公路路面工程发展趋势和施工新方法(最终版)课件.ppt

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1、1,公路路面工程发展趋势 和施工新方法,重庆交通大学李松青,2,主要内容：,第一节 公路路面工程发展趋势 第二节 公路路面工程施工新方法,3,第一节 公路路面工程发展趋势,4,1.我国路面工程的成果,（1）柔性路面设计理论与方法:弹性层状体系理论 。（2）刚性路面设计理论与方法: 弹性地基板体结构模型。 （3）半刚性路面结构:一种主要的结构型式。（4）路面使用性能与表面特性:路面的平整度、破损程度、承载能力及抗滑性能。（5）路面养护管理：路面管理网络系统、项目和路网级优化管理决策。（6）各种路面施工工法。,5,（1）特殊地区路面修筑技术（2）新型路面结构研究（3）路面早期损坏机理及防治措施研究

2、（4）路面长期性能的研究（5）路面新材料研究（6）路面检测新技术研究,2.路面发展趋势,6,“十一五”西部交通科技发展规划,研发重点及主要研究内容（一）公路基础设施建设与养护技术1.预期目标围绕西部地区国道主干线、国家高速公路网和农村公路通达通畅工程建设，在道路、桥梁、隧道等工程领域突破各种特殊条件下公路工程建设的技术瓶颈；以新材料、新工艺、新技术为重点开展建设养护技术研究，适应我国西部地区建设养护工作的技术需求。2.主要研究内容特殊地质条件下的公路建设技术 / 路面全寿命设计技术 / 公路工程新材料开发与应用 / 公路工程勘测与勘探新技术 / 桥梁结构全寿命设计技术/桥梁结构耐久性 / 桥梁

3、加固新技术及新材料 / 大型桥梁结构安全监测与评价 / 特殊地质和环境条件下隧道工程技术 / 公路养护新材料开发与应用 / 公路养护技术及工艺 / 公路长大隧道安全监控与养护 / 农村公路建设技术（二）水路基础设施建设与维护技术（三）运输服务技术,7,“十一五”西部交通科技发展规划,（四）交通安全保障技术（五）绿色交通技术1.预期目标开展交通环境规划、生态保护与治理、生态恢复与重建、环境地质灾害防治、材料再生利用、船舶污染防治、节能运输装备等绿色交通技术研究、开发与应用，实现西部交通与环境的协调和可持续发展。2.主要研究内容节约型交通发展规划与设计技术交通基础设施建设生态恢复技术材料循环再生利

4、用技术交通节能技术应用与推广港口和航运环境管理监控技术,8,2010交通部重点研发方向相关项目投资情况,9,公路水路交通运输“十二五”科技发展规划,重点研发方向：1公路基础设施建设与养护。围绕提高公路基础设施耐久性和安全性，开展结构、材料、设计、施工和养护等方面关键技术研发，为降低工程造价、养护成本和保障运营安全提供技术支撑。重点研究：高耐久路面结构设计与材料制备技术；持久稳定路基设计技术；高强复合纤维加筋混凝土桥梁设计与施工技术；高耐久桥梁结构表面防护材料与在役桥梁再涂装技术；山区公路建设与养护关键技术；冬季道路养护技术等。2港口和航道建设与维护。3内河枢纽通航。4交通运输组织与管理。5交通

5、运输信息资源开发利用。,10,公路水路交通运输“十二五”科技发展规划,6智能交通。7交通运输资源节约与环境友好。为缓解资源与环境制约，开展资源节约、生态保护与恢复、污染治理等方面的应用基础及实用技术研究，为建设资源节约型和环境友好型交通运输行业提供技术支撑。重点研究：公路、港口建设集约节约利用土地和岸线技术；公路废旧材料循环利用及地方材料利用技术；运输装备清洁燃料、替代能源和可再生能源应用技术；运输装备节能环保应用技术；交通运输基础设施建设生态环境保护与修复技术；水上油品、化学品、危险品污染监测和处理技术；交通运输能耗及碳排放统计、检测与认证技术等。8交通运输安全与应急保障。9交通运输科学决策

6、支持。,11,第二节 公路路面施工新方法,12,1.沥青路面再生利用,沥青路面再生,厂拌热再生,厂拌冷再生,就地热再生,就地冷再生,复拌再生,加铺再生,沥青层就地冷再生,全深式就地冷再生,13,再生技术应用场合,14,沥青路面厂拌热再生：将回收的沥青路面材料运至沥青拌和厂，经破碎、筛分，以一定的比例与新集料、新沥青、再生剂等拌制成热拌再生混合料铺筑路面的技术。适用于各等级公路回收沥青路面材料进行热拌再生利用，再生的沥青混合料可用于各等级公路的沥青面层及柔性基层。美国FHWA调查得出：利用旧普通沥青混合料进行适合的厂拌热再生，其再生沥青混合料路面的路况条件、病害特征、结构承载能力等指标，相当于或

7、高于同等条件下普通热拌沥青混合料路面。,厂拌热再生,15,厂拌热再生,16,厂拌热再生,(1)优点：再生工艺易于控制，再生后的沥青混合料性能比较理想，适用范围广。(2)缺点：铣刨后的旧沥青混合料需要来回运输；RAP用量较少，一般为10-25%，连续式拌和楼可为30-50%。,17,厂拌热再生,18,沥青路面就地热再生：采用专用的就地热再生设备，对沥青路面进行加热、铣刨，就地掺入一定数量的新沥青、新沥青混合料、再生剂等，经热态拌和、摊铺、碾压等工序，一次性对表面一定深度范围内的旧沥青混凝土路面再生的技术。 适用于仅存在浅层轻微病害的高速公路及一、二级公路沥青路面表面层的就地再生利用，比如：路面松

8、散、泛油、磨光等非结构性损坏。再生层可用作上面层或中面层，处理路面厚度一般2cm-5cm。,就地热再生,19,就地热再生,20,就地热再生,（1）优点：实现了就地的 沥青路面再生利用，节省了材料转运费用。（2）缺点： a.再生深度通常限制在2-6cm； b.无法除去已经不合适进行再生的旧混合料，级配调整幅度有限。,21,就地热再生,22,就地热再生,23,沥青路面厂拌冷再生：将回收的沥青路面材料运至沥青拌和厂，经破碎、筛分，以一定的比例与新集料、沥青类再生结合料、水泥、石灰、水进行常温拌和，常温铺筑成路面结构层的沥青路面再生技术。 回收及处理后的再生的沥青混合料，可用于高速公路和一、二级公路沥

9、青路面的下面层及基层、底基层，当用于三、四级公路的上面层时，应采用稀浆封层或微表处。再生混合料的压实厚度不大于16cm，不小于6cm。,厂拌冷再生,24,厂拌冷再生,拌和,现场铣刨,摊铺,拌和现场,25,厂拌冷再生,(1)优点：a.再生工艺易于控制，再生混合料性能较好；b.适用范围广；c.能耗低、污染小。(2)缺点：a.再生混合料强度的形成需要较长的时间；b.需要加铺一定厚度的罩面层。,26,厂拌冷再生,27,沥青路面就地冷再生：采用专用的就地冷再生设备，对沥青路面进行现场冷铣刨，经破碎、筛分，以一定的比例与新集料、再生结合料、活性填料（水泥、石灰等）、水进行常温拌和、摊铺、碾压等工序，一次性

10、实现旧沥青路面的再生技术。回收及处理后的再生的沥青混合料，可用于一、二级公路沥青路面的下面层及基层，对三级公路可用于面层、基层。 冷再生处理面层厚度7.5cm-10cm，再生深度可达到路面结构产生破坏的地方。冷再生的沥青混凝土路面不能直接作用车辆荷载，用于上面层时应采用稀浆封层或微表处做磨耗层，避免水分蒸发。 冷再生也可以全深度再生，该工艺的再生深度通常为10cm-30,此方式可用于路面的结构性损坏，比如波浪、车辙、泛浆、推挤等病害。,就地冷再生,28,就地冷再生,29,就地冷再生,(1)优点：a.实现了就地的再生利用，节省了材料转运费用；b.施工过程的能耗低、污染小；c.适用范围广。 (2)

11、缺点：a.施工质量控制的难度较大；b.一般需要加铺沥青罩面层。,30,就地冷再生,化学稳定: 水泥、石灰、粉煤灰沥青稳定:乳化沥青、泡沫沥青,31,就地冷再生,32,2. 水泥混凝土路面碎石化,碎石化法也称为破碎压实技术，应用共振式设备(RPB)或多锤头碎石类设备(MHB)进行水泥混凝土路面的破碎，因其破碎后的颗粒粒径小，材料上更趋向于级配碎石，而将其命名为碎石化。压实后，作为基层使用。,33,特点：（1）这种工艺是延缓反射裂缝的最有效的工艺。（2）具有相当于新建路面的使用性能。（3）破碎功效高：速度接近2ms，而且是单程破碎，不需要反复运行。（4）原水泥混凝土破碎到碎石和拳石粒径，不能利用原

12、有路面的强度，需要更厚的加铺层。（5）表面破碎尺寸3cm。（6）可以用于各种混凝土路面。,34,共振式设备(RPB),35,多锤头碎石类设备(MHB),36,37,工艺流程,（1）设计并布置排水系统。（2）摸清桥梁、涵洞、各种管线、排水井等不宜振动部位并做隔离标志。（3）试振、开挖并确定工艺参数后开始振动破碎施工。（4）破碎后应清除传力杆、接缝填充物。（5）对部分已无承载力软弱路基进行清除和更换。（6）根据实际情况，铺撒石屑或粗砂并找平（也可不做任何处理采用压路机直接碾轧）钢轮压路机碾压2遍-震动压路机震动碾压2-3遍钢轮压路机碾压2-3遍。在此过程应持续洒水保证路面湿润，促进破碎层板结。（7

13、）沥青面层摊铺。（8）开放交通。,38,3. OGFC透水沥青路面,特点：（1）良好的透水性能，可有效减少路表积水，避免因积水而引起的“水漂现象”；（2） 粗糙的路表面可得到更大的构造深度与摩擦系数，从而提高了路面的抗滑性能；（3） 由于透水性沥青混合料内部孔隙率较多，可吸收汽车轮胎与路面摩擦所产生的噪声，具有良好的吸音性能。,39,OGFC路面空隙率高，稳定度低，质量风险高。存在以下顾虑：高粘度改性沥青质量，现已不存在问题；环境影响：粉尘多，易堵塞路面空隙；车辙顾虑：奥地利试验结果表明，细粒式降噪路面车辙比SMA-10高5倍，比SMA-16高10倍。,40,41,42,43,4.半柔性沥青路

14、面,特点： 半柔性复合路面具有与沥青路面相似的柔性，又具有水泥路面的刚性，刚柔并济。在抗车辙、抗推移、减少伸缩缝、提高路面材料的应力松弛性能等方面改善路面使用性能。,44,武汉至孝感高速公路桃园集互通立交路面,45,碾压后的大孔隙基体路面,水泥胶浆的灌注过程,46,碾压后的大孔隙基体路面,清洗表层砂浆后的半柔性路面,完成后的半柔性路面,47,5.多碎石沥青混凝土,特点：多碎石沥青混凝土面层既能提供较深的表面构造，又具有传统型沥青混凝土那样的较小空隙及较小透水性，同时又具有较好的抗形变能力(动稳定度较高)。换言之，“多碎石沥青混凝土既具有传统型沥青混凝土的优点，又具有型沥青混凝土的优点，同时又避

15、免了两种传统沥青混凝土结构形式的不足。”,48,5.多碎石沥青混凝土,多碎石混凝土和普通混凝土级配比较,49,6.长寿命路面,欧洲长寿命路面首先在重载交通道路上提出，以期能获得40年以上的使用年限。其设计基本理念是：获得40年使用年限；结构设计要求考虑设计标准轴次、荷载及轮胎压力及容易维修、施工适应性及施工速度、安全、耐久及可再生性能。 美国长寿命路面设计理念是欧洲长寿命路面设计理念的发展，其内容为：设计的沥青路面能使用50年以上、采用较厚的沥青层柔性路面，降低了传统沥青层层底开裂和避免结构性车辙，由于此路面的损坏仅限于路面顶部（25100mm），因此只需要定期的表面铣刨、罩面修复，使得沥青路

16、面在使用年限内不需要大的结构性重建。关键是要树立全寿命周期费用新理念。,50,设计思路：保证路面足够厚度，将病害限制在表层，通过定期表面修复防止病害影响路面结构稳定，保证长设计年限（40年以上）内无结构损坏。理论基础：采用“应变下限”的理论，随着路面结构深度的增加，结构弯拉应变逐渐减小，故只有路面表层出现破坏。,51,（1）在设计寿命期间，不发生结构性破坏，路面的损坏只发生在表面功能层；（2）路面性能大幅提高，早期病害明显减少；（3）只进行日常养护，寿命周期内不需要进行结构性大修；（4）初期修建费用很高，日常养护费用较少，总费用效益比最大 。,长寿命路面主要特点,52,设计寿命,初期服务水平,

17、使用期末服务水平,设计寿命,表面功能层,主要承重层,路面结构损坏,表面功能层维修,长寿命路面寿命示意图,53,表面功能层35cm沥青路面结构层1224cm联结层或柔性基层1524cm,沥青面层总厚度2045cm半刚性基层3660cm路面结构总厚度76100cm,长寿路面结构设计,54,7.温拌沥青混合料,WMA可以用于沥青路面的各结构层；适用于沥青路面维修养护中的薄层罩面和超薄罩面；适用于有更高环保要求的城市道路的建设和维修养；适用于隧道道面的铺筑；适用于再生料比例较高的混合料。,55,乳化沥青温拌技术Evotherm 有机蜡添加剂法温拌技术Sasobit 沸石降粘温拌技术Aspha-Min

18、泡沫沥青温拌技术WAM-Foam,几种温拌沥青技术,56,节能：可节省燃油30%左右。环保：减少废气排放，降低废气控制成本，保护环境。延缓沥青老化：混合料温度低沥青早期老化程度轻，从而延缓路面发生低温开裂和疲劳开裂的时间。施工组织方便：容许较长运输距离，而不必担心过多温度损失。现场实施容易：生产基本可以使用现有热拌沥青混合料生产设备实现，对现行设备无过多改造要求。延长施工季节：温拌混合料施工在路表温度低于10情况下仍可进行。混合料性能良好：温拌混合料性能与热拌混合料相当，部分性能指标甚至优于热拌混合料。 延长沥青混合料拌和设备使用寿命：由于生产温度的降低，混合料生产过程中对钢铁制的生产设备的损耗也相应降低，可以延长设备使用期。较快的开放交通：由于温拌混合料完成压实后，其温度已经处在较低水平，在碾压完成后可以较快的开放交通从而减少施工作业对交通的干扰。,温拌沥青技术的优势,57,8. 路面施工工法,(建设部)路面施工工法（交通部）路面施工工法 P16表1.1-3,58,欢迎各位专家批评指正!,Thanks for your attention!,