旧水泥混凝土路面再生利用及拓宽技术研究.pdf

东南大学
博士学位论文
旧水泥混凝土路面再生利用及拓宽技术研究
姓名:肖益民
申请学位级别:博士
专业:道路与铁道工程
指导教师:黄晓明
20091009
旧水泥混凝土路面再生利用及拓宽技术研究摘要研究生:肖益民导师:黄晓明学校名称:东南大学旧水泥混凝土路面改造是公路工程领域内的一大技术难题,从总体趋势看,再生利用型技术是发展的主流方向。然而,目前应用中存在应用标准混乱、应用条件难以界定等问题,给技术方案选择带来不确定因素,加之不少改造工程有拓宽要求,使得改造中路面结构选用困难,技术难度大幅度增加。再生利用技术可分为:材料再生和结构再利用两种类型。其中,材料再生以旧水泥混凝土路面集料再生技术为代表,而结构再利用则主要以冲击压实和碎石化为代表。通过分析各技术的适用条件和特点,给出了材料再生与结构再利用的关键标准是基层和路基状况,,否则进行材料再生,进一步以公路等级和路基殖逖购退槭氖视梅段А结合合宁路工程集料再生应用,对再生集料的性能进行了室内试验研究,主要集中在:再生集料的性能指标、再生集料作水稳基层主料时的性能、再生集料作级配碎石主料时的性能等三个方面,通过试验提出了再生集料的应用控制指标与标准。新加宽路基作为附加荷载作用于老路路肩上,新老路基出现不同程度的竖向和水平方向的位移,容易造成路基路面的破坏。采用有限元方法对路基拼接后的路基表面和地表的变形特性进行研究,得出加宽路基填筑引起的路基表面差异沉降曲线,并与现场实测数据进行对比分析。随后分析了加宽路基几何参数矶群透叨、加宽路基填料性质斩群椭囟、地基性质斩等因素以及土工格栅的应用对加宽变形的影响。随后分析了新老路面在差异沉降影响下的受力状况以及加宽结合部在行车荷载作用下的受力情况分析,为结构组合优化提供理论基础。对高等级公路拓宽工程必须采取有效的措施,减小路基的差异沉降,满足设计要求,路基的处治措施主要有:提高新路基的压实度、采用新型路基材料、路基结合部开挖台阶、铺设土工格栅等。结合合宁高速公路改扩建工程,以设计路面结构为基础,拟定了旨悠探峁购种加宽结构,分析了在拟合的差异沉降曲线下路面结构的受力状况,对比旧板块带裂缝直接加铺,以结合部最不利受力为标准,明确了拓宽情况下路面结构组合优化的基本原则。然后进行了
路面结构组合的优化分析,通过不同结构组合的受力分析对比,确定了冲压和碎石化合理的控制要求,提出了结构再利用时的加铺结构组合优化要求,结合拓宽、加铺两方面的结构组合优化原则,提出了碎石化后加宽加铺的路面结构优化方案。最后,针对施工中旧路基开挖情况下的交通安全问题进行研究,提出了安全控制交通的标准曲线,更好保证施工期安全。关键词:水泥混凝土路面;路面改造;拓宽;再生利用;结构组合;再生集料
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期:啦/研究生签名:壶纽东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明研究生签名:导师签名:本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布刊登畚牡娜ú炕虿糠帜谌荨B畚牡墓ú包括刊登谌ǘ洗笱а芯可喊炖怼
第一章概述问题的提出本文以合戏——宁暇高速公路改扩建工程为依托,重点围绕其旧水泥混水泥混凝土路面是公路路面结构重要型式之一,与沥青路面相比,其最突出的优点是使用寿命长,初期维修养护费用低。但这些优点在我国目前的公路交通条件下,却因为其对重载超载更敏感而不复存在。我国上世纪九十年代建成的很多二级及其以上公路水泥混凝土路面都已进入大修改造期,每年的工程建设任务和压力巨大,而相应的改造技术方案目前呈现出多元化的趋势,相关技术的研究进展程度不一,面向实际工程时,还没有一套针对旧路不同实际状况提出的系统技术体系。这种状况可能导致我国目前的公路旧水泥混凝土路面改造具体工程存在以下技术风险:际跆逑挡煌暾赡芏圆煌木陕纷纯霾捎玫ヒ桓脑旒际酰陕纷试蠢寐实或技术应用效果差:悠痰穆访娼峁股柚貌缓侠恚侣访娼峁故褂媚晗匏醵袒蛟缙诓『ρ现亍以上两个问题都会带来经济上的极大浪费,也会给公路