水泥混凝土路面碎石化技术研究

论文摘要

碎石化是一种旧水泥混凝土路面破碎处治技术,在国外已有将近三十年的发展历史。在国内山东、浙江等省也较早地在水泥混凝土路面改造中应用了此项技术。它是利用专用破碎设备将旧水泥混凝土路面打碎、压稳后直接加铺沥青混凝土面层的施工方法。该方法不仅可以彻底解决加铺层的反射裂缝问题,而且具有经济、实用和高效的特点。镇江及江苏省有大量水泥混凝土路面大、中修工程,在国家提出资源节约、环境保护、科技创新战略前提下,研究、引用碎石化技术具有重要的现实意义和应用价值。论文依托S338镇江段K216+000～K218+200中修工程,对全场2.2公里路段进行碎石化试验研究。参照美国RMI合同有关技术参数,结合国内外公路工程的施工经验,研究水泥混凝土道路板块碎石化技术在镇江市公路“白改黑”改造中的施工与检测控制要点,总结出MHB碎石化设计、施工的普遍方法,并为该项技术在江苏省推广应用打好基础。论文从水泥混凝土路面破碎稳固技术入手,针对旧水泥混凝土路面加铺沥青层存在着严重的反射裂缝问题,研究分析了冲击压实、打裂压稳和碎石化破碎技术的防反作用以及破碎稳固的防反机理。通过对国内外碎石化理论及试验施工技术分析,提出了碎石化技术的应用条件及老路调查方法。根据试验路的调查和检测结果提出碎石化技术改造方案。为检测碎石化设计、施工效果,在研究过程中,针对碎石化技术的两大关键指标——水泥混凝土破碎尺寸和破碎后承载能力,进行碎石化试验设计。水泥板破碎后的颗粒大小参照《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）中相关要求进行检测;各结构层的几何尺寸等检测项目以《公路工程质量检测评定标准》（JT6 F80/1-2004）为依据;破碎后承载能力采用《公路路基路面现场测试规程》（JTJ059-95）中回弹弯沉试验方法（T095-95）和土基回弹模量试验方法（T0943-95）进行检测和分析。研究碎石化后沥青加铺层的结构设计方法,分析沥青加铺层防止反射裂缝和疲劳破坏的组合设计要求,以及LSPM和FDAC防止反射裂缝和疲劳破坏的关键技术,提出试验段沥青加铺层设计结果。通过研究,提出试验段水泥混凝土路面碎石化施工工艺及要点。包括破碎和碾压设备、碎石化施工工艺及过程以及相关准备工作及控制要求。为镇江水泥混凝土路面碎石化改造技术应用提供重要依据和参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 研究概述
• 1.1 研究背景
• 1.2 水泥混凝土路面碎石化技术应用现状
• 1.2.1 国外的应用现状
• 1.2.2 国内的应用现状
• 1.2.3 国内外研究存在的主要问题
• 1.3 研究的主要内容和技术路线
• 1.3.1 研究的主要内容
• 1.3.2 研究的技术路线
• 第二章 旧水泥混凝土面板破碎稳固技术研究
• 2.1 水泥混凝土路面破碎稳固的主要技术
• 2.2 冲击压实和打裂压稳技术
• 2.3 碎石化技术
• 2.4 破碎稳固的关键技术
• 2.4.1 破碎稳固技术的适用条件
• 2.4.2 水泥板破碎尺寸的要求
• 2.4.3 水泥路面破碎后承载能力
• 2.5 破碎稳固技术的防反机理
• 第三章 旧水泥混凝土路面调查和改造方案确定
• 3.1 试验段旧水泥混凝土路面状况调查
• 3.1.1 路基路面取芯情况
• 3.1.2 路面状况调查
• 3.1.3 路面现状评价
• 3.2 试验段改造方案确定
• 3.2.1 改造路段的确定
• 3.2.2 试验路段改造方案总体原则
• 3.2.3 试验路段改造方案拟定
• 3.2.4 试验路段改造方案比选
• 第四章 碎石化效果试验检测研究
• 4.1 碎石化试验设计
• 4.1.1 回弹弯沉试验
• 4.1.2 回弹模量（承载板法检测）
• 4.1.3 混凝土碎石化颗粒大小测试
• 4.1.4 各结构层的测定项目及标准
• 4.1.5 碎石化后粒料级配确定
• 4.1.6 数据采集方法
• 4.2 试验路各方案检测数据分析
• 4.2.1 几何尺寸及压实度情况
• 4.2.2 方案段强度对比
• 第五章 沥青加铺层结构设计方法研究
• 5.1 碎石化对沥青加铺层的一般要求
• 5.2 进一步防止反射裂缝的结构组合措施
• 5.3 进一步防止疲劳开裂的结构组合措施
• 5.4 应用LSPM防治碎石化加铺层反射裂缝的关键技术
• 5.4.1 LSPM的主要性能
• 5.4.2 LSPM配合比的确定
• 5.5 应用FDAC防止碎石化加铺层疲劳破坏的关键技术
• 5.5.1 FDAC的抗疲劳性能和主要影响因素
• 5.5.2 FDAC的配合比的确定
• 5.6 试验路段设计
• 第六章 碎石化施工工艺及要点
• 6.1 破碎和碾压设备
• 6.2 碎石化施工工艺及过程
• 6.2.1 试验区与试坑
• 6.2.2 破碎
• 6.2.3 压实
• 6.2.4 摊铺
• 6.3 相关准备工作及控制要求
• 6.3.1 排水系统
• 6.3.2 移除现存的沥青罩面和沥青修补
• 6.3.3 破碎混凝土路面的养护
• 6.3.4 锯缝
• 6.3.5 构造物的标记和保护
• 6.3.6 洒水防尘
• 6.3.7 维护交通
• 第七章 结论与展望
• 7.1 研究结论
• 7.2 需要进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢