旧水泥混凝土路面加铺沥青层路面结构研究

论文摘要

在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层,能有效改善旧水泥混凝土路面的使用性能,同时具有施工方便,进度快,对交通环境的影响小,沥青面层易于维修养护等优点,现在己成为改善水泥混凝土路面使用性能,延长路面服务年限的一项常用措施。但是,水泥混凝土面板中的原始裂(接)缝,使得沥青加铺层在行车荷载和温度荷载共同作用下很容易出现反射裂缝,这对修复后的路面使用寿命产生很大的负面影响。尽管我国己开展了这方面的试验和研究,但至今还没有提出成熟的加铺设计方案。因此继续开展旧水泥混凝土路面上加铺沥青层路面结构层性能的研究,是非常必要的。本文依托高界高速公路旧水泥混凝土路面的改造加铺工程,通过现场调查、了解原水泥混凝土路面的面板破损状况,对路面结构进行评价;在详细分析路面的破坏原因后,采取与之相适应的处理方法,本项目主要采用的冲击压实和灌浆修复技术。针对不同的处理方法,测量处理前后的路面弯沉和承载力,分析评价处理方法的合理性。本文利用ANSYS有限元计算程序分析了沥青加铺层在车辆荷载作用下的应力状态。分析了沥青层模量,沥青层厚度以及混凝土层模量对沥青加铺层力学状况的影响,同时验证了试验路段加铺层设计方案的合理性。为以后相类似的水泥混凝土路面的维修和改建提供一些有益的经验和借鉴。沥青混合料类型与配合比设计方法,主要是以提高抗剪强度为重点的,适用于改建工程。在选择沥青路面表面层的材料时,考虑到其结构强度、表面功能和总的成本效益,采用SMA沥青玛蹄脂碎石。施工质量控制也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,才能保证达到路面验收质量标准。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外水泥混凝土路面改建现状、水平和发展
• 1.1.1 水泥混凝土路面改建现状
• 1.1.2 水泥混凝土路面改建关键技术
• 1.1.3 水泥混凝土路面加铺沥青常用设计方法
• 1.2 工程背景
• 1.2.1 原有路面现状
• 1.2.2 改建设计标准
• 1.3 本文主要研究内容、方法以及目标
• 1.3.1 本文主要研究内容
• 1.3.2 本文主要研究、试验方法和技术路线
• 1.3.3 本文主要研究目标
• 1.4 达到的科学技术水平、经济、社会效益及其推广应用范围
• 第二章 旧水泥混凝土路面质量状况调查与分析
• 2.1 旧水泥混凝土路面概况
• 2.2 旧水泥混凝土路面破损状况调查
• 2.2.1 路面破损状况调查
• 2.2.2 路面结构承载能力调查
• 2.2.3 交通状况
• 2.2.4 路基和路面排水状况
• 2.2.5 路面修建和养护历史
• 2.3 旧水泥混凝土路面的主要处治方法
• 第三章 原水泥混凝土路面处理
• 3.1 原水泥混凝土路面状况及分段处理情况
• 3.2 冲压段水泥混凝土路面处理
• 3.2.1 冲击压实原理
• 3.2.2 冲击压实技术关键问题研究
• 3.2.3 冲击压实过程中的质量控制
• 3.2.4 冲击压实过程中其他注意事项
• 3.2.5 冲击压实试验段试验结果分析
• 3.3 直铺段水泥混凝土路面处理
• 3.3.1 灌浆处治原理
• 3.3.2 灌浆施工关键技术
• 3.3.3 灌浆质量检测方法
• 3.3.4 灌浆试验段结果分析
• 3.4 下挖段水泥混凝土路面处理及局部板块病害处理
• 3.4.1 下挖段路面处理
• 3.4.2 局部板块病害处治
• 第四章 沥青混凝土加铺层结构设计与评价
• 4.1 沥青加铺层设计方案
• 4.1.1 冲击破碎处理后的原水泥路面加铺沥青
• 4.1.2 挖除原路面后重铺路面
• 4.1.3 修复原水泥路面直接加铺沥青
• 4.1.4 特殊路段的路面结构
• 4.2 沥青加铺层层底拉力验算
• 4.3 运用有限元程序分析评价沥青加铺层
• 4.3.1 基本假设和模型的建立
• 4.3.2 材料强度的几种理论
• 4.3.3 沥青加铺层的厚度对荷载应力的影响分析
• 4.3.4 沥青加铺层的弹性模量对荷载应力的影响分析
• 4.3.5 水泥混凝土层的弹性模量对荷载应力的影响分析
• 第五章 沥青混合料设计
• 5.1 原材料选择与实验
• 5.1.1 沥青
• 5.1.2 其他材料
• 5.2 SMA-13 型沥青玛蹄脂碎石配合比
• 5.3 AC-20C 型沥青混凝土配合比
• 5.4 AC-25 粗粒式沥青混凝土配合比
• 第六章 施工质量控制及验收标准
• 6.1 沥青加铺层路面的施工
• 6.1.1 设备
• 6.1.2 混合料的拌和
• 6.1.3 混合料的运送
• 6.1.4 混合料的摊铺
• 6.1.5 压实
• 6.1.6 接缝
• 6.2 沥青面层铺设施工质量控制
• 6.2.1 材料检测
• 6.2.2 施工过程质量检查
• 6.3 施工验收标准
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文