【博士】旧水泥混凝土路面再生利用及拓宽技术研究

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内容简介

　　 学科专业：道路与铁道工程　　 授予学位： 博士 　　 学位授予单位：东南大学　　 学位年度：2009　　 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，提出以基层裂缝间距大于等于40cm和路基CBR大于等于1．5为其分界，满足要求则进行结构再利用，否则进行材料再生，进一步以公路等级和路基CBR划分冲压和碎石化的适用范围。　　 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(宽度和高度)、加宽路基填料性质(刚度和重度)、地基性质(刚度)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6种加铺结构和3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。　　　　 共107页

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