施工现场装配式绿色道路路面板设计及关键结构研究

摘要

装配式钢纤维钢筋水泥混凝土临时拼装道路是用于施工现场供来往于临时施舍的车辆使用，该路面是采用混凝土预制板进行路面的铺设，混凝土板的浇筑、养护等工序在预制场内完成，在施工现场仅进行预制板的吊装及接缝处理。该路面具有开放交通快、养护成本低、对环境影响小、交通安全性高等优点，并且由于用于临时路面的预制板可循环利用，大大减少了资源以及成本浪费。但是，由于国内对此临时道路预制路面板的研究相对较少，尚未形成可指导实践的路面结构设计方法，为了给工程应用提供一定的理论依据，则需要研究出与实际应用相适应的预制混凝土路面板配合比设计以及临时道路结构设计的方法。
　　本文首先对钢纤维路面混凝土的原材料进行优选，设计合理的集料级配，提出了原材料技术要求;接着根据掺钢纤维路面混凝土配合比设计的基本要求，采用正交试验设计混凝土配合比，根据正交试验结果，利用极差计算法分析了不同影响因素对钢纤维路面混凝土的抗折抗压强度以及坍落度的影响，得到合理的配合比参数，再结合混凝土工作性试验研究结果，通过试验确定粉煤灰掺量为15％时钢纤维预制路面混凝土的配合比达到最优;最后在最优配合比的基础上，重点研究了水胶比以及粉煤灰掺量这两个因素对预制钢纤维混凝土的抗折强度、立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗冲击性能以及抗压弹性模量等力学性能的影响。
　　在试验研究的基础上，本文分析了装配式混凝土临时道路的结构层次，包括装配式路面对各结构层的要求以及路面板的模块大小（模数）、路面板的厚度设计、板的配筋设计等，并运用FLAC3D有限元软件对预制路面板的吊孔位置进行了分析，确定了当吊孔设置为距板边缘0.5m时预制路面板的受力达到最佳状态。总结出了可以方便快捷地应用于施工现场的临时道路路面结构体系，为今后的工程应用以及研究提供了可靠依据。并且本文对装配式混凝土临时道路的施工技术要求、可行性以及经济效益进行了分析。从结论可知，预制混凝土路面板的制作成本虽然高于现浇混凝土路面，但是由于预制混凝土路面板可循环利用，并且绿色环保，其综合效益高于现浇混凝土路面，所以其应用于施工现场是经济可行的。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内外绿色混凝土研究现状

1．2．2 国内外预制混凝土路面板的发展现状

1．3 本文研究内容和技术路线

1．3．1 本文研究内容

1．3．2 本文研究技术路线

第二章 原材料性能试验研究

2．1 水泥

2．2 粗集料

2．2．1 粗集料的技术性质

2．2．2 粗集料筛分试验

2．2．3 粗集料的合成级配

2．3 细集料

2．3．1 细集料技术性质

2．3．2 细集料的级配组成

2．4 粉煤灰

2．4．1 粉煤灰的技术性质

2．4．2 粉煤灰的作用机理

2．5 高性能减水剂

2．6 钢纤维

2．7 拌合水

2．8 本章小结

第三章 钢纤维路面混凝土配合比设计

3．1 配合比设计的基本要求

3．1．1 弯拉强度

3．1．2 工作性

3．1．3 耐久性

3．2 钢纤维路面混凝土配合比计算

3．2．1 配制弯拉强度

3．2．2 水灰(胶)比

3．2．3 砂率

3．2．4 单位用水量

3．2．5 单位水泥用量

3．2．6 钢纤维用量

3．2．7 砂石用量

3．3 钢纤维路面混凝土正交试验

3．3．1 试验参数选择

3．3．2 正交试验方案

3．3．3 试验结果及分析

3．4 掺粉煤灰钢纤维路面混凝土的配合比优化

3．4．1 粉煤灰对工作性的影响

3．5 本章小结

第四章 钢纤维路面混凝土力学性能试验研究

4．1 立方体抗压强度

4．1．1 试验方法

4．1．2 试验结果与分析

4．2 抗折强度

4．2．2 试验结果与分析

4．3 劈裂抗拉强度

4．3．1 试验方法

4．3．2 试验结果与分析

4．4 抗冲击性能

4．4．1 试验方法

4．4．2 试验结果与分析

4．4 抗压弹性模量

4．4．1 粉煤灰掺量对抗压弹性模量的影响

4．4．2 抗压弹性模量与立方体抗压强度的关系

4．5 本章小结

第五章 预制装配式路面结构设计研究

5．1 路面结构设计内容与要点

5．2 装配式钢纤维混凝土路面对各结构层的要求

5．2．1 面层

5．2．2 基层

5．2．3 垫层

5．2．4 路基

5．3 路面板厚度、大小(模数)及配筋设计

5．3．1 预制钢纤维路面板模块大小设计

5．3．2 预制钢纤维路面板厚度设计

5．3．3 预制钢纤维路面板配筋设计

5．4 预制钢纤维钢筋混凝土路面板吊孔位置分析

5．4．1 FLAC 3D简介

5．4．2 软件的求解过程

5．4．3 计算模型和参数的选取

5．4．4 荷载应力计算以及分析

5．5 本章小结

第六章 装配式临时道路施工技术要求及可行性分析

6．2．1 装配式水泥混凝土道路路基施工

6．2．2 装配式水泥混凝土路面基层施工

6．2．3 土工格栅的铺设

6．2．4 装配式水泥混凝土路面面层施工

6．3 装配式临时路面板可行性分析

6．3．1 经济可行性分析

6．3．2 社会效益分析

6．4 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 主要研究结论

7．2 进一步展望

致谢

参考文献

在校期间发表的论文及取得的科研成果