重庆市干线公路水泥混凝土路面性能评价与改建典型结构研究

作     者：文竟力 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：何兆益

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：破损状况 坏板率 破碎后模量 交通量等级 典型结构 

摘      要：目前重庆市干线水泥混凝土路面已使用多年，大部分路面出现了裂缝、角隅断裂、错台、沉陷等病害，一部分道路已超过了设计使用年限。为了满足交通量要求和道路行车，水泥混凝土路面需要大量养护、改建。路面评价对道路养护改建决策起着至关重要的作用，道路改建结构设计对道路使用性能具有重要作用。因此本文主要研究了两个方面的内容：路面评价和改建典型结构设计。 本文通过收集和分析干线水泥混凝土路面资料，对路面评价进行研究。分析了重庆市水泥混凝土路面的病害类型和形成原因;通过检测弯沉，调查了选定路段的脱空状况;通过钻孔取芯实测了水泥混凝土面板的厚度、抗压强度、劈裂强度和弯拉强度，分析了选定道路的路面结构承载能力。 根据重庆市路面评价的方法，选取120段每段1000m的水泥混凝土路面，分别计算了面积法和板块法的PCI值、坏板率、断板率。探讨了板块法PCI值与面积法PCI值的关系，根据规范中PCI等级的划分对板块法PCI值等级进行划分。采用统计分析的方法，研究了板块法PCI与坏板率的关系，建立了两者之间的关系式，并根据交叉裂缝面积占总破损面积的比例，分析了关系式中系数的取值。 根据调查的破碎后模量和其他资料分析，将破碎后混凝土模量界定在70MPa与225MPa之间，并利用BISAR程序分析了在不同模量、不同基层厚度下的弯沉变化量。根据不同模量之间的弯沉差，将破碎水泥混凝土模量进行了等级划分。依据模量和交通量对基层厚度具有影响的理论，验证了破碎后水泥混凝土模量等级划分的合理性。根据对样本干线公路未来交通的预测、轴载换算等，以及重庆市干线公路交通量的实际情况，将干线公路的交通量界定在3×106与2.0×107之间，并划分为4个等级，根据交通量和模量对基层厚度的影响验证了交通量划分的合理性。 最终，通过对重庆市干线水泥混凝土路面改建为沥青路面的结构设计方案分析，结合重庆市的实际情况、气候条件、改建材料，考虑破碎后混凝土模量等级和交通等级，根据二级和三级公路设计的方法，提出了适合重庆市干线水泥混凝土路面改建为沥青路面的典型结构，为今后设计提供借鉴。