水泥混凝土路面的维修与加宽技术研究

发布时间：2017-09-04 05:09

  本文关键词：水泥混凝土路面的维修与加宽技术研究

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【摘要】：随着交通运输业的迅猛发展,重载超载车辆增多,水泥混凝土路面承受的轴载越来越重,相当多的路面在使用几年后就出现了不同程度的损坏。水泥混凝土路面损坏后修复困难,维修成本高,养生时间长,维修期间交通干扰严重,此外随着交通量的不断增加,很多早期修建的水泥混凝土路面已不能满足当下交通量的需求,需进行加宽改造。本文依托G105河南省S325线至豫皖交界段公路改建工程,针对旧水泥混凝土路面病害的修补和旧路面加宽所涉及到的路面修补方案、新旧路面拼接技术、加宽部分路面板与基层之间应力吸收层对路面板受力的影响及其合适的铺设厚度、修补及加宽部分路面板材料性能、应力吸收层的材料的配合比及性能进行了研究。(1)对依托项目水泥混凝土路面的病害进行调查,并对路面裂缝断裂类病害的因素进行分析,发现重载交通及温度和荷载应力共同作用对混凝土面板的断裂影响很大。(2)提出了整板置换、局部置换和板角置换三种换板方式,并针对每种换板方式提出相应的判别标准。对于局部置换,置换长度应为板长的2/5~3/5。对于板角置换,采用等腰三角形修补,直角边边长不超过板宽的1/2,也不宜小于130cm。(3)新旧路面的拼接采用在旧面板板中设置横向拉杆,通过分析,缩小拉杆间距对面板的传荷效果没有太大改善,但对路面横向滑移有一定的约束作用;对面板的搭接宽度进行分析,结果表明搭接宽度30cm左右比较合适;在新加宽路面板和基层之间设置应力吸收层,研究表明其能有效改善路面板的受力状况,且厚度设置2cm~3cm比较经济合理。(4)对普通混凝土和钢纤维混凝土进行配合比设计,并对钢纤维混凝土和普通混凝土的性能进行试验研究,结果表明相同龄期钢纤维混凝土的抗折强度高出普通混凝土16.2%~20.3%,且当混凝土中钢纤维的体积率超过0.8%的时候,其强度增长不明显;钢纤维和减水剂对混凝土的强度,抗折模量和收缩性能有明显的改善。(5)根据应力吸收层的功能,研究YF型沥青混合料,将其空隙率控制在2%以内,油石比在6.5%~7.5%之间,其中YF-5型和YF-10型沥青混合料分别适应厚度为2cm和3cm的应力吸收层;提出应力吸收层组成材料的技术要求,通过冻融劈裂试验、常温等速拉伸试验和渗水试验说明应力吸收层具有良好的路用性能。(6)将以上的研究成果应用到依托工程中,实际应用效果良好。
【关键词】：水泥混凝土路面 ANSYS软件 换板 钢纤维混凝土 新旧路面拼接技术 加宽 应力吸收层 沥青混合料 性能试验
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.216
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 项目背景及研究目的意义11-12
• 1.2 国内外研究概况12-15
• 1.2.1 水泥混凝土路面修补材料研究概况12-14
• 1.2.2 旧水泥混凝土路面修补技术研究概况14-15
• 1.2.3 旧水泥混凝土路面加宽技术研究概况15
• 1.3 主要研究内容15-17
• 第二章 水泥混凝土路面的病害调查分析17-32
• 2.1 依托工程概况17-18
• 2.2 水泥混凝土路面破损状况调查分析18-31
• 2.2.1 水泥混凝土路面损坏类型及损坏程度划分标准18-22
• 2.2.2 路面的破损状况调查22-25
• 2.2.3 水泥混凝土路面损坏的影响因素分析25-31
• 2.3 本章小结31-32
• 第三章 水泥混凝土路面换板处治判别标准及维修技术研究32-43
• 3.1 换板修补的判别标准研究32-36
• 3.1.1 整板置换的判别标准32-34
• 3.1.2 局部置换的判别标准34-35
• 3.1.3 板角置换的判别标准35-36
• 3.2 换板维修方案研究36-39
• 3.2.1 换板修补方式36
• 3.2.2 板角修补尺寸的确定36-39
• 3.3 换板修补材料研究39-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 水泥混凝土路面加宽方案研究43-63
• 4.1 新旧路面结构拼接有限元模型44-47
• 4.2 新旧路面结构拼接方案的研究47-55
• 4.2.1 新旧路面搭接拉杆间距的影响47-48
• 4.2.2 新旧路面台阶搭接宽度分析48-55
• 4.3 应力吸收层功能分析55-61
• 4.3.1 应力吸收层铺设对路面板受力状况的影响分析55-60
• 4.3.2 应力吸收层功能分析60-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第五章 混凝土配合比及性能研究63-82
• 5.1 原材料的技术要求63-68
• 5.1.1 水泥63
• 5.1.2 集料63-66
• 5.1.3 拌和用水66-67
• 5.1.4 钢纤维67
• 5.1.5 外加剂67-68
• 5.2 普通水泥混凝土配合比设计68-73
• 5.2.1 确定基准配合比68-69
• 5.2.2 配合比参数的计算69-71
• 5.2.3 实验室配合比确定71-73
• 5.3 钢纤维混凝土的配合比设计73-76
• 5.3.1 钢纤维混凝土的要求73-74
• 5.3.2 配合比参数的计算74
• 5.3.3 实验室配合比确定74-76
• 5.4 混凝土性能试验研究76-81
• 5.4.1 混凝土的强度增长规律76-79
• 5.4.2 混凝土抗折弹性模量79
• 5.4.3 混凝土的收缩性能79-80
• 5.4.4 不同钢纤维掺量对混凝土强度的影响80-81
• 5.5 本章小结81-82
• 第六章 应力吸收层应用技术及功能研究82-90
• 6.1 YF型沥青混合料配合比设计82-86
• 6.1.1 YF型沥青混合料级配设计82-84
• 6.1.2 YF型混合料最佳沥青用量确定84-86
• 6.2 YF型沥青混合料性能检验86-89
• 6.2.1 冻融劈裂试验86-87
• 6.2.2 常温等速拉伸试验87-89
• 6.2.3 渗水试验89
• 6.3 本章小结89-90
• 第七章 研究成果在工程中的应用90-93
• 7.1 换板的修补90-91
• 7.2 新旧路面结合技术的应用91-92
• 7.3 使用效果分析92
• 7.4 本章小结92-93
• 结论与展望93-95
• 参考文献95-97
• 致谢97

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