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高速公路隧道路面典型结构研究
水泥混凝土
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水泥混凝土路面
强度高、稳定性好、耐久性好、耐高温、耐磨耗以及养护费用少。
缺陷是脆性大、易开裂、抗温性差,路面板块容易受弯折而产生断 裂,养护和修复困难。
水泥混凝土表面未刻槽部分细观纹理较差、隧道粉尘油污的附着、 长下坡隧道货车洒水降温都容易使得水泥混凝土路面抗滑不足。
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复合式路面
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背景
2004年以前我国对隧道路面结构和材料的研究比较薄弱,隧道路面 大多采用水泥混凝土路面。 剥落 断板 接缝破坏 抗滑性能差 平整度差 噪声大
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背景
我国《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004)在原《公路隧道设 计规范》(TJT 026-90)第6章第5节“行车道路面”基础上作较大 篇幅的修编。
充分发挥不同路面材料的特性,扬长避短;高强度的刚性基础提高 了路面结构的承载能力,满足重载、超载、大交通量等荷载条件要 求;
混凝土板的施工技术与质量标准可适当降低,如抗滑、耐磨及平整 度等指标,可通过沥青面层来保证;
最大限度地利用地方性材料,包括非规格材料和工业废品及副产品 ,降低工程造价;
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技术路线
隧道路面结构力学分析与设计方法研究 主要考虑四种路面结构:A)水泥混凝土面板+贫混凝土基层+整平
层;B)沥青上面层+沥青下面层+水泥混凝土板+贫混凝土基层+整 平层;C) 沥青上面层+沥青下面层+ATB基层+整平层;D)沥青上 面层+沥青下面层+半刚性基层+整平层。
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研究内容
隧道路面文献调研和现场调研 隧道路面有其独特的工作环境和使用性能要求。因此,首先需要 对现有隧道路面的工作环境和损坏状况进行调查、分析和研究。 并通过已有文献资料的调查分析,选择合理的路面结构类型和路 面结构材料进行有针对性的分析和研究,并提出具体的实施方案 。
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研究内容
隧道路面结构力学分析与设计方法研究 在现场调研和文献调研的基础上,对隧道路面结构包括水泥混凝 土路面、沥青混凝土路面以及复合式沥青路面在设计中的影响因 素进行了全面的分析,建立了隧道路面力学分析模型,并提出了 隧道路面的结构设计指标体系以及设计方法。
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河北省张承高速公路
4cm改性沥青混凝土 6cm中粒式改性沥青混凝土
24cm水泥混凝土 20cm水泥稳定碎石
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山西省忻阜高速公路
忻州~阜平方向(特重交通)
4cmAC-13 改性沥青混凝土
6cmAC-20型沥青混凝土
28cm水泥混凝土
15cm贫混凝土
10cm贫混凝土
总厚度
63cm
阜平~忻州方向(重交通)
4cmAC-13 改性沥青混凝土
6cm AC-20沥青混凝土
26cm水泥混凝土
15cm贫混凝土
10cm贫混凝土
总厚度
61cm
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江西省瑞赣高速公路
4cm 温拌OGFC-13(SBS改性沥青) 6cm温拌AC-20(SBS改性沥青) 改性沥青下封层 进口聚酯玻纤布 水泥混凝土
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岳武高速公路安徽段
4cmSBS 温拌AC-13 6cmSBS温拌 AC-20
复合式路面
沥青面层降低了混凝土板的荷载应力与温度应力(温度梯度),对车 辆冲击荷载起到缓冲作用,并加强了结构的防水作用,减少了雨水 对混凝土板的影响;
沥青面层改善和提高混凝土路面表面使用品质,满足汽车高速行驶 性能要求,并且方便养护维修;
不足之处是水泥面板接缝处可能产生反射裂缝,进而影响沥青面层 的使用寿命。
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研究内容பைடு நூலகம்
基于加速加载设施(ALF)的隧道路面结构性能验证 在上述调研和理论分析的基础上,选择几种代表性典型隧道路面 结构进行加速加载试验,对比不同路面结构的长期性能。
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研究内容
隧道路面养护与改造方案及技术措施 参考国内外隧道外道路路面养护修复方面成熟的工程技术经验,分析我 国公路隧道路面工作环境和公路隧道路面病害的特点,通过室内试验比 较和实际修复工程验证,探索适合于公路隧道路面养护与修复的有效工 程技术措施,重点针对隧道路面的预防性养护措施、应急性修补技术措 施以及结构性修复技术进行研究。
高速公路隧道路面典型结 构研究
交通运输部公路科学研究院
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背景 研究内容 技术路线 预期成果
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背景
隧道建设里程不断增加。
改善线形
缩短里程
克服高差
提高行车速度
改善运营条件 保护生态环境
公路隧道建设已由重丘走向深山、由陆域走向水下、由山区走向 城市,在交通基础设施的建设中起到越来越重要的作用。
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技术路线
隧道路面调研
结构分析
设计指标 设计方法
技术指标 设计标准
ALF 验证 试验段实体工程研究
结构 设计指南
施工 工艺指南
文献调研 应用现状 工作环境
养护决策 养护技术
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技术路线
隧道路面文献调研和现场调研 现场调研主要集中在我国东南(如福建省)、西南(如四川省、贵州省
、重庆市)、西北(如甘肃省、青海省)高速公路隧道较多的地区。根 据气候特征、地质构造、隧道结构选择典型隧道进行调研。调研内容包 括:隧道路面的工作环境调查,隧道路面的表面性能调查,现有隧道路 面结构与材料类型调查,隧道路面病害调查以及隧道排水系统调查。 文献的调研分为三个部分:一是国内外隧道路面的研究发展状况;二是 对现有路面材料的调研分析,从而初步确定隧道路面的材料;三是对现 有路面设计方法的调研分析,从而选择合理的隧道路面结构设计方法。
隧道“刚性路面系统包括面层为水泥混凝土路面(含钢纤维混凝土路面、连续配筋混 凝土路面)、沥青混合料上面层与水泥混凝土路面(含钢纤维混凝土路面、连续配筋 混凝土路面)下面层组成的复合路面两大类型。”
“我国隧道内路面系统采用半刚性和柔性路面系统较少,故本规范不推荐使用。但经 论证亦可采用半刚性和柔性路面系统”。
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沥青混合料 级配类型:AC\SMA\OGFC 结合料类型:普通沥青结合料、SBS改性沥青结合料、橡胶沥青结
料、高模量沥青 双层改性越来越多 施工温度:传统方式/温拌方式
水泥混凝土 接缝水泥混凝土(JPCP) 钢纤维水泥混凝土(SFCP)
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为了使隧道路面结构具有足够的强度(即承载能力)、稳定性(耐久 性)和良好的使用性能,以便在行车荷载和自然因素的共同作用下保 证公路运输快速、安全、舒适,同时考虑到路面结构在技术上的先 进性、经济上的合理性和环境资源上的可持续发展等各种要求,有 必要探索比较多种隧道路面结构和材料。