高速公路服务区新建UTW路面设计及应用研究

论文摘要

高速公路服务区交通量小,而且车辆频繁启动和制动,对路面施加比较大的水平力。这些特征比较符合超薄水泥混凝土路面的适用范围。因此本文开展了UTW路面在高速公路服务区新建路面工程中的设计及应用研究。1、利用有限元计算分析UTW水泥混凝土、AC层、水稳层的厚度、模量及面板平面尺寸对UTW路面板底弯弯拉应力的影响。计算发现,水泥混凝土影响最大。基于计算分析结果,建立了板底弯拉应力计算方程,利用该方程设计UTW路面结构设为10cm水泥混凝土+8cmAC20沥青混合料+18cm水泥稳定碎石+18cm水泥稳定碎石,板平面尺寸为1.2m。2、通过开展室内试验,测定不同组成的UTW水泥混凝土的抗压、抗弯拉强度及模量,分析研究超细粉煤灰、纤维等对改善水泥混凝土性能的贡献。试验发现,超细粉煤灰能改善了水泥混凝土的抗裂性能、耐久性能及后期强度,综合考虑确定UFA最佳掺量为25%;纤维因其加筋效应对提高水泥混凝土的韧性和弯拉强度、降低模量有着较大贡献,经试验确定其最佳掺量为0.9kg/m3。3、通过直接剪切试验和拉拔试验测定UTW层和AC层的层间抗剪能力和抗拉拔能力,同时结合防水效果及施工可行性确定综合效果最佳的UTW路面层间处理方法为“改性沥青+13kg/m2的13.2mm玄武岩+轻压”。最后将上述研究成果应用于河北省张承高速公路崇礼服务区建设,目前使用状况良好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 论文主要研究内容
• 1.4 论文研究实施方案
• 第二章 新建UTW 路面结构设计
• 2.1 UTW 路面结构计算分析模型及计算软件
• 2.2 UTW 路面结构影响变化规律分析
• 2.3、UTW 路面结构设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 新建UTW 路面结构材料组成设计
• 3.1 UTW 水泥混凝土材料组成设计
• 3.2 AC 沥青层材料组成设计
• 3.3 本章小结
• 第四章 新建UTW 结构路面层间结合性能研究
• 4.1 层间性能研究实验方案
• 4.2 层间性能研究试验方法
• 4.3 层间性能研究试验结果对比分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 新建UTW 结构路面试验路施工研究
• 5.1 试验路层间结合施工技术
• 5.2 试验路接缝处治施工技术
• 5.3 新建 UTW 结构路面试验路现场施工
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论和展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 进一步研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间发表的论文目录
• 附录B 攻读学位期间参与的科研项目
• 文献综述
• 参考文献
• 详细摘要