【摘 要】
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桥面铺装是车辆直接接触的桥梁部分,是铺在桥面板上作为防护层的结构,可以缓冲车辆荷载,保护主体结构不受雨水或化学物质侵蚀,因此其所用材料必须具有一定的抗压强度及良好的整体性能,最好能兼并有质轻的优点。本文基于响应面中的Box-Benhnken试验法（简称BBD）,在标准养护和自然养护方式下,龄期分别为3d、7d、28d,建立以废旧轮胎橡胶颗粒替代部分细集料、废旧轮胎钢纤维体积掺量、水胶比为因素,以抗
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桥面铺装是车辆直接接触的桥梁部分,是铺在桥面板上作为防护层的结构,可以缓冲车辆荷载,保护主体结构不受雨水或化学物质侵蚀,因此其所用材料必须具有一定的抗压强度及良好的整体性能,最好能兼并有质轻的优点。本文基于响应面中的Box-Benhnken试验法（简称BBD）,在标准养护和自然养护方式下,龄期分别为3d、7d、28d,建立以废旧轮胎橡胶颗粒替代部分细集料、废旧轮胎钢纤维体积掺量、水胶比为因素,以抗压强度、劈裂抗拉强度、流动度为响应的六个模型,分析得到六个模型中掺废旧轮胎RPC的最优配比。以标准养护28d RPC最优配比为例,分别将标准养护28d最优配比的掺废旧轮胎橡胶的RPC、同配比将废旧轮胎钢纤维置换为工业镀铜钢纤维的RPC、C40混凝土作为叠合层,浇筑在C30普通混凝土原矩形梁制成三组叠合梁。分别进行抗弯试验来模拟桥梁受弯时桥面铺装的受力,并通过ABAQUS软件对试验结果进行验证。主要得到研究结果如下:（1）使用Design Export软件中的BBD试验法,设计六个三因素三响应试验,并对其进行试验。试验结果显示,同养护方式、同配比时,抗压强度和劈裂抗拉强度随龄期增加,但增加幅度渐小;龄期越长,标准养护相对于自然养护在抗压强度、劈裂抗拉强度显现的优势越小。（2）通过响应面法建立的废旧轮胎橡胶颗粒相对细集料替代量、废旧轮胎钢纤维掺量和水胶比与RPC的基本力学性能的多项式模型,具有较高的可信度和精确度。模型预测的废旧轮胎橡胶颗粒、废旧轮胎钢纤维和水胶比的最优参数如下:在标准养护方式下3d龄期时,最优配比为13.354%、2.141%和0.202,相应的RPC抗压强度、劈裂抗拉强度、流动度分别为109.376MPa、19.330MPa、248.900mm;在标准养护方式下7d龄期时,最优配比为14.382%、2.075%和0.204,相应的RPC抗压强度、劈裂抗拉强度、流动度分别为123.208MPa、18.509MPa、246.710mm;在标准养护方式下28d龄期时,最优配比为11.221%、2.206%和0.196相应的RPC抗压强度、劈裂抗拉强度、流动度分别为130.079MPa、20.119MPa、224.560mm;在自然养护方式下3d龄期时,最优配比为7.200%、3.413%和0.165,相应的RPC抗压强度、劈裂抗拉强度、流动度分别为130.079MPa、20.119MPa、224.56mm;在自然养护方式下7d龄期时,最优配比为10.777%、2.853%和0.221,相应的RPC抗压强度、劈裂抗拉强度、流动度分别123.604MPa、18.778MPa、243.760mm;在自然养护方式下28d龄期时,最优配比为10.770%、3.292%和0.23,3相应的RPC抗压强度、劈裂抗拉强度、流动度分别为119.788MPa、19.014MPa、228.555mm。（3）对三组叠合梁进行抗弯试验,得到梁的跨中屈服荷载和跨中极限挠度,并通过数字图像相关法（DIC）分析得到应力云图。观察到,试验过程中掺工业镀铜钢纤维RPC叠合层开裂最慢,且与原矩形梁之间相对滑移最小。用有限元ABAQUS软件对试验过程进行模拟,所得结果和试验基本一致,可为在实际工程中将掺废旧轮胎橡胶RPC作为桥面铺装提供理论基础。
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