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水泥稳定碎石冷再生基层技术应用研究

作　者: 孔斌
导　师: 何兆益；秦清泉
学　校: 重庆交通大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 水泥稳定碎石基层冷再生水泥稳定碎石配合比设计半刚性基层路面施工工艺及质量控制
分类号: U416.214
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 57次
引　用: 2次
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内容摘要

半刚性基层路面是我国高等级公路最主要的路面结构类型,约占总里程的80%多。20世纪90年代以后陆续建成的高等级公路目前已经进入大、中修期,我国每年有大量的旧路需要修整,其中很大一部分要求从水泥稳定碎石基层开始大修改建。传统的施工方法是将旧有水泥稳定碎石基层挖除外运,运送到填埋场弃置,再用新材料做原料拌合水泥稳定碎石,重新铺设道路基层。由此产生了大量的水泥稳定碎石废弃材料,这不仅会占用大量的土地,造成周边环境的污染,还因为新材料的使用,开采石材,浪费资源,造成水土流失。水泥稳定碎石基层就地再生技术就是将旧路面水泥稳定基层材料,经过铣刨加工进行重复利用,并根据再生后结构层的结构特征,适当加入部分新骨料或细集料,并按比例加入一定量的外加剂或适量的水,在自然环境下连续完成筑路材料的一系列加工工艺,重新形成结构层的一种工艺方法。本文初步研究了利用水泥为稳定剂的旧水泥稳定碎石基层道路的现场冷再生技术,分析了路面冷再生技术的优越性;探讨了旧有道路和再生骨料的水泥稳定碎石基层路用性能(力学性能、稳定性、收缩性、抗疲劳性和耐久性等);进行了再生骨料组成结构和水泥稳定碎石混合料配合比设计,探讨了采用旧路水泥稳定碎石废料做再生骨料铺设道路基层时的最佳配合比;并通过室内试验的方法阐述了冷再生技术的反应机理,分析了再生水泥稳定碎石强度随骨料级配变化、水泥掺量不同、养生龄期长短差异的变化规律,得出了适宜的再生材料级配范围、抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度等主要设计参数值;通过实际应用中的施工工艺及质量控制和跟踪监测,来论证室内试验结论,并对室内试验结论进行修正补充及完善。研究结果表明:水泥稳定碎石再生技术完全可以满足相应的路用性能要求。最后分析了应用旧路水泥稳定碎石基层冷再生技术经济性,同时总结了冷再生基层、底基层的质量检测和评价标准,为路面结构设计、施工、监理等单位应用冷再生技术提供了可靠的科学依据。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-16
  1.1 选题依据  9-10
  1.2 路面再生技术简介  10-11
  1.3 本论文研究的目的和意义  11-13
  1.4 国内外研究动态  13-14
    1.4.1 国外路面再生研究动态  13-14
    1.4.2 国内路面再生研究动态  14
  1.5 本论文的主要内容和框架  14-16
第二章水泥稳定碎石基层概述  16-20
  2.1 水泥稳定碎石基层性能要求  16-18
    2.1.1 强度和刚度  16
    2.1.2 水稳定性和冰冻稳定性  16-17
    2.1.3 抗冲刷性能  17
    2.1.4 抗裂性能  17-18
    2.1.5 疲劳性能  18
    2.1.6 结论  18
  2.2 水泥稳定碎石组成结构  18-20
    2.2.1 悬浮密实结构  19
    2.2.2 骨架空隙结构  19
    2.2.3 骨架密实结构  19
    2.2.4 结论  19-20
第三章沥青路面再生技术及水泥稳定冷再生反应机理  20-32
  3.1 沥青路面再生方式选择  20-22
  3.2 沥青路面就地冷再生技术特点  22-23
  3.3 冷再生添加剂的选择  23-26
  3.4 冷再生旧混合料的材料性能分析  26
    3.4.1 旧矿质集料性质  26
    3.4.2 集料级配的影响  26
  3.5 冷再生技术反应机理  26-28
  3.6 冷再生基层强度影响因素  28-30
    3.6.1 外掺剂的影响  28-29
    3.6.2 集料级配的影响  29-30
  3.7 冷再生配合比设计方法  30-32
第四章旧水泥稳定碎石基层材料性能分析  32-37
  4.1 水泥稳定碎石废料特点浅析和来源  32-33
    4.1.1 旧路水泥稳定碎石废料特点浅析  32-33
    4.1.2 旧路水泥稳定碎石的来源  33
  4.2 再生骨料性质特点及级配连续性验证  33-37
    4.2.1 再生骨料的组成形状和级配  33
    4.2.2 再生骨料级配连续性验证  33-35
    4.2.3 再生骨料的表观特征  35-36
    4.2.4 结论  36-37
第五章水泥稳定碎石冷再生基层的试验  37-45
  5.1 原材料分析  37-39
    5.1.1 旧水泥稳定碎石层铣刨料的质量状况  37-38
    5.1.2 旧水稳铣刨料吸水率  38
    5.1.3 旧水稳铣刨料含水量  38-39
  5.2 确定水泥最佳掺加量  39-43
    5.2.1 强度标准选择  39
    5.2.2 水泥选择  39
    5.2.3 击实试验  39-40
    5.2.4 无侧限抗压强度试验  40-42
    5.2.5 施工最佳掺水量的确定  42-43
    5.2.6 目标配合比  43
  5.3 试验配合比  43-45
第六章水泥稳定碎石冷再生基层的施工控制及跟踪观测  45-68
  6.1 工程概况  45-46
  6.2 基于水泥稳定碎石冷再生基层的路面设计  46-49
    6.2.1 交通分析  47
    6.2.2 路面结构参数  47
    6.2.3 荷载疲劳应力  47-48
    6.2.4 温度疲劳应力  48
    6.2.5 路线纵断面设计  48-49
  6.3 施工准备  49-55
    6.3.1 施工人员  49
    6.3.2 施工机械  49
    6.3.3 施工材料  49-52
    6.3.4 再生利用水泥稳定碎石基层  52-54
    6.3.5 开工报告  54
    6.3.6 旧路面铣刨  54
    6.3.7 再生单元长度的确定  54-55
  6.4 冷再生基层施工技术  55-61
  6.5 路面现场冷再生的施工路段跟踪观测  61-68
    6.5.1 压实度检测  61
    6.5.2 无侧限抗压强度检测  61-62
    6.5.3 试验路FWD 弯沉测试  62-65
    6.5.4 冷再生基层顶面当量回弹模量值计算  65-68
第七章水泥稳定碎石冷再生基层的经济状况分析  68-72
  7.1 冷再生技术与传统施工方法的比较  68-70
    7.1.1 工期对比  68
    7.1.2 经济效益比较  68-69
    7.1.3 社会效益和环境效益比较  69-70
  7.2 国道324 线公路路面大修工程经济效益分析  70-72
第八章结论及建议  72-74
  8.1 主要研究结论  72
  8.2 需要进一步研究的问题  72-74
致谢  74-75
参考文献  75-77
在学期间发表的论著及取得的科研成果  77

水泥稳定碎石冷再生基层技术应用研究

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