公路工程前沿理论和实践探索.ppt

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1、2.1 设计新理念2.2“十五”西部交通建设项目取得的技术成果2.3 高速公路拓宽改造工程路基拼接技术2.4 公路路面工程发展趋势,2 公路前言理论和实践探索,一、坚持以人为本，树立安全至上的理念。二、坚持人与自然相和谐，树立尊重自然、保护环境的理念。三、坚持可持续发展，树立节约资源的理念。四、坚持质量第一，树立让公众满意的理念。五、坚持合理选用标准，树立设计创作的理念。六、坚持系统论的思想，树立全寿命周期成本的理念。,2004年9月，全国公路勘察设计工作会议提出“六个坚持，六个树立”的公路勘察设计新理念。内容如下：,“六个坚持，六个树立”是新时期公路勘察设计工作的理论核心，也是“坚持以人为本

2、，树立全面、协调、可持续的科学发展观”。其核心是仅仅围绕科学发展观的要求，通过采用合理选用技术标准和创作设计，实现“安全”、“环境优美”、“节约资源”、“质量优良”、“系统最优”。,2.1.1 设计总体理念,（1）以人为本 交通行业的核心价值是“用户第一，行者为本”。坚持把“用户需求置于公路工作的核心”。以往公路设计认为“建设就是发展”，而今天把“人的出行需要”作为根本出发点。在工程本身的细微之处体现对人的关爱，体现人性化服务，注重公路安全性、舒坦性、愉悦性的和谐统一，为人们提供最大的出行便利。,（2）安全至上 安全是公路设计和建设需考虑的首要问题。安全包括工程“实体安全”和“运行安全”两方面

3、。“实体安全”通过精心设计施工可以保证。“运行安全”牵扯因素多，包括人、车、路、环境、和管理等多方面，其中驾驶导致的交通事故是主要因素。提高“运行安全”是一个系统工程，需要全社会，多行业的共同努力。,从设计角度，则应重点消除公路本身引起的使用安全问题，尽可能的采取“主动”预防和容错措施，必要时辅以“被动”的防护措施。,主动,被动,预防,容错,防护,改进线形设计、提供路侧净区。,设置护栏,二、坚持人与自然相和谐，树立尊重自然，保护环境的理念,坚持“不破坏就是最大的保护”的理念。使工程顺应自然、融入自然。（1）维持自然界“势”的延续。认识自然、生态规律，把公路建设行为限制在自然规律和生态平衡许可的

4、范围之内，避免切割自然界势的走向和延续，保持自然景观的完整性。（2）营造公路“动”感行驶氛围。充分认识和利用自然界的信息功能和审美价值，设计以动态景观为主。公路自身线性的设计，结构物的形态、质地和色彩的设计，绿化的设计都应充分配合外部自然景观的变化进行设计。,三、坚持可持续发展，树立节约资源的理念,可持续发展的核心和前提就是发展，公路交通发展是社会可持续发展的重要内容，也是国民经济和社会发展的重要支撑，而资源是人类生存发展的基础，我国人均资源占有量少，就要进行节约发展。可持续发展和节约资源就是正确处理好节约资源和公路发展的关系，从长远考虑进行更合理和有效地利用资源，进行公路发展。,三、坚持可持

5、续发展，树立节约资源的理念,节约资源体现在提高土地使用效率，少占耕地。第一，从规划阶段做起，通过合理规划路网、统筹利用线位资源、合理确定建设规模和方案，提高土地的集约利用程度。第二，在设计上，精打细算，以满足功能为前提，精心拟定各断面细部尺寸（排水沟、边沟、截水沟、护坡道、碎落台等），节约每一寸土地，不能为设计简单，生搬硬套，一坡到底。第三，研究发挥公路用地潜力的方法和手段，从综合利用角度出发，探索和尝试对硬路肩、边坡等进行二次开发利用的可能性。节约资源也体现在保护矿产资源和腐殖土等方面。矿产资源和腐殖土都是有限的自然资源，原则上避免压覆未开采的资源富集区，把腐殖土用于绿化中。,四、坚持质量第

6、一，树立让公众满意的理念,质量是工程的生命，更是一个行业的生命。传统对质量的认识停留在“实体质量”和“功能质量”上，随着科学发展观的确立和公民纳税意思的逐渐增强，人民日益关注公路的“外观质量”和“社会质量”。,实体质量,功能质量,外观质量,社会质量,路中,路外,传统,现在,四、坚持质量第一，树立让公众满意的理念,外观质量不佳的原因：工艺落后、施工方法不规范、设计不精细。提高公路外观质量的基础：理解环境、和谐环境的前提下，做好公路与环境的总体配合，展现公路景观美、线形美。提高公路外观质量的途经：加强总体设计，和谐工程各细部的衔接。提高公路外观质量的手段：配合环境主旨，注重细节创作，体现建筑美、艺

7、术美。,提高公路社会质量的重要措施：提倡公众参与，增加建设项目前期工作的透明度，主动争取社会各界的积极参与、支持和认可。尽量避免征地、撤迁对沿线群众生活带来的影响,提高外观质量,提高社会质量,五、坚持合理选用技术标准，树立设计创作的理念,“灵活设计（合理选用技术标准）、创作设计”是达到“安全、环境优美、节约资源、质量优良、系统最优”的手段，也是公路勘察设计的精髓。,合理选用技术标准,创作设计,安全至上,环境优美,节约资源,质量优良,系统最优,（1）把握技术标准，灵活设计 灵活设计指在全面系统地理解技术标准和设计规范的基础上，根据个性环境，灵活地运用标准、规范中的各项指标。指标分为主要指标和次要

8、指标。主要指标：指对安全、功能有重大影响的指标，如最小圆曲线半径、最大纵坡、视距等。次要指标：指在满足安全的前提下，满足美学或舒适性的指标，如曲线间直线长度等。原始边界条件（环境）的变化为灵活运用指标提供了可能，主要指标在设计中原则上应予保证；次要指标当对环境不构成影响时，可采用较高值，当对环境存在影响时，应采用较低值，当对环境和生态影响巨大时，为了保护环境，可突破使用。,五、坚持合理选用技术标准，树立设计创作的理念,（2）赋予公路个性，精心创作 环境个性给予公路个性并决定其品质。公路创作设计过程是一个以设计人员对环境个性的理解为基础，以对公路专业、美学、生态学、建筑学、社会学、人类文化学、历

9、史学、心理学、地域学、风俗学等学科的综合能力为条件，对公路所处的自然和社会环境进行的一个再造和再融合的过程。,理解环境特征,组建设计团队和提高设计人员综合素质,确定设计主题,体现细节艺术,公路个性设计过程,（3）增强历史责任感，保证合理设计周期 合理的周期是保证设计质量的前提，更是保证工程质量，降低成本的必要条件。设计过程需要特定的测设手段，需要多学科的参与合作，需要集思广益，更需要充分的时间。只有保证合理的周期，设计人员才能反复琢磨，不断优化，才能出精品。要正确处理速度与质量的关系，宁可速度慢一点，也要保证设计的合理周期，提高设计质量，保证工程品质。,六、坚持系统论的思想，树立全寿命周期,公

10、路系统隶属于环境系统，要做到系统最优，就要把公路放到公路-自然-经济-社会的大系统中去考虑，不但要统筹公路内部各专业间的关系，还要统筹建设、运营、养护的关系，更要统筹公路和环境之间的关系。以往关注公路建设的初期成本，对运营、养护等后期成本关注不够。全寿命周期成本的理念，就是要从项目生命周期的全过程去看待成本，不但注重项目初期建设成本，还要注重后期维修和养护成本；不但看到项目自身成本，还要看到社会成本和环境成本。树立全寿命周期成本的理念，就是要坚持科学合理的评价方法，使公路工程确保安全、满足功能的前提下，通过提高技术含量，通过灵活设计，使得工程全寿命周期成本最优。,全寿命周期成本最优,新概念公路

11、设计的例子,（1）路线设计理念（2）路基与环保设计理念（3）桥涵设计（4）互通立交设计,验收组认为：绿色防护，水土保持设施发挥了保护水土资源、改善生态环境的作用，为开发建设项目水土保持工作发挥了较好的借鉴作用和示范效应。,渝湛国道主干线高桥（粤桂省界）至遂溪（湛江）公路 工程水土保持设施,公路设计“显山漏水”贴近大自然，利用当地植物绿化，保持当地生态平衡。,不破坏就是最大的保护,新概念设计示范公路川九公路安全宽容性和动感景观设计,路侧净区，矩形加盖边沟，宽容性设计,川九路边坡处理、绿化防护、营造动感,川主寺至九寨沟口公路（以下简称川九路）是九寨环线旅游公路的一段。川九路位于青藏高原边缘的阿坝州

12、松潘县、九寨沟县境内，全线穿越了雪山、草原、原始森林、红叶灌木丛等多个生态区，风景十分优美。该路沿线地质为砾石土、块碎石土和岩石，表层适于植物生长的腐植土极薄，加上高寒、干旱的气候，导致生态极其脆弱，植被一旦破坏极难恢复。在这样特殊的地质、气候条件下，要建一条新理念示范公路是一个极大的挑战。按照“安全、舒适、环保、示范”的八字方针，以“保护是核心，创新是灵魂”为基本原则，最终把川九路建设成为公路与自然环境相和谐的示范工程。,新概念设计示范公路川九公路线路及景观设计,维持大自然势的延续、环保设计,川九公路体现民族文化元素,辽宁省碾三线、彰桓线公路线路设计,路线顺势而弯，维持自然界势的延续，颜色渐

13、进变化,路面钢背仿木防护栏，安全提醒石标，做到与环境协调，防护栏和提醒石标是景,吉林省吉延路大力推广安全宽容性设计,吉林省公路建设中高度注重安全性，大力推广宽容性设计理念，让司机的错误不以付出生命为代价。例如上图：吉延路将全线梯型浆砌边沟，回填碎石，并覆盖种植土植草，改造为人性化的、安全的浅碟式生态植草边沟，既及解决了排水问题，又增加了路侧净空。,驾驶人的过错不应以生命为代价,吉林省松原至双辽高速公路安全放坡改造,通过回填弃土将1:1.5的路堤边坡和互通区边坡改造为1:4缓边坡，取消不必要的护栏，从而大大增加了路侧净空，有效增强了公路安全性。,松原至双辽高速公路边坡放缓示意图,吉林省环长白山旅

14、游公路生态保护,环长路修建护栏保护路侧重点树木,环长路施工中挂牌保护重点树木,把生态保护贯穿于公路规划、设计、施工、管理等各阶段，创新设计，精心施工，强化管理。例如：吉林省环长白山旅游公路路线设计时充分旧有林道，最大限度地减少新占林地；施工阶段又创新性地提出“环保绿线”的概念，并进行严格的实施；即通过划定“环保绿线”，实施“二次清表”技术保留了边坡坡脚至征地界之间的大量植被（图4）；通过挂牌、修护栏、砌石墙、根部培土等措施，很好地保护了路侧的重点植物（图5、6）。,吉林省环长白山旅游公路融入自然,最小程度的破坏，最大限度的保护，最大程度的恢复,环长白山旅游公路的路线布设就充分体现了“充分利用、

15、保护自然”的思想，路线选择充分与地形、地势相拟合，结合地质条件以低填浅挖路基为主，充分利用现有林道布线；通过合理设计、严格管理、精细施工，实现对原生植被的妥善保护；主体工程合理、灵活地运用技术标准，为沿线自然景点留有通透的空间，实现借景自然；路线随弯就势、自然流畅，使沿线景观得到充分展现（左图）；坡面柔化平顺、棱角弧化，实现贴近自然；防护绿化充分发挥长白山植被自然恢复能力强的特点，不引入外来物种，完全以乡土植物自然恢复为主，最终成功实现了借景公路融入自然的效果（右图）。,环长白山旅游公路线形,环长白山路采用柳条防护边坡,吉林省环长白山旅游公路融入自然,环长白山旅游公路不仅仅是一个交通通道，还是

16、一个大公园“原生态的森林公园”。游人行驶在行车的过程就属于长白山旅游的一部分；可随意停车观赏长白山美景，享受“天然大氧吧”；可在观景台欣赏远处的山、亲近那清澈的水、品尝长白山独特的越橘果。,环长路观景台观马鞍山,环长路观景台观秃尾巴河,湖北省神宜路设计充分体现地域文化,神宜路路侧观景台,神宜路路侧观景台,随着社会的发展，公路不仅仅要满足交通功能，还成为一个展现当地地域文化、民俗风情的窗口。湖北神宜路聘请了环境艺术、景观设计、民俗文化等专家，充分挖掘地域文化特色，将神农架“野人”设计成雕塑，置于路侧观景台中，成为了游客去神农架旅游途中的一个旅游景点，形成了公路文化景观独特的亮点；此外，神宜路还结

17、合当地民俗传说，为每座桥梁起一个景观名称刻于景石上，让游客能透过这些桥名感受当地的风土人情。,吉林省吉延路设计充分体现地域文化,吉林省吉延路聘请了当地文化家、书法家、篆刻家、剪纸艺术家，深入挖掘长白山文化，创作了一些优美的诗句、篆刻和剪纸图案；并将其刻于当地石材上置于服务区内，形成了一个供游人了解当地文化、旅游特色的景点。,吉延路体现地域文化的景观石,吉延路体现地域文化的景观石,吉林省营松路服务区景观体现地域文化,营松路辉南服务区体现辉南古城特色,营松路靖宇服务区体现杨靖宇红色文化,吉林省营松路是通往长白山的最便捷的高速公路，景观设计注重“面”、“线”、“点”相结合，通过充分借景自然风光、尽量

18、保护路侧原生植被、精心营造体现地域文化特色的服务区景观，打造一条让游人能逐步欣赏、逐步感受、逐步遐想长白山自然、人文景观的旅游高速公路。让高速公路不仅仅是旅游通道，而是旅游景区的延伸；让“旅游公路”成为“公路旅游”，让游人行驶在公路上成为一种视觉和心灵的享受。,吉林省吉延高速公路的蛟河服务区设计结合地方经济,吉延路蛟河服务区庆岭活鱼村,吉延高速公路的蛟河服务区建设，充分挖掘地方饮食文化特色，将老G302上的庆岭活鱼一条街的饮食引入到高速公路服务区中，建成了“庆岭活鱼村”。在活鱼村内吃饭的游客还可以在这里方便地了解附近旅游景点，如拉法山森林公园、蛟河红叶谷景区的特色和自驾游路线，大大促进了地方旅

19、游业的发展。高速公路和地方旅游均获得较大收益，这成为一个公路建设与地方经济结合的很好典型。,2.2 西部交通建设项目取得成果,沙漠地区公路建设成套技术研究,死亡之海 大漠变通途,2.2 西部交通建设项目取得成果,1、主要成果和创新点,经过32家单位200多科研人员7年多技术攻关，在13个分课题系统研究的基础上，在8各方面取得了40余项成果:（1）沙漠公路自然区划2项成果(指标方法.区划图等)（2）沙漠公路选线及线形参数6项成果(设计理念.选线原则.线形指标.参数.3s技术等)（3）沙漠公路路基设计技术6项成果(阻沙性能.合理断面.边坡.高度.稳定性等),1、主要成果和创新点,（4）风积沙路用性

20、能4项成果(强度机理.回弹模量E0.加固等)（5）沙漠公路路面结构与材料5项成果(温度场.典型结构.材料参数等)（6）沙漠公路防沙体系建设与维护技术6项成果(固沙新技术.防沙体系.植被结构.输沙断面等)（7）沙漠地区公路施工技术8项成果(试验方法.压实机理.工艺.压实度.检测方法等)（8）沙漠地区公路景观环境4项成果(评价方法.环保理念等),1、主要成果和创新点,通过集成创新，形成了以沙漠高速公路为主，涵盖一般公路的设计施工和检测评定技术、以“行车和防沙双安全”为原则的路线设计技术、以“阻沙性能和性价分析”为依据的路基设计技术，以“典型结构”为基础的路面设计技术和以“可调控固沙”为理念的各种防

21、风固沙和养护技术，为沙漠地区公路建设提供了成套的技术与方法。,成果在沙漠高速公路修筑技术等方面填补了国际空白；在沙漠公路自然区划、线形指标、阻沙性能指数、可调控防沙等7个方面取得了实质性创新；在风积沙筑路技术等10多个方面有重大突破；土壤凝结剂及其制备方法、土工编制袋沙障、沙障装置等3项技术获国家发明和实用新型专利；出版专著2部，发表论文60余篇。,1、主要成果和创新点,1、主要成果和创新点,创新1,提出了基于沙漠环境特点的公路路线设计理论方法，完善了沙漠公路平、纵线形设计指标体系，实现了沙漠公路设计中为确保交通安全而采用合理平纵线形进行主动预防行车事故的设计思想。,轮台,且末,民丰,塔中,阿

22、拉尔,和田,阿克苏,喀什,库尔勒,若羌,阿和沙漠公路减少绕行450km,塔且沙漠公路减少绕行290km,若羌且末公路减少绕行78km,提出的“双安全”等选线原则方法，改变了过去见沙漠就绕行的观念。,塔 克 拉 玛 干 沙 漠 地 貌 交 通 图,肖塘,沙漠公路选线原则,穿越塔克拉玛干沙漠的三条路分别缩短里程78km、290km、450km,沙漠公路合理线形,提出用实际运行速度进行线形设计的理念，确定了平纵面线形指标体系。,指标对比举例（不受限路段）,沙漠公路选线技术,RS卫星遥感信息处理,GIS地理信息处理分析,采用3s技术实现上述理念和原则,2、主要成果和创新点,创新2,综合应用空气动力学和

23、风沙物理学原理，以室内风洞、依托工程流场观测为依据，确定了定量分析路基阻沙性能模式，揭示了阻沙性能指数随路堤高度和边坡度的变化规律，有效地解决了沙漠路基合理横断面设计难题。,路基合理断面调查试验,图3-3 路堤弱风区面积计算示意图,阻沙性能指数：r=Q/D,调查分析,风洞试验,合理边坡技术经济分析,合理高度技术经济分析,阻沙性能模型,合理断面和高度推荐方法,3、主要成果和创新点,创新3,提出了“以沙治沙”的公路防沙理念，研究开发了沙袋、土工方格沙障等工程措施为主的可调控防沙体系及相应的维护技术，开创了“以沙治沙”的公路防沙措施先例。,防沙技术开发与研究 利用沙袋装满风积沙或 采用土工格室等其他

24、材 料形成活动沙障，实现 自由调节规格和移动，在沙障被流沙埋压后可 以提起，恢复固沙效 果，使传统的静态固沙 转化为动态固沙。开发 的有：有鳍无鳍沙袋沙 障、土工方格沙障。,有鳍沙袋沙障风洞模拟试验,阻固式沙袋沙障防沙体系,无穗沙障风速流场图,有穗沙障风速流场图,有穗与无穗沙障阻沙能力对比,可调控治沙、以沙治沙,不同规格沙障积沙厚度随风速的变化,20%土工方格沙障风速流场,土工方格风洞模型沙障布置,不同规格土工方格沙障沙埋提出后风速降低与粗糙度变化,可调控治沙、以沙治沙,流沙与沙埂沙障的风沙流结构,沙障防风固沙试验效果,利用固化剂加固就 地风积沙形成沙 埂，发挥初期固沙 和阻沙作用，配合 植物

25、种植，最终形 成防沙体系，达到 防沙目的。,通过上述思路和方法实现“调控固沙、以沙治沙”的 防沙理念。,A-7m/s B-15m/s C-20m/s,不同风速条件下沙埂沙障模型风速流场图,可调控治沙、以沙治沙,可调控治沙、以沙治沙,沙袋沙障,土工网格沙障,有鳍沙袋沙障,沙埂沙障,4、主要成果和创新点,创新4,建立了我国沙漠地区公路自然区划指标体系和分区系统，完成了沙漠地区公路二级自然区划，解决了区分不同沙漠地区公路设计、施工和养护中的差异性问题。,区划结果：7个一级区,区呼伦贝尔沙地,区浑善达克沙地,区库布齐沙漠,区毛乌素沙地,区腾格里沙漠,区乌兰布和沙漠,区巴丹吉林沙漠,区柴达木沙漠,区古尔

26、班通古特沙漠,区塔克拉玛干沙漠,区半湿润温冷沙地区；,区半干旱温热沙地区；,区干旱温热沙漠区；,区极干旱寒冷沙漠区；,区干旱温冷沙漠区；,区极干旱炎热沙漠区。,区半湿润严寒沙地区；,沙漠公路一级自然区划图,沙漠公路自然区划,覆盖度30-45%,覆盖度15%,高度10m,高度10-50m,高度50-100m,高度100m,二级区：25个植被覆盖度二级区；,21个沙丘高度二级区。,沙漠公路自然区划,5、主要成果和创新点,创新5,揭示了含水量、压实度等指标对风积沙路用性能的影响规律，确定了风积沙路基的压实标准、检测方法和质量评定标准，使沙漠地区最广泛和最经济的沙漠沙得到了充分应用。,通过室内外不同含

27、水量、压 实度条件下风积沙路基回弹模 量的试验，揭示了风积沙路基 含水量、压实度与回弹模量的 关系。,风积沙回弹模量 通过调查、实测和室内研 究，并经大量应用，推荐出 不同分区沙基回弹模量取值 范围。,不同沙漠分区沙基回弹模量推荐值,南疆风积沙回弹模量与承载板直径、含水量关系曲线图,风积沙路用性能及施工控制,通过研究提出了一整套沙漠高 等级公路施工的系统技术和质 量控制标准。,风积沙路基压实标准及 检测方法 1）提出风积沙最大干密度的确定方 法，明确了0.075颗粒含量大于23%时采用标准击实法，小于23%时采用 振动台方法。,2）提出沙漠地区高速、一级公路路 基压实标准为94%、二级和其他公

28、路 为93%。,彩色风积沙振动试验,风积沙不同压实方法压实曲线图,风积沙路用性能及施工控制,6、主要成果和创新点,创新6,通过研究沙漠公路路面结构温度场及相应力学特征，建立了沙漠公路路面温度、变温速率以及温度梯度的计算模式，为沙漠地区公路路面结构设计和材料的选择提供了依据，并据此提出了沙漠地区的路面典型结构类型。,路面温度场测试分析 在内蒙G207线，采用自动温度仪，进行了路面现场温 度测试，通过分析，确定出工作环境温度指标；建立了路 面最高、最低温度、最大变温速率以及最大温度梯度的理 论预估公式；提出了温度场数学模型和计算方法，为沙漠 公路路面结构设计和材料选择提供了理论支持。,路表最大温度

29、梯度理论预估公式可表示成：,冬季：,夏季：,沙漠公路路面温度,夏季典型路面结构温度日变化曲线,冬季典型路面结构温度随深度变化曲线,路表温度随风速变化曲线,路表和基层顶日温差与面层厚度的关系,典型气候条件下夏季路面结构温度梯度日变化曲线,不同日温差条件下温度梯度随深度变化曲线,不同太阳辐射量条件下温度梯度随深度变化曲线,风速对路面温度梯度影响曲线,面层材料导热系数对温度梯度的影响曲线,路面结构的温度场变化曲线,沙漠公路路面温度,7、主要成果和创新点,2.3 高速公路拓宽改造工程路基拼接技术,高速公路改扩建,新路最终还会变为旧路,旧路不能满足交通需求,主要内容,潼西高速公路改扩建工程路床路面拼接施

30、工,80/85cm 路床,85cm 路面厚度,路床拼接,第一步:旧路土路肩外边缘开挖,80/85cm 路床,85cm 路面厚度,42CM,1:0.1,路床底,42CM,1:0.1,路床底,土质路基：检测含水量,W20%沉管水泥碎石桩或干拌水泥碎石桩，桩长4m,4060cm,第一步:旧路土路肩外边缘开挖,含水量检测：1点/单侧100m（2点/单侧100m）,桩顶虚打厚度根据现场情况确定，土质较差换填厚度超过60cm路段需要单独确定。,42CM,1:0.1,路床底,土质路基：检测含水量,W20%沉管水泥碎石桩或干拌水泥碎石桩，桩长4mW20%灰土挤密桩，桩长4m,第一步:旧路土路肩外边缘开挖,含水

31、量检测：1点/单侧100m（2点/单侧100m）,桩顶20cm根据现场情况确定是否需要换填处理,80/85cm 路床,85cm 路面厚度,第二步:旧路硬路肩铣刨开挖,第二车道 第三车道,270cm,40CM,30CM,21+80/85CM,21CM,沥青料分层铣刨分层堆放,高程=计算设计标高-43cm,底层底基层铣刨料,1:0.1,第二步:旧路硬路肩铣刨开挖,270cm,40CM,20CM,土质路基：检测含水量和弯沉,L150或w20%,外侧换填4060cm铣刨料，内侧换填20cm铣刨料或8%灰土 再填筑80cm路床L150,晾晒整平碾压后直接填筑路床150为暂定值，具体数值根据试验路段成果确

32、定。,弯沉检测：2点/单幅100m（5点/单幅100m）,双向钢塑土工格栅,路床顶,240CM,试验路段路床中部检测弯沉,第一步:旧路土路肩外边缘开挖,40cm 路床上部,85cm 路面厚度,路床底以上40cm,42CM,1:0.1,42CM,1:0.1,砂砾路基：暂不检测，直接施工沉管碎石桩,40CM,第一步:旧路土路肩外边缘开挖,路床底以上40cm,桩顶20cm根据现场情况确定是否需要换填处理,85cm 路面厚度,第二步:旧路硬路肩铣刨开挖,250cm,沥青料分层铣刨分层堆放,高程=计算设计标高-43cm,30CM,21CM,21+40CM,1:0.1,底层底基层铣刨料,第一层台阶铣刨时，

33、因铣刨机挡料板及铣刨深度限制，铣刨时无法满足垂直铣刨要求,60cm,80/85cm 路床,85cm 路面厚度,第二步:旧路硬路肩铣刨开挖,250cm,40CM,高程=计算设计标高-43cm,30CM,21CM,21+40CM,砂砾路基：整平碾压后检测弯沉,L130换填20cm铣刨料铺土工格栅再填筑40cm路床L130 振动压实后直接填筑40cm路床130为暂定值，具体数值根据试验路段成果确定。,弯沉检测：2点/单幅100m（5点/单幅100m）,双向钢塑土工格栅,40+20CM,40CM,路床顶,第一车道 第二车道,270cm,基层拼接,路床顶,第一车道 第二车道,270cm,第二车道 第三车

34、道,321cm 水稳碎石,高程=计算设计高程-22cm,路床顶,基层拼接之前，路床顶应按相关规范及设计要求验收合格，并根据硬路肩检测结果合理确定硬路肩路面铣刨方案。本幻灯只演示旧路硬路肩检测结果均满足要求的情况。,220cm,路床顶,第一车道 第二车道,面层拼接,285cm,第二车道 第三车道,321cm 水稳碎石,220cm,高程=计算设计高程-22cm,321cm 水稳碎石,第二车道 第三车道,220cm,230cm,12cm ATB-30,6cm AC-20,高程=计算设计高程-4cm,隔离墩的设置,40+15cm,路床拼接,270cm,隔离墩的设置,第一车道,第二车道,硬路肩,土路肩,

35、施工单元,85cm,330cm,295cm,限速60km/h，施工路段禁止超车。隔离墩设置应符合管理处有关文件要求。,隔离墩的设置,路面拼接,第一车道 第二车道,60+60+15cm,路床顶,230cm,20cm,190cm,隔离墩的设置,第一车道,第二车道,硬路肩,土路肩,施工单元,185cm,565cm,限速40km/h，施工路段禁止超车。隔离墩设置应符合管理处有关文件要求。,1.路床底标高,路床底标高=推算路面设计标高-拼接部分路面厚度-路床厚度,2.路床底弯沉检测,测试弯沉 FWD（落锤式弯沉仪）或贝克曼梁,弯沉检测,弯沉评价单元长度宜根据弯沉检测结果灵活选取，不宜统一采用1Km为一评

36、价单元。建议评价单元采用200300m。,3.土工格栅铺设：,1.土工格栅搭接长度应满足设计要求，以重叠二个网格净距为搭接长度。2.土工格栅应铺设平整，并用U型钉按设计要求固定。,4.路床开挖,旧路路床为灰土：,旧路路床为砂砾：,1015cm,40cm,40cm,旧路面铣刨,铣刨作业应注意的问题：,1.可能发生啃边的地段，可预留宽度5cm，拼接前冷接缝处理。2.切边线性顺直，不出现明显的啃边现象。3.铣刨面平整，高低差8mm。4.铣刨深度误差1.0cm。5.老路利用的结构层拉毛，不得留有夹心层，如有应二次铣刨。6.沥青层、水泥稳定碎石按拼接台阶要求分层铣刨，不同材料不能混铣混装，运到再生加工场

37、也必须分类堆放。7.铣刨机在施工段加水，不得泄露，防止水渗入保留的路面结构层中，影响路面的长期使用质量。,底基层施工：,1.底基层平整度控制：外侧走钢丝，控制纵向顶面高程，横向用横坡仪控制；内侧以铣刨的基层底面台阶为基准，用长度不小于1.0m的雪橇控制标高。2.底基层拌合、运输、摊铺、碾压、养生等施工要求同水泥稳定碎石基层。3.底基层质量验收标准应满足相关规范及设计要求。,底基层、基层拼接,1.基层平整度控制：外侧走钢丝，控制纵向顶面高程，横向用横坡仪控制；内侧以铣刨的基层底面台阶为基准，用长度不小于1.0m的雪橇控制标高。2.基层拌合、运输、摊铺、碾压、养生等施工要求应满足相关施工规范及设计

38、要求。3.基层质量验收标准应满足相关规范及设计要求。4.两层铺筑的时间间隔：下基层的养生时间根据施工温度和工程进度来确定。如果两层基层连续施工，则应保证施工车辆不会对基层形成破坏，否则将形成薄弱夹层。,基层施工：,拼接缝加固：,施工工艺：1.清扫基层：对拼接缝两侧各1.25m范围进行清扫、吹尘和清洗。2.灌缝：a、用森林灭火器吹除拼接缝内灰尘。b、对小于等于5mm的拼接缝灌乳化沥青。c、对大于5mm的拼接缝灌热沥青。3.喷洒透层油：在拼接缝两侧各1.0m范围内，按0.5Kg/m2沥青用量喷洒透层乳化沥青。4.布设玻纤格栅（如有）：在拼接缝两侧各1.0m范围内铺设；玻纤格栅必须与基层粘牢。5.洒

39、布粘层油：在拼接缝两侧各1.0m范围内按0.30.5Kg/m2沥青用量洒布乳化沥青，待乳化沥青破乳后洒布石屑，覆盖玻纤格栅。,基层、底基层纵向拼接施工技术要求：,1.缝面无杂物、无尘土，线形顺畅、整齐，无污染。2.接缝垂直立面喷涂粘合剂：采用1：31：4水泥净浆喷涂均匀，不露白，不流淌。3.水泥净浆粘合剂喷涂后要紧跟进行摊铺，防止水泥净浆初凝失去粘结作用。4.碾压前必须对接缝位置混合料不饱满处先补料，碾压时先距接缝2030cm将新铺料压实，然后紧靠缝面碾压。5.加强接缝处的保湿养生，以提高接缝的整体强度。6.接缝面因标高控制不严、薄弱夹层的清除、局部沉降等原因造成接缝处产生台阶的，应清除台阶。

40、,基层、底基层横向拼接施工技术要求：,1.斜面接缝：水泥稳定碎石基层当天的工作缝，若第二天拼接的时间间隔不超过12小时，可留斜面接缝。接缝面坡度1：3。2.垂直接缝：水泥稳定碎石基层工作缝不能在12小时内连续铺筑时，采用垂直接缝。二次铺筑时，接缝面应喷涂水泥净浆。,封层施工：,1.封层施工前需用打毛机将基层打毛，清扫，高压吹风清除灰尘，清洗，晾晒并保持表面湿润的条件下进行封层施工。2.封层的材料、施工工艺、养生、验收等应符合有关施工规范及设计要求。,透层施工：,1.气温低于1O或大风、即将下雨时不得喷洒透层油。2.透层油宜紧接在基层碾压成型后表面稍变干燥、但尚未硬化的情况下喷洒。3.透层的材料

41、、施工工艺、养生、验收等应符合有关施工规范及设计要求。,面层拼接注意事项：,1.以老路面为基准使用的雪橇长度不应小于2.0m，以热沥青面为基准面的雪橇长度不小于1.0m。2.钢丝基准面要求拉直，张拉力80KN，钢丝平顺不允许出现折点。3.沥青层施工工艺、材料要求、拌合、运输、摊铺、碾压、检测等应符合相关施工规范及设计要求。,面层拼接施工,面层拼接接缝处理：,1.接缝要密实不渗水。2.接缝不发生啃边、松动、粒料脱落等现象，拼接前要对接缝面涂乳化沥青粘层油。3.碾压时，第一遍距缝30cm，先稳定热沥青层，再回过头来压接缝处，以保证接缝处热沥青料不推移。4.在接缝的位置应通过人工适当补料，以满足接缝

42、处不缺料。5.横向接缝尽量留在结构物处，因故不能实现时要留出横向拼接台阶，宽度2m，垂直切缝严格按冷接缝工艺要求处理。,面层纵向接缝施工技术要求：,1.接缝面不允许有松动抛散的集料、无灰尘、不污染。2.接缝垂直面粘层油喷洒应均匀，不露白不流淌。3.接缝面热处理：利用摊铺机熨平板加热用液化气，自制一组喷枪装置，通过烘烤使接缝处老路温度升高到100110度。摊铺机铺筑的热料和加热的缝面接触能有效的提高接缝的粘合力。4.接缝处填料不足要人工补齐，大粒径骨料要剔除。5.接缝压实：碾压时先距接缝2030cm将新铺料压实，然后紧靠缝面碾压。,面层拼接其他问题,1.桥面防水层必须在沥青路面铺筑完成前完成并达

43、到设计强度,（1）、桥面防水要形成整体防水层，防水层施工应由专业队伍施工。（2）、旧桥面沥青铺装层铣刨后应对桥面进行整修。（3）、防水层施工和检测应遵循国家有关规范、标准和设计文件的要求。,面层横向接缝施工技术要求：,1.热切接缝：在铺筑沥青混凝土未冷却硬化前，利用3米直尺沿横缝方向检测35个点，找准切缝位置划出切割线，采用铁铲将热沥青多余的毛边切除，切除后严禁车辆通行，保护切面不受损害。2.冷切缝：热沥青完全冷却后只能通过3米直尺找准切缝线用切缝机锯开。3.横向工作缝：应尽量调整好工作时段，将横向接缝留在桥头。,面层拼接其他问题,2.桥头过渡段调整,（1）、沉降值的确定一是和设计线比较，二是

44、要现场测量桥头沉降差，顺纵向贴在老路上拉线，10m范围内中点沉降大于3cm的桥头必须认真调整。（2）、沉降盆的两端要根据调平层的铺筑厚度铣刨一段槽口，来保证新老结构层能平顺相接。,3.沥青路面离析,级配离析温度离析,级配离析：沥青路面上部分区域粗细集料分布不均匀，在级配 及沥青用量上与设计不一致，导致路面呈现出较差的结构和纹理特性。由于细料集中、孔隙率小，可能出现泛油、车辙；由于粗料集中、孔隙率太大，而出现水损坏现象。,温度离析：沥青混合料在储存、运输及摊铺中受天气、施工机械影响，由于热量损失而出现温度差异的状况。由于温度离析，路面会出现压实度不均匀的现象，摊铺面温度较低的区域将导致路面较高的

45、空隙率和较高的粗糙度。这些区域由于透水，将出现松散、坑洼现象。温度离析造成的后果与骨料离析一样严重，都会导致沥青路面的早期损坏，大大缩短沥青路面的使用寿命。,3.沥青路面离析,级配离析：混合料设计堆料拌和厂运料车装料和卸料摊铺机传料车,料堆转移的方法对减少堆料离析很重要。装载机的装卸方式对料堆的离析和料堆级配的变化很关键，集料应垂直地在料流下移走，操作员应当对整个料堆面工作，不能污染料堆。当料堆取样确定冷料仓的比例时，多取几个点取平均值，得到的筛分结果才能代表料堆的级配。对于大粒径的1料，可以用两个冷料仓同时提供1料，可以减少堆料的离析。,3.沥青路面离析,混合料设计堆料拌和厂运料车装料和卸料

46、摊铺机传料车,为了快速装料，司机经常在装料时将运料车停在储料仓下的一个固定位置等料，如果这种混合料比较容易离析，粗料将会滚到运料车料堆的前端、后面及旁边，这将导致运料车卸料时，粗集料将最先或最后从运料车卸到摊铺机中，致使运料车每卸一次料，粗集料就会集中在摊铺机的两翼，路面将产生一处粗集料集中区域，这是典型的卡车离析。,3.沥青路面离析,为减少温度离析，我们的建议是：做好卡车的保温措施；两台摊铺机距离不要过大；及时碾压；不要等摊铺机上的混合料摊完时，才装新的混合料；减少摊铺机的收斗次数。,路面压实的目的,使铺层达到规定的密实度，从而抵抗环境和车辆荷载的作用车辆水太阳辐射空气氧化获得适宜的平整度,

47、4.路面压实,路面拼接其他问题,影响路面压实的因素,4.路面压实,材料的性质 层厚的影响 混合料的温度 气候因素,路面拼接其他问题,4.路面压实,路面拼接其他问题,4.路面压实,4.路面压实,结构特点：悬浮密实结构，中间粒径的集料少，集料间的摩阻力小，易于压实。碾压要求：层厚适宜时容易压实；高温碾压易推移，不能紧跟摊铺机；使用胶轮压路机进行复压，以提高压实度；,AC结构,结构特点：骨架密实结构，沥青用量多，高温时混合料较软，相对而言容易压实。碾压要求：粗集料间能够形成骨架，高温碾压不推移，初压可以紧跟摊铺机；由于沥青含量多，为防止粘轮和把玛蹄脂揉搓到表面，一般不使用胶轮压路机。,SMA结构,2

48、.4 公路路面工程发展趋势,公路工程发展趋势和施工新方法,公路路基发展趋势与新技术公路路面发展趋势与新技术公路桥梁发展趋势与新技术公路隧道发展趋势与新技术,一、公路工程发展趋势与新技术,1.2 公路路面发展趋势与新技术,1.2.1 公路路面工程发展趋势 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。,2）路面发展趋

49、势（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（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,3）我国公路水路交通运输“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

50、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）交通运输信息资源开发利用。,（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）