山西省旧水泥混凝土路面加铺沥青路面技术研究

论文摘要

山西省作为全国的产煤大省,超载、超限运输现象十分普遍,对公路的破坏相当严重,很多水泥混凝土路面发生破损,面临着补强、大修。在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层是一种有效恢复水泥路面使用功能的一种大修和改建手段,在山西省旧水泥混凝土路面改建工程中应用的比较广泛,但是在加铺层中迅速发展起来的反射裂缝严重影响了加铺层的使用功能和寿命,因此找到符合山西省实际的旧水泥混凝土路面加铺沥青路面技术来防止和延缓沥青加铺层反射裂缝的发生与发展仍然是山西省旧水泥混凝土路面改建工程面临的一项难题。采用何种防止反射裂缝的技术,应根据旧水泥混凝土路面的状况来选择。本文以G307国道晋祠～夏家营K578+724～K586+306段路面状况调查为例,说明了旧水泥混凝土路面状况调查与评定方法,并且对山西省部分需维修、改建的旧水泥混凝土路面状况进行了调查与评定。超限运输是使路面发生破坏的一个重要原因,加速了山西省旧水泥路面沥青加铺层反射裂缝的发生与发展,本文对山西省公路超限运输现状进行了调查,并分析了超限运输对沥青路面的影响。本文结合山西省旧水泥混凝土路面状况以及超限运输情况,提出了四种加铺技术:铺设玻璃纤维格栅、设置应力吸收层、设置大粒径沥青混合料裂缝缓解层和混凝土破碎技术,通过ANSYS有限元方法,对四种技术进行了分析。根据山西省实际,结合ANSYS有限元的分析结果,提出了旧水泥混凝土路面碎石化技术,并以G307国道晋祠～夏家营段路面改造工程为例,阐述了碎石化技术在旧水泥混凝土路面加铺沥青路面工程中的应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外相关领域研究概况
• 1.2.1 加铺层结构的设计方法
• 1.2.2 反射裂缝产生的机理
• 1.2.3 防止反射裂缝的措施
• 1.3 本文研究的主要内容
• 2 旧路状况调查与评定
• 2.1 路面破损状况调查与评定
• 2.1.1 路面破损类型
• 2.1.2 路面状况指数
• 2.1.3 断板率
• 2.1.4 路面破损状况评定
• 2.2 接缝传荷能力调查与评定
• 2.3 旧混凝土路面结构参数调查
• 2.3.1 水泥混凝土板的厚度
• 2.3.2 水泥混凝土弯拉强度
• 2.3.3 水泥混凝土弯拉弹性模量
• 2.3.4 水泥混凝土路面基层当量回弹模量
• 2.4 山西省部分旧水泥路面状况调查与评定
• 2.5 本章小结
• 3 山西省超限运输现状及对路面影响分析
• 3.1 山西省公路超限运输分析
• 3.1.1 山西省公路煤炭运输的特点
• 3.1.2 超限运输状况
• 3.1.3 超限运输典型交通特征
• 3.2 超限运输的轴载换算
• 3.2.1 我国沥青路面轴载换算方法
• 3.2.2 超限的轴载换算方法
• 3.3 超限运输对沥青路面的影响
• 3.4 本章小结
• 4 沥青加铺技术及有限元分析
• 4.1 沥青加铺技术
• 4.1.1 玻璃纤维土工格栅
• 4.1.2 应力吸收层
• 4.1.3 大粒径沥青混合料裂缝缓解层
• 4.1.4 混凝土破碎技术
• 4.2 ANSYS有限元模型与参数的选择
• 4.2.1 有限元方法及ANSYS软件简介
• 4.2.2 模型的建立与参数的选择
• 4.2.3 加载位置
• 4.2.4 应力分析的内容
• 4.3 加铺层应力的有限元分析
• 4.3.1 各种加铺技术防止反射裂缝能力分析
• 4.3.2 不同轴载对各种加铺结构层应力影响
• 4.3.3 基础模量对各种加铺结构层应力影响
• 4.3.4 接缝传荷能力对各种加铺结构层应力影响
• 4.3.5 破碎后新铺基层厚度对加铺层应力影响
• 4.4 各种加铺技术造价比较
• 4.5 本章小结
• 5 碎石化技术的应用
• 5.1 碎石化技术的概念
• 5.2 常用的混凝土路面破碎设备
• 5.2.1 门式破碎机
• 5.2.2 共振式破碎机
• 5.2.3 多锤头碎石化设备
• 5.3 MHB碎石化技术原理
• 5.4 MHB碎石化技术的优点
• 5.4.1 有效防止反射裂缝
• 5.4.2 施工速度快
• 5.4.3 冲击能可控
• 5.4.4 扰民少
• 5.5 碎石化技术的适用范围
• 5.6 工程实例
• 5.6.1 工程概况
• 5.6.2 碎石化前的准备工作
• 5.6.3 碎石化施工工艺流程
• 5.6.4 碎石化施工控制与注意事项
• 5.6.5 加铺层结构选择
• 5.6.6 加铺层结构材料组成设计
• 5.6.7 加铺层施工质量控制
• 5.7 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢