旧水泥混凝土路面综合处治与沥青加铺层设计研究

论文摘要

宣广高速公路由于交通量剧增,尤其是超载车辆大幅增加,导致水泥混凝土路面破坏严重,影响了行车的舒适性,急需加铺改建。本文依托宣广高速公路旧水泥混凝土路面的改造加铺工程,通过现场详细调查、测试、室内试验等了解和掌握原水泥混凝土路面的面板破损状况、面板及土基的强度状况,对路面结构进行评价;在详细分析路面的破坏原因后,采取相应的对策,即大部分路段采用冲击压实技术或碎石化技术处理,不能采用该两种技术处理的路段根据不同的病害分别采取相应的措施。旧水泥混凝土路面的沥青加铺是整个改建工程设计的核心内容,通过多层弹性体系理论,并结合同类工程的改建经验确定沥青混凝土加铺层结构,并借鉴美国的四种方法进行验算。同时,对非冲压路段采取了铺设土工布等防止反射裂缝的技术措施。通过对加铺层材料的研究及沥青加铺层设计的探讨,得到了一般结论:旧水泥混凝土板的处治和排水设施的完善是整个加铺改建工程的关键环节;冲击压实和碎石化技术是处理旧混凝土板,防止反射裂缝的一种很好的方法;提高沥青含量可以有效提高沥青混合料的抗剪强度;在最佳油石比条件下成型的沥青混合料各项路用性能指标都能很好的满足规范的技术要求;BST聚酯纤维能一定程度上提高水稳性能、显著提高混合料的抗车辙能力和降低变形量;不同材料和结构层抗反射裂缝能力差异性很大;路面加铺设计不必过分考虑原混凝土板模量,在加铺沥青面层之前,提高基础模量对防治反射裂缝十分有效。沥青加铺改建工程的施工质量控制是改建工程的关键环节,沥青的拌合、运送、摊铺、压实都要满足规范要求,而且施工误差要在规定范围内。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 工程背景
• 1.2 国内外水泥混凝土路面改造研究现状
• 1.2.1 旧水泥混凝土路面的调查内容与评价
• 1.2.2 旧水泥混凝土路面的处理技术
• 1.2.3 国外“白加黑”常用设计方法
• 1.2.4 国内“白加黑”常用设计方法
• 1.2.5 国内外主要设计方法对照表
• 1.2.6 尚待解决的问题
• 1.3 “白+黑”维修改造主要关键技术
• 1.3.1 加铺前旧水泥混凝土路面病害处治
• 1.3.2 水泥路面和沥青路面层间结合
• 1.3.3 防治旧水泥混凝土路面反射裂缝的措施
• 1.3.4 加铺后原有公路设施改造措施
• 1.4 本文的主要工作和内容
• 第二章 宣广高速原水泥混凝土路面的破损调查与原因分析
• 2.1 调查的目的与内容
• 2.1.1 调查的目的
• 2.1.2 调查的内容
• 2.2 路面板损害调查
• 2.2.1 路面板破损分类
• 2.2.2 DBL、PCI、RQI计算方法
• 2.2.3 路面板病害调查结果
• 2.3 宣广高速原有水泥混凝土路面的钻芯方案及分析
• 2.3.1 取芯方案
• 2.3.2 取芯检测方法及技术要求
• 2.3.3 取芯检测结果与分析
• 2.4 路面弯沉测试与板底脱空状况评价
• 2.4.1 路面弯沉检测方法简介
• 2.4.2 贝克曼梁弯沉仪法测试的频率及基本步骤
• 2.4.3 贝克曼梁弯沉仪测定路面弯沉值的结果
• 2.4.4 基于板角最大弯沉的脱空判断
• 2.5 路面损坏原因分析
• 2.5.1 交通量增大及车辆超载
• 2.5.2 混凝土板接缝处理不当
• 2.5.3 路面内部排水系统失效
• 2.5.4 其它原因
• 第三章 宣广高速旧水泥混凝土路面处理方案及质量控制
• 3.1 路面处理方案
• 3.2 五边型冲击式压路机冲击压实技术与施工过程质量控制
• 3.2.1 冲击压实设备
• 3.2.2 冲击压实原理及其效果
• 3.2.3 冲击压实技术关键问题研究
• 3.2.4 施工过程中的质量控制
• 3.2.5 冲击压实效果的试验段分析
• 3.3 碎石化技术及施工过程质量控制
• 3.3.1 施工设备
• 3.3.2 碎石化技术的特点
• 3.3.3 碎石化技术应用的关键问题
• 3.3.4 施工过程中的质量控制
• 3.4 两种水泥混凝土面板处理技术的比较
• 3.5 不能冲击或破碎路段的处理方案
• 3.5.1 轻微横向裂缝、角隅断裂、错台的处理方案
• 3.5.2 严重错台、剥落、纵横向裂缝、破碎板的处理方案
• 3.5.3 角隅断裂板的处理方案
• 3.5.4 高差小于10mm的错台处理方案
• 3.5.5 接缝剥落面板的处理方案
• 3.5.6 脱空板的处理方案
• 3.5.7 原接缝的处理方案
• 3.5.8 出现严重破坏且严重卿泥的连续路段的处理方案
• 第四章 沥青混凝土加铺层结构设计与施工质量控制
• 4.1 交通量预测
• 4.2 水泥混凝土路面沥青加铺层材料的设计
• 4.2.1 加铺层材料的设计理论探讨
• 4.2.2 宣广高速沥青加铺层材料配合比设计及性能试验
• 4.3 沥青加铺层设计
• 4.3.1 沥青加铺层结构设计的原则
• 4.3.2 五边形冲击技术或碎石化技术处理路面沥青加铺层设计
• 4.3.3 非冲压路面沥青加铺层设计
• 4.3.4 现设计标高与原路面标高高差不足时的沥青加铺层设计
• 4.3.5 对现有上跨桥段的沥青加铺层设计与处理技术
• 4.3.6 桥面沥青混凝土加铺设计
• 4.4 沥青加铺层路面的施工
• 4.4.1 设备
• 4.4.2 混合料的拌和
• 4.4.3 混合料的运送
• 4.4.4 混合料的摊铺
• 4.4.5 压实
• 4.4.6 接缝
• 4.4.7 侧缘石与平石
• 4.5 沥青面层铺设施工质量控制
• 4.5.1 加铺沥青层时应注意的问题
• 4.5.2 一般要求
• 4.5.3 允许误差
• 第五章 反射裂缝破坏机理与影响因素探讨
• 5.1 反射裂缝破坏机理
• 5.1.1 温度型反射裂缝
• 5.1.2 荷载型反射裂缝
• 5.2 反射裂缝发展过程
• 5.2.1 反射裂缝的起裂
• 5.2.2 反射裂缝的扩展
• 5.2.3 破裂阶段
• 5.3 反射裂缝的疲劳试验研究
• 5.3.1 温度荷载作用下反射裂缝的疲劳试验研究
• 5.3.2 疲劳荷载下沥青加铺层抗反射裂缝试验研究
• 5.4 关于沥青面层反射裂缝的一些其他结论
• 第六章 结束语
• 参考文献