旧水泥混凝土路面碎石化技术在广西平百公路上的应用研究

论文摘要

为解决旧水泥混凝土路面传统大修方法存在诸多问题,如废弃大量的水泥混凝土板造成环境污染和土地资源的浪费以及产生反射裂纹等,国内外相关技术人员作了不懈的探索研究,形成了旧水泥混凝土的碎石化技术。国外工程实践证明,碎石化技术用来消除反射裂纹是比较成功的。我国从本世纪初引进外国设备,并自主开发了HB4000-Ⅱ型多锤头破碎设备,在几个工程中作相应试验取得了一定的经验。但由于该项研究尚在起步阶段,还有许多问题需要解决,所以通过工程应用对碎石化技术进一步研究具有重大意义。本文以广西平果至百色二级公路旧水泥混凝土路面改造工程为依托对碎石化开展了以下研究。总结了HB4000-Ⅱ型多锤头破碎机械的工作原理、施工特点,破碎后混凝土块径及裂纹分布特点；分析了碎石化层结构强度形成原理,阐述了碎石化技术消除反射裂纹的原因。在工程应用中,首先调查了旧水泥混凝土路基、路面状况。根据路面状况和碎石化技术特点确定了可碎石化施工的路段；在碎石化施工中进一步丰富了施工工艺,提出了碎石化施工质量控制及检验方法；对碎石化后加铺层进行分析得到合理的路面组合和路面结构。碎石化技术在平百路上应用表明：与冲击压实设备相比,多锤头机械设备破碎压实后强度更为均匀、碎化后碎块粒径适中更利于减少反射裂纹。一般情况下,碎石化技术是旧水泥混凝土路面大修方案的合理选择。碎石化技术要求旧路基具备一定的强度和稳定性。施工中应以破碎颗粒粒径和破碎后路顶面强度作为质量控制指标。一般而言,控制顶面强度比控制粒径更重要,但施工现场以粒径控制为主；对于顶面强度存在的不均匀性,应通过提高加铺层设计的安全系数来解决强度差较大带来的质量隐患。广西平百路旧水泥路面改造的整个工程实践证明,碎石化技术能有效地减缓反射裂缝的发展。该项技术施工工艺简单、造价低,就地再生利用旧路面可减少环境污染,节约土地及矿产资源,体现了可持续发展观。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的意义
• 1.2 碎石化技术的国内外应用研究现状
• 1.2.1 碎石化技术在国外的应用研究现状
• 1.2.2 混凝土路面碎石化技术在国内的应用研究现状
• 1.2.3 碎石化技术应用中存在的主要问题
• 1.3 研究的主要内容、技术路线
• 1.3.1 研究的主要内容
• 1.3.2 研究的技术路线
• 第二章 水泥混凝土路面破损状况评价及养护维修对策
• 2.1 水泥混凝土路面破损形式及形成原因
• 2.2 水泥混凝土路面状况的评价方法
• 2.2.1 路面破损状况评价方法
• 2.2.2 结构承载能力评价指标和方法
• 2.2.3 板底脱空评价指标和方法
• 2.2.4 路面行驶质量的评价
• 2.2.5 路面抗滑能力的评价
• 2.3 水泥混凝土常见病害的养护维修措施
• 2.4 小结
• 第三章 旧水泥混凝土路面碎石化技术及质量控制方法
• 3.1 旧混凝土路面碎石化设备简介
• 3.1.1 MHB型碎石化设备及基本技术参数
• 3.1.2 HB4000-Ⅱ型多锤头破碎机
• 3.1.3 Z型钢轮压路机
• 3.1.4 振动钢轮压路机
• 3.2 MHB BADGER BREAKER破碎机械的使用条件
• 3.2.1 MHB的使用前提
• 3.2.2 MHB破碎对排水的要求
• 3.2.3 MHB对土基和基层的要求
• 3.3 水泥混凝土碎石化技术特点
• 3.4 多锤头碎石化机理
• 3.4.1 冲击波的传播形式和路径
• 3.4.2 波动在介质中的传播规律
• 3.4.3 多锤头破碎机破碎原理
• 3.5 碎石化结构层的强度形成机理
• 3.6 碎石化层质量控制
• 3.6.1 碎石化后的粒径范围
• 3.6.2 碎石化后顶面的当量回弹模量
• 3.7 本章小结
• 第四章 碎石化技术在平百路旧水泥混凝土路面改造中的应用研究
• 4.1 平百路旧水泥混凝土路面改造项目概况
• 4.1.1 平百路路面破损状况
• 4.1.2 平百路现有路面结构类型
• 4.2 平百路旧水泥混凝土路面状况调查内容
• 4.3 旧水泥混凝土路面技术状况调查结果与评价
• 4.4 平百路旧水泥混凝土路面历次改造方案及效果
• 4.4.1 局部修复的应用及利弊分析
• 4.4.2 直接加铺法的应用情况及利弊分析
• 4.4.3 拆除加铺法的应用范围及利弊分析
• 4.5 旧水泥混凝土碎石化技术在平百路路面改造中的应用
• 4.5.1 多锤头碎石化工艺适用范围
• 4.5.2 平百路旧砼路面碎石化处治后路面结构设计情况
• 4.5.3 多锤头碎石化施工工艺
• 4.5.4 破碎后的质量检测及分析
• 4.5.5 改造后路面使用效果
• 4.6 多锤头破碎技术应用中应注意的问题
• 4.7 旧水泥混凝土路面碎石化技术寿命周期费用分析
• 4.8 小结
• 第五章 结论
• 5.1 本论文主要研究结论
• 5.2 需要进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 在校期间发表的论著及取得的科研成果