低等级公路碾压混凝土路面结构设计研究

摘要

碾压混凝土是一种低水胶比、低收缩、高抗折强度，施工时需要振动碾压成型的混凝土。其主要特点是节约水泥、施工速度快，而且不需要模板，造价低等，因此，碾压混凝土适合修筑低等级公路路面。合理的路面结构是保证道路路面耐久性的重要保证。本文依托四川省苍溪县科技项目《农村公路碾压混凝土路面研究》，对低等级公路碾压混凝土路面结构进行研究。
　　采用有限元方法，建立低等级公路碾压混凝土路面荷载应力模型和温度应力模型，应用Midas FEA三维有限元软件模拟道路受到的车辆荷载和温度应力，分析面层厚度、面层模量、基层模量、基层厚度和土基模量等对温度应力和荷载应力的影响规律。通过极差分析方法，得到各个设计参数对荷载应力和温度应力影响的大小，提出碾压混凝土路面荷载应力和温度应力计算公式。在路面应力分析的基础之上，选择不同的基层形式，分别计算分析设计参数对面层厚度的影响。根据低等级公路修筑时就地取材的原则，分别设计在中、轻交通量下，以级配碎石和水泥稳定碎石为基层的两种低等级公路碾压混凝土路面典型结构。结合低等级公路的路面结构特点，从碾压混凝土材料特性出发，重点研究碾压混凝土抗折强度、抗折弹性模量和干缩性能对路面结构设计的影响。
　　研究砂率和单位体积用水量对碾压混凝土稠度的影响，提出路面碾压混凝土施工工艺和需要注意的问题。同时研究碾压混凝土施工关键技术，包括:碾压混凝土工作性的控制、平整度的控制、施工缝的处理以及路面养生和开放交通的问题，以便为碾压混凝土路面的施工提供参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状与发展趋势

1．2．1 国外研究状况

1．2．2 国内研究现状与发展动态

1．3 本文研究内容

第二章 碾压混凝土路面结构应力分析

2．1 有限元理论与Midas FEA软件

2．2 路面荷载应力分析

2．2．1 路面设计理论和力学模型

2．2．2 最不利荷载位置

2．2．3 板底最大弯拉应力影响因素分析

2．2．4 试验结果分析

2．3 温度应力分析

2．3．1 碾压混凝土路面温度场模型

2．3．2 温度梯度确定

2．3．3 温度参数对面板翘曲应力的影响

2．3．4 试验结果分析

2．4 本章小结

第三章 低等级公路碾压混凝土路面结构组合设计

3．1 低等级公路典型横断面组成

3．2 低等级碾压混凝土路面结构的特点

3．2．1 路面结构组合

3．2．2 基层

3．2．2 接缝

3．3 碾压混凝土路面板厚度计算流程

3．4 路面结构组合设计参数分析

3．4．1 应力折减系数

3．4．2 交通量

3．4．3 碾压混凝土弯拉弹性模量

3．4．4 基层厚度和回弹模量

3．4．5 路基回弹模量

3．5 路面厚度计算分析

3．5．1 路面结构计算

3．5．2 计算结果分析

3．6 低等级公路碾压混凝土典型路面结构

3．7 本章小结

第四章 碾压混凝土路面材料组成设计

4．1 原材料性能及配合比设计方法

4．1．1 原材料性能试验

4．1．2 碾压混凝土配比设计研究

4．2 碾压混凝土抗折强度

4．2．1 抗折强度试验

4．2．2 试验结果分析

4．3 碾压混凝土弯拉弹性模量

4．3．1 弯拉弹性模量试验

4．3．2 试验结果分析

4．4 碾压混凝土干缩特性

4．4．1 碾压混凝土干缩试验

4．4．2 试验结果分析

4．5 本章小结

第五章 碾压混凝土路面施工质量控制

5．1 碾压混凝土生产过程控制

5．1．1 原材料

5．1．2 碾压混凝土

5．1．3 称量设备检定

5．2 施工过程控制

5．3 施工控制要点

5．3．1 稠度的控制

5．3．2 平整度的控制

5．3．3 施工缝的处理

5．3．4 压实度

5．3．5 特殊天气施工

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 本文主要成果与结论

6．2 本文主要创新点

6．3 有待进一步研究的问题

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果