连续配筋混凝土复合式路面（CRC+AC）层间结合与施工关键技术研究

论文摘要

CRC+AC连续配筋混凝土复合式路面结构是将连续配筋混凝土板的高强度与沥青混凝土面层的行车舒适性相结合的一种新型复合式路面结构。CRC作为刚性基础,主要起承重作用,表面AC层主要起功能层作用。连续配筋混凝土复合式路面结构整体强度高、使用寿命长、维修费用小,是重载交通长寿命路面结构的发展方向之一。而CRC层与AC层之间的粘结层对于整个复合式路面结构来说又起着至关重要的作用,所以对连续配筋混凝土复合式路面粘结层进行层间剪切应力分析、提高粘结层性能是该类型复合式路面需要重视和解决的问题,本论文旨在国内外已有的研究基础上,从理论、试验以及现场施工方面对连续配筋混凝土复合式路面粘结层进行研究。本文以常吉高速公路CRC+AC连续配筋混凝土复合式路面试验路工程为依托,根据连续配筋混凝土复合式路面粘结层结构特点,围绕层间剪切应力分析、层间抗剪切材料性能、层间抗剪切强度室内试验、基于层间剪应力指标的沥青面层结构设计以及CRC+AC层间粘结层施工关键技术等方面的研究工作,形成了较为系统的研究成果。采用ANSYS软件分析不同因素条件的变化对粘结层在y方向（荷载前进方向）最大剪切应力τymax的影响规律;自行加工用于连续配筋混凝土复合式路面粘结层不同掺量的SBS+CRM复合改性沥青,并进行三大指标和Brookfield旋转粘度计粘度试验试验,使用自行开发设计的层间斜剪试验仪、层间直剪试验仪测试了不同掺量SBS+CRM复合改性沥青等结合料粘结层,在不同界面条件、沥青用量以及不同温度下的剪切应力,得出SBS+CRM复合改性沥青最佳用量,确定SBS+CRM掺配比例为10%+6%组合为最佳掺配比例;对CRC+AC连续配筋混凝土复合式路面结构进行基于层间剪应力指标的沥青面层厚度设计,由层间斜剪试验仪试验结果作为层间界面粘结材料的容许剪应力,由回归公式确定沥青面层厚度;通过修筑常吉高速公路试验路段,从保证高粘度复合改性沥青粘结层施工质量的角度出发,对材料质量、施工技术、工艺进行了探讨和分析,并提出了一些措施和建议,成功解决了SBS+CRM复合改性沥青粘结层施工中的一些关键技术问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 项目研究背景与意义
• 1.2 国内外研究状况综述
• 1.2.1 国内研究概况
• 1.2.2 国外研究概况
• 1.3 本文主要研究内容及技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 连续配筋混凝土复合式路面层间剪切应力分析
• 2.1 CRC＋AC 连续配筋混凝土复合式路面结构有限元模型
• 2.1.1 CRC 板有限元模型
• 2.1.2 混凝土层模型的建立
• 2.1.3 其它结构层模型的建立
• 2.2 CRC＋AC 结构层间剪切应力有限元分析
• 2.2.1 计算参数
• 2.2.2 参数影响规律分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 SBS+CRM 复合改性沥青性能试验
• 3.1 原材料性能
• 3.2 复合改性沥青的制备
• 3.3 复合改性沥青的性能试验
• 3.3.1 针入度试验及结果分析
• 3.3.2 软化点试验及结果分析
• 3.3.3 延度试验及结果分析
• 3.3.4 旋转粘度试验及结果分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 连续配筋混凝土复合式路面层间剪切试验
• 4.1 层间试验仪器开发
• 4.1.1 层间斜剪试验仪
• 4.1.2 层间层间直剪试验仪
• 4.2 试件的制备
• 4.2.1 水泥混凝土基底制作
• 4.2.2 粘结层的制作
• 4.2.3 沥青混凝土面层的制作
• 4.3 剪切仪试验过程
• 4.3.1 层间斜剪试验仪试验步骤
• 4.3.2 层间直剪试验仪剪切试验步骤
• 4.4 剪切仪试验结果分析
• 4.4.1 粘结层沥青用量及基底试件表面情况的确定
• 4.4.2 层间斜剪试验仪与直接剪切仪试验结果对比分析
• 4.4.3 复合改性沥青粘结层试验结果对比分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于层间剪应力指标的沥青面层结构设计
• 5.1 沥青混凝土面层结构厚度设计
• 5.1.1 一般要求
• 5.1.2 CRC+AC 层间界面结构与材料
• 5.2 基于层间剪应力指标的沥青面层厚度设计模式
• 5.2.1 层间界面抗剪设计状态
• 5.2.2 层间界面容许剪应力与抗剪强度
• 5.2.3 沥青面层厚度设计
• 5.3 本章小结
• 第六章 CRC+AC 复合式沥青路面施工关键技术研究
• 6.1 连续配筋混凝土路面施工
• 6.2 CRC 表面的祼化处理技术
• 6.3 CRC+AC 层间粘结层施工关键技术
• 6.3.1 基本要求
• 6.3.2 施工要求
• 6.3.3 施工注意事项
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论及展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间公开发表的论文目录及参加的科研项目