[01134857]季冻区水泥混凝土路面损伤预防及修补技术研究

课题来源于黑龙江省交通运输厅2010重点科技项目。在我国寒冷地区,特别是乡村公路拥有大量水泥混凝土路面,其不仅由于设计、施工等方面存在的问题,更由于季冻区环境的冰雪、车载等耦合行为作用,使得原本应该长寿命的水泥混凝土路面过早出现损伤。本项目就是基于此背景针对季冻区环境开展水泥混凝土路面损伤预防及修补技术研究。 ②研究目的与意义 黑龙江省乡村公路所占总里程比例巨大,且其主要是水泥混凝土路面,因此,水泥混凝土路面研究将是非常重要的。特别是黑龙江省所处地理位置为高寒地区,路面长期处于冰雪、冻融循环等恶劣环境下。因此,研究高耐久的路面混凝土与环境的综合因素的相互耦合效应,对寒冷地区的水泥混凝土路面的研究具有重要意义。尤其是负温和正温变化过程中,水泥混凝土路面的早期损伤分析及预防显得更为重要。 ③主要论点与论据 本项目主要针对季冻区环境,进行了季冻区水泥混凝土路面损伤预防研究分析;根据水泥混凝土路面早期损伤机理,从材料选择、配比优化、养护及纤维增强等方面进行研究,为季冻区水泥混凝土早期损伤的预防提供技术支持。同时通过依托工程实施了损伤路面修补技术。通过研究,取得了以下研究成果。 （1）水泥混凝土早期损伤分析 针对季冻区环境特点,采用模拟与试验相结合的研究方法,对水泥混凝土主要组成材料和使用环境等与其早期损伤内在关系进行研究,揭示水泥路面发生早期损伤的内在机理,为减少水泥混凝土路面发生早期损伤提供依据。 （2）季冻区水泥混凝土路面损伤的影响及预防研究 通过分析季冻区环境条件,冻融、车（轮）载等多因素及其耦合的水泥混凝土路面损伤因素影响,针对季冻区环境条件,从原材料、配合比养护及纤维增强等实际出发,研究行之有效的预防减少早期损伤的技术措施。 （3）季冻区水泥混凝土路面损伤的修补技术研究 研究季冻区特殊环境条件下水泥路面损伤修复材料与修复性能之间的关系,针对不同损伤修复要求的性能,探索了MPC修复材料配合比及修复技术。 ④创见与创新 （1）独创了水泥混凝土路面轮载模拟实验方法,发明了《轮载模拟实验》国家技术专利（已获授权）。 （2）独创了轮载-冻融耦合、冻融-轮载耦合等多因素作用下,水泥混凝土路面损伤影响的综合研究分析方法。 （3）开发了MPC水泥混凝土路面修补材料及修补技术。 ⑤社会经济效益,存在的问题 项目研究成果可用于寒冷地区乡村公路建设工程,对新建水泥混凝土路面损伤预防,提高新建水泥混凝土路面使用耐久性设计提供了技术保证;项目研究成果可用于寒冷地区乡村公路损伤修复工程,对季冻区现有水泥混凝土路面损伤提供了修补材料、修补施工技术等技术支持;项目研究成果施工简单方便,开放交通时间早,不影响通车,尤其对于路、桥面维修更适合,综合考虑,直接经济效益和社会经济效益会更客观提高路面设计质量,保证道路畅通,收到经济和社会效益。 需要针对寒冷地区的季冻环境特点,进一步研究耐水、耐磨等性能研究,并深入逐步布点开展设计与施工,实施推广应用。 ⑥历年获奖情况 暂无获奖 ⑦成果简介要向社会公开 本项目针对季冻区环境,开展了水泥混凝土路面损伤预防的材料种类、配合比设计、养护条件的研究,取得了预防水泥混凝土路面损伤预防的合理配合比方案及材料种类。自主原创设计研发了适用于水泥混凝土路面实验研究的轮载模拟实验装置,并获得了国家实用新型专利授权。开发了一种适用于季冻区环境的磷镁酸盐系水泥混凝土路面修补材料,并在黑龙江乡村公路实施了路面脱皮损伤修复工程应用。 1、项目研究成果可用于寒冷地区乡村公路建设工程,对新建水泥混凝土路面损伤预防,提高新建水泥混凝土路面使用耐久性设计提供了技术保证; 2、项目研究成果可用于寒冷地区乡村公路损伤修复工程,对季冻区现有水泥混凝土路面损伤提供了修补材料、修补施工技术等技术支持; 3、项目研究成果施工简单方便,开放交通时间早,不影响通车,尤其对于路、桥面维修更适合,综合考虑,直接经济效益和社会经济效益会更客观提高路面设计质量,保证道路畅通,收到经济和社会效益。 因此,可针对寒冷地区的季冻环境特点,逐步布点开展设计与施工,具有较大的推广应用前景。