斜向预应力水泥路面滑动层关键技术研究

摘要

斜向预应力水泥路面以其承载能力大、接缝少、耐久、可连续施工等优良特性成为“安全、舒适、环保、经济”的新型长寿命路面之一,具有广阔的发展应用前景。如何减少斜向预应力水泥路面的预应力损失及路面板内温度应力,实现超长路面板的铺设,铺设满足斜向预应力水泥路面板结构要求的滑动层是有效的解决措施之一。
　　设置滑动层在国家标准规范中已有体现,但对其研究应用并不多。在工程中实践中,滑动层主要应用于装配式水泥混凝土路面、预应力水泥混凝土路面、CRTSⅡ型板式无砟轨道体系、及大面积整板基础的底板等。不同结构类型对滑动层有不同的要求,目前对于斜向预应力水泥路面滑动层,没有成熟的施工经验可借鉴,并且对滑动层设计、施工及验收也无统一标准。
　　本课题通过理论分析与试验研究相结合的方法,对斜向预应力路面滑动层材料类型和结构参数、滑动层摩擦系数对斜向预应力路面板结构的影响、基层类型对滑动层摩擦系数的影响、及滑动层的铺筑工艺进行了详细深入的研究。
　　本研究依据Amonton定律,设计研发了“斜向预应力水泥路面滑动层摩擦系数测试仪”。运用ABAQUS有限元分析法,及解析计算方法,分析了滑动层对斜向预应力水泥路面板结构受力的影响,得出了斜向预应力水泥路面结构受力对滑动层摩擦系数的要求。运用自行设计研发的“斜向预应力水泥路面滑动层摩擦系数测试仪”,对六种不同材料类型的滑动层进行了详细深入的室内试验研究,得出了斜向预应力水泥路面最优的滑动层结构参数及材料类型。同时在三种常见的斜向预应力水泥路面基层上,铺设滑动层,研究得出了基层类型对滑动层摩擦系数的影响。最后本研究提出了斜向预应力水泥路面滑动层的施工工艺及施工注意事项,为斜向预应力水泥路面滑动层提供了理论支撑和施工技术指导。

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第一章 绪论

1.1问题的提出及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容及技术路线

第二章 滑动层摩擦系数测试方法研究

2.1滑动层摩擦系数测试仪研发背景与研发思路

2.2滑动层摩擦系数测试仪的研发

2.3滑动层摩擦系数测试方法

2.4本章小结

第三章 滑动层摩擦系数对斜向预应力水泥路面结构影响分析

3.1滑动层摩擦系数对斜向预应力水泥路面结构影响分析模型

3.2滑动层摩擦系数对车轮荷载作用下路面板的影响

3.3滑动层摩擦系数对温度梯度荷载作用下路面板的影响

3.4滑动层摩擦系数对车轮、温度梯度综合荷载作用下路面板的影响

3.5滑动层摩擦系数对路面板温度伸缩应力的影响

3.6滑动层摩擦系数对温度应力作用下路面板伸缩量的影响

3.7斜向预应力水泥路面板屈曲验算

3.8本章小结

第四章 滑动层原材料技术性质分析

4.1砂和水泥的技术性质分析

4.2聚乙烯塑料薄膜的技术性质分析

4.3回收细粒沥青混合料的技术性质分析

4.4石灰粉煤灰土的技术性质分析

4.5本章小结

第五章 滑动层类型对其摩擦系数的影响研究

5.1“砂层+聚乙烯塑料薄膜”滑动层的影响分析

5.2“聚乙烯塑料薄膜+砂+聚乙烯塑料薄膜”滑动层的影响分析

5.3“砂+水泥+聚乙烯塑料薄膜”滑动层的影响分析

5.4“细粒沥青混合料+聚乙烯塑料薄膜”滑动层的影响分析

5.5“石灰粉煤灰+土+聚乙烯塑料薄膜”滑动层的影响分析

5.6“石灰粉煤灰+土浆+聚乙烯塑料薄膜”滑动层的影响分析

5.7本章小结

第六章 基层类型对滑动层摩擦系数的影响研究

6.1半刚性类基层的影响分析

6.2旧沥青路面类基层的影响分析影响分析

6.3旧水泥混凝土路面类基层影响分析

6.4基层类型对滑动层摩擦系数的影响分析

6.5本章小结

第七章 滑动层铺筑施工关键技术

7.1滑动层材料类型和结构参数

7.2滑动层施工工艺

7.3本章小结

第八章 结论及建议

8.1主要结论

8.2进一步研究建议

参考文献

致谢