隧道水泥路面多孔混凝土基層設(shè)計與性能研究.pdf

1、隧道內(nèi)濕度大、地下水豐富，地下水向地表和水泥路面結(jié)構(gòu)內(nèi)滲透非常嚴重，進入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水，會降低基底和水泥路面的強度及剛度，在車輛荷載作用下還會產(chǎn)生沖刷，造成路面裂縫、凹陷、斷板和斷角等水損害問題。設(shè)置多孔混凝土排水基層，可以將進入隧道水泥路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的自由水迅速排除，是防治隧道水泥路面水損害的有效途徑。目前國內(nèi)外對隧道路面采用多孔混凝土基層的研究較少，有很多問題需要進一步的研究和探索，如多孔混凝土基層水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計、多孔混凝土基

2、層的配合比設(shè)計、路用性能研究以及施工工藝和施工質(zhì)量控制技術(shù)等。
　　 本文首先對依托工程隧道內(nèi)工作環(huán)境（溫度、濕度等）、荷載條件、基巖狀況、水文地質(zhì)進行全面調(diào)查分析，為隧道水泥路面結(jié)構(gòu)計算提供依據(jù)。參考最新的水泥路面設(shè)計規(guī)范，對隧道多孔混凝土作為基層水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)進行力學(xué)計算和分析，確定了多孔混凝土基層的厚度。在此基礎(chǔ)上，進行了多孔混凝土基層的溫度應(yīng)力進行計算，確定了多孔混凝土基層的縮縫間距。通過對比多孔混凝土基層的抗折強

3、度和抗壓強度、滲透系數(shù)和有效孔隙率兩組變量的之間的關(guān)系，最終選定以抗壓強度和有效孔隙率作為設(shè)計控制指標(biāo)。采用正交試驗設(shè)計方法對粗集料級配進行松裝密度和干搗密度試驗設(shè)計，采用極差分析方法分析每個因素對粗集料主骨架空隙率的影響，提出優(yōu)化的粗集料級配。結(jié)合國內(nèi)外已有的研究成果，選取水泥用量、水灰比和砂率三個影響因素，采用三因素四水平的正交試驗設(shè)計法，進行多孔混凝土基層配合比設(shè)計，最終確定了一個合理有效的多孔混凝土基層配合比，并驗證了這個配合比

4、的準確性和可用性。根據(jù)確定的多孔混凝土基層的設(shè)計配合比，對多孔混凝土基層進行了一系列路用性能試驗研究，如用MTS疲勞試驗機測定其疲勞性能、用自制的滲水測定儀測其排水性能等。
　　 以多孔混凝土基層配合比設(shè)計和路用性能試驗結(jié)果為基礎(chǔ)，依托廣東省博深高速潼湖隧道路面工程，總結(jié)了多孔混凝土基層的施工工藝，包括排水設(shè)施的設(shè)置，攤鋪壓實方法和步驟等，提出了相應(yīng)的施工質(zhì)量控制技術(shù)，并對多孔混凝土基層進行了路面性能檢測，檢測結(jié)果均符合設(shè)計要求