土桥面板体系，具有高耐用性，且维护成本高。然而，复合桥面板体系的性能表征对于使这一概念在现场应用中成为现实至关重要。如先前成功的修复项目[5]所示，性状连接的接口在UHPC-NC复合桥面板体系的整体结构和耐久性能中起着重要作用。因此，在爱荷华州立大学进行了一项实验研究，以了解诸如正常混凝土强度，接口粗糙度和固化条件等几个参数对接口剪切摩擦或粘结行为的影响。这项研究的结果和观察结果介绍如下。
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