高速公路技术创新与实践.ppt

,江苏省交通厅,2,3,一、江苏省高速公路建设概况,一、江苏省高速公路建设概况,4,江苏滨江临海，面积10.3万平方公里，人口7600多万，有69%的平原和17%的水域，雨量充沛，土地肥沃，素有“鱼米之乡”的美誉。江苏有着丰富的地形地貌，独特的风景以及丰富的人文资源，在这样的自然背景下，十多年来江苏高速公路建设克服了地基软弱、河湖港汊交织等不利因素影响，以高起点、高效率、高速度推进，并取得了巨大成就。,江苏省高速公路建设概况,5,江苏省高速公路建设概况,我省1996年制定了“四纵四横四联”3500公里的高速公路网建设规划方案。十多年来，这一规划为我省高速公路快速发展起到了重要指导作用。,1、第一轮规划,总里程3500Km,6,总里程5200Km,我省2006年提出新一轮高速公路路网规划，目标是2015年形成“五纵九横五联”的高速公路网，总里程为5200公里。达到5.07公里/百平方公里。,2、第二轮规划,江苏省高速公路建设概况,7,建设里程：通车高速公路已达到3725公里，路网密度居全国第一。建设水平：国内领先，国际先进。,3、建设成就,8,二、以高度的责任感、使命感建设高速公路,二、以高度的责任感、使命感建设高速公路,9,高度的责任感、使命感,建设周期短，10-30年完成。,不可替代、经久耐用、安全舒适。,永久性工程，公共基础设施。,10,高度的责任感、使命感,11,高度的责任感、使命感,教训,12,高度的责任感、使命感,教训,13,高度的责任感、使命感,14,高度的责任感、使命感,对时代、对历史、对人民、对子孙后代高度的责任与使命,15,与国外先进水平相比，无论在理念上，工程的耐久性上，还是细节处理上，还存在很大差距:,高度的责任感、使命感,16,要把“以人为本、安全至上、方便使用”和“全面、协调、可持续的科学发展观”，“资源节约型、环境友好型”的理念贯彻到高速公路建设中，实现人、车、路、自然的和谐与统一。,高度的责任感、使命感,17,三、树立明确的高速公路建设目标,三、树立明确的高速公路建设目标,18,明确的高速公路建设目标,19,明确的高速公路建设目标,江苏高速公路建设成功的经验,20,宁常高速公路提出建成我省“设计最优、工程最精、环境最美、创新最多”的“彩色之路、森林大道”的目标，通过进一步提升设计理念，大力进行创新设计，充分体现以人为本，安全至上，生态环保的设计思想，呈现了高速公路的柔和之美、艺术之美、环境之美；,明确的高速公路建设目标,21,明确的高速公路建设目标,22,组织保障,江苏省以省市高速公路建设指挥部负责，行业内设计单位、高校、研究所等作为创新载体，构建了创新组织体系，进行技术创新，为江苏省高速公路的创新提供了有效的保障,明确的高速公路建设目标,23,三、全面提升高速公路建设理念,三、全面提升高速公路建设理念,24,1、八五阶段,2、九五阶段,3、十五阶段,4、十一五阶段,全面提升高速公路建设理念,25,从2004年开始，交通部提出了“公路勘察设计新理念”以及“全寿命周期成本理念”并推广川九公路建设经验，2004年交通部在江苏召开了第一次全国公路勘察设计工作会议，推广宁杭高速公路建设经验。,全面提升高速公路建设理念,川九公路,宁常公路,26,宁杭高速公路首次提出了“珠链”设计理念，提出了“生态、环保、景观、旅游”高速公路的建设目标。宁杭高速公路建设成为全国示范工程，对设计理念的创新具有很大的推动作用，专家评价宁杭高速公路建设代表了中国高速公路建设发展的方向。,全面提升高速公路建设理念,SERVICESTATION服务区,TOLLPLAZA收费站,INTERCHANGE互通,27,28,四、大力开展技术创新，打造高速公路品牌工程,四、大力开展技术创新，打造高速公路品牌工程,29,软土地基关键技术,江苏省位于长江三角洲平原水网地区，地质条件差，如何对软土地基进行有效处理，是我省高速公路建设必须解决的首要问题。软基处理结合科研大力开展技术创新，解决了桥头跳车、差异沉降等难题，通过对工艺研究和创新，使施工质量易于控制。技术创新涵盖了从综合处治技术、施工工艺、检测方法、沉降控制、沉降观测等各个方面，形成了软基处理设计、施工、质量控制等方面的成套技术。关键技术主要有真空联合预压、水泥搅拌桩双向搅拌技术、长板-短桩法技术、砼芯水泥土搅拌桩技术、现浇薄壁筒桩技术、固化剂加固软土技术、深厚软土的沉降和侧向变形的控制技术、新老路基结合部的处治技术、差异沉降控制技术等。,30,软土地基关键技术,31,江苏省高速公路：2000年之前,交通量增大，重载超载多，面临严重考验早期损坏较多沪宁、锡澄高速为例,沥青路面关键技术,32,江苏省高速公路：2000年之后,高度重视高速公路沥青路面技术的研究“延长沥青路面使用寿命综合技术的研究”对江苏省“九五”期间修建高速公路沥青路面的使用状况，交通荷载特点、沥青路面原材料、混合料组成设计、路面结构设计、施工工艺等方面进行了全面的调查，系统研究分析了成功的经验及产生病害原因，并对延长沥青路面使用寿命综合技术进行了系统的研究。,沥青路面关键技术,柔性基层路面,施工技术规范编制,沥青关键指标,石料适用调查,最终产品规范,材料,施工,长寿命路面,沥青碎石,SMA,结构,管理,Superpave,压实,离析,渗水系数,排水路面,路面研究,动态控制技术,沥青路面关键技术,1路面结构优化,厚度调整下面层加厚至810cm中面层加厚至6cm面层厚度由16cm增到1820cm混合料类型三个面层均采用抗水损能力较强的密级配混合料粒径匹配每层厚度与沥青混合料最大公称粒径之比不小于3；,沥青路面关键技术,江苏沥青路面结构演变,96年沪宁路,99年广靖锡澄,2000年京沪,沥青路面关键技术,有效的缓解沥青路面反射裂缝且耐久性能优良。2004年江苏省在江太、盐淮高速公路上铺筑了柔性基层试验路。,进行柔性基层沥青路面试验,沥青路面关键技术,长寿命路面试验研究（沿江高速）,38,为了减少车辆漂滑和溅水雨雾现象,提高沥青路面在潮湿行驶时的抗滑能及降低路面行车噪音。开级配抗滑磨耗层（OGFC）、排水路面（PA）正越来越多的受到关注。2005年，在盐通高速公路上进行了排水基层和排水路面的试验研究，铺筑了试验路。在常澄高速公路上开展了OGFC抗滑磨耗层研究，并铺筑了试验段。2008年，在宁杭高速公路二期工程推广使用了排水路面。,常规路面,OGFC路面,沥青路面关键技术,排水路面、OGFC的研究,39,排水沥青路面PAC-13,排水沥青路面洒水后透水效果,2优化混合料设计,引进新设计方法、改进马歇尔设计方法上面层：AK-13S、SMA中下面层：Superpave、AC-S型沥青混合料设计指标研究最大理论密度击实温度,沥青路面关键技术,41,SMA的特点嵌挤的骨架高温稳定性好，抗车辙能力强粗集料用量多路表粗糙抗滑、行车安全空隙率较小抗水害、耐老化沥青用量多抗裂性好江苏的应用始于95年，在宁连、宁通公路上修筑了SMA试验路。98年以来对SMA路面进行了大量试验研究。至今，SMA通车里程已达到了近2500km。,SMA路面的应用,沥青路面关键技术,Superpave路面,路用性能骨架嵌挤，抗车辙性能优良均匀密实，减少路面级配离析压实要求高，需较大的压实功工程造价与AC型结构相当工程应用2001年试验路2005年推广应用2008年底应用1500公里高速公路,沥青路面关键技术,43,AK-13S、AC-20/25S,优化原则兼顾“嵌挤、均匀、密实”S型级配、指标改进路用性能：施工均匀性好，提高中下面层抗车辙能力工程应用自20012005年起建成通车高速公路约70%采用改进型级配，性能优良。,沥青路面关键技术,44,3.路面下封层技术,2003年开始对下封层技术进行了深入研究，并在工程中不断应用，包括石油乳化沥青、改性乳化沥青、改性热沥青等下封层等。单层式改性乳化沥青下封层的效果要比普通乳化沥青下封层好得多，在高速公路建设中得到了较为广泛的应用，能较好地满足下封层的技术要求。还积极开展新的下封层技术的研究，包括Strata沥青混合料、橡胶沥青碎石封层AR-SAMI在下封层的应用等。,沥青路面关键技术,4加强路面压实,提高压实功，使用大吨位压路机1个工作面配备：3台25t/30t胶轮压路机3台12T以上的钢轮振动压路机桥面铺装使用振荡压路机提高压实度标准，压实度双控；马歇尔标准试件密度的压实度不小于98%理论密度压实度为93%97%范围内，SMA为94%96.5%范围内,沥青路面关键技术,5扩大了改性沥青的应用,中、上面层全部采用SBS改性沥青，提高路面的抗车辙能力和结构强度。环道试验说明车辙不仅发生在上面层，而且中面层对整体车辙有显著影响；,沥青路面关键技术,6加强石料质量控制,建立了完善的路面集料准入制度改进集料加工工艺破碎机类型场地硬化二级除尘隔片筛提高路面集料技术标准压碎值：20%针片状颗粒含量：12%（上面层15%）软石含量：3.0%增加了高温压碎值指标：24%,沥青路面关键技术,7提高路面渗水系数标准,中面层和上面层渗水系数不大于50ml/min随机点渗水系数合格率宜不小于90Superpave结构合格率宜不小于80。下面层渗水系数不大于60ml/min随机点渗水系数合格率宜不小于80；,沥青路面关键技术,8加强施工质量控制,制定了地方规范江苏省高速公路沥青路面施工技术规范严格控制油石比规范：0.3%江苏：+0.2%、-0.1%路面离析的控制编制了沥青路面离析防治指南2001中等/严重2005无离析/轻度施工质量动态控制,沥青路面关键技术,50,施工质量动态控制技术,编制了动态控制程序明确了路面质量关键指标室内空隙率现场空隙率油石比关键筛孔通过率VMA动态监控,及时调整工程应用沿江、扬州绕城、盐通等1000km高速，提高关键工序质量。,沥青路面关键技术,9新材料的应用,聚酯纤维特点提高混合料抗裂性能提高疲劳寿命用量混合料重量的0.30.5%工程应用约200km沿海高速宁常高速宁杭高速,52,硬质沥青,硬质沥青特点硬质沥青改善混合料高温稳定性；提高沥青混合料劲度模量，能提高面承载能力，更好的分散路面竖向应力，改善下承层的受力状况。工程实例2005年在盐通高速公路左幅k108+311k123+260下面层铺筑了试验路，混合料类型为AC-25S型，全长14.95公里。,沥青路面关键技术,9新材料的应用,53,橡胶沥青特点提高疲劳寿命更强的抗反射裂缝能力减少老化降低噪声更高的安全性（更高抗滑性能）节约自然资源，保护环境,橡胶沥青,沥青路面关键技术,9新材料的应用,应力吸收夹层AR-SAMI,橡胶沥青应力吸收夹层AR-SAMI沥青：2.5kg/m2碎石：12kg/m2抗裂性3cmHMA应用工程宁常、宁杭、沿海,沥青路面关键技术,断级配混合料AR-AC13S,江苏省AR-AC13S：级配更为间断，矿料间隙率VMA更大，为容纳胶粉提供空间；高油石比，发挥橡胶沥青抗裂性能，提高耐久性；铺面构造深度更大，提高性能安全性。,沥青路面关键技术,亚利桑那AR-AC,得克萨斯SMA-R,江苏AR-AC13S,约束试件温度应力试验(TSRST),沥青路面关键技术,开级配混合料AR-OGFC13S,价格远低于高粘沥青沥青用量高降噪效果明显,沥青路面关键技术,2005年在盐通高速公路水泥稳定碎石基层上铺筑SAMI层2006年在连盐高速公路上实施AR-AC13S实验段2007年在宁常高速公路上推广，铺筑28.9公里AR-AC13S2008年在宁杭高速公路二期，铺筑了14公里AR-AC13S,工程实例,沥青路面关键技术,国际橡胶沥青大会(AR2009),2009年11月24,中国南京22国家，500多人参加,沥青路面关键技术,10进行沥青路面施工技术服务,沥青路面技术服务是江苏省高速公路建设的成功经验，由经验丰富的科研单位为建设单位提供技术支撑，有效地增强了高速公路建设的技术水平和技术力量，并积极促进了科研成果转化为实际生产力。,沥青路面关键技术,工程应用效果（2001年之后）,沥青路面早期损坏基本杜绝！沥青路面车辙得到有效控制！沥青路面基本做到10年不大修！,沥青路面关键技术,汾灌高速公路,2002年汾灌(85km)7年来几乎无维修；平均车辙小于8mm,沥青路面关键技术,沿江高速公路,2004年沿江(113Km)建成后分流沪宁高速公路重载交通，5年状况良好；平均车辙小于6mm,沥青路面关键技术,宁杭高速公路（一期）,20032004年通车6年来基本没有维修2008年平均车辙7mm,沥青路面关键技术,养护改造费用节约（2008年）,养护及大修费用2008年江苏高速公路为16.9万元/km2008年全国平均水平约40万元/Km江苏省高速公路里程:3725km2008年江苏费用节约8.6亿元,沥青路面关键技术,67,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,68,优美的桥梁是一道靓丽的风景线,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,69,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,70,方山桥蝶恋花,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,71,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,72,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,73,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,宁常高速茅山互通从路网分析出发，将互通与服务区合并设置，服务区兼互通功能。,74,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,75,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,76,77,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,综合运用生态学、植物学、工程学、风景园林学等诸多学科的知识，将“融入自然”，呈现“原生态之美”的景观设计理念贯穿到防护设计之中，贯彻了“全面生态防护、突出景观特点、满足地质特征、顺应特殊部位”的设计原则。,78,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,79,3,路堤边坡采用土路肩明沟拦截路面径流，有效减小路面汇流对坡面冲刷。,土质边坡采用植物生态防护，根据边坡的高度、土的塑性条件选择不同的生态防护形式。,在防护工程实施之前，进行坡面的整治，使土路肩与坡面形成自然衔接，形成流畅优美的视觉效果。,1,2,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,80,坡顶和坡角的导弧处理，流畅优美，贴近自然,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,81,营造地形，使地形感觉顺适，减少突兀感，外观自然,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,82,对桥梁锥坡防护摒弃了传统的圬工型式，采用全生态的防护体系，减少人工痕迹，贴近自然，提高视觉的舒适性。,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,83,浸水路基防护：滆湖路基防护实景。常水位以下采用浆砌片石防护常水位以上采用芦苇等湿生植物全生态防护，与滆湖整体景观协调,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,84,施工现场,挂镀锌铁丝网喷射绿化基材喷播植草,防护效果,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,85,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,86,轮胎固土生态防护,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,87,土工编织袋生态防护,防护效果,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,88,土工格室的使用,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,89,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,90,互通,排水和防护及景观营造的综合,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,91,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,路侧土路肩明沟柔化为弧线形，并采用滑模施工技术，降低了边坡的冲刷。,92,低路堤段地形整治基础上的生态排水体系,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,93,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,94,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,95,排水与防护的综合设计（互通范围）,首先进行景观设计，景观设计充分吸纳地域特色，严格遵循自然原则，达到路、人、景合一的和谐境界，让行车者在和谐的自然中体验怡人美景。,以景观主题设计为指导，进行地形设计。地形设计本着创出特色、形成风格的基调，尊重原始地形特质，以单面坡的地形形式为主。,在地形整治恢复的基础上，进行防护、排水的综合设计。,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,96,取消排水边沟，与原地貌保持一致或自然顺接,对容易造成冲刷部位采用土路肩暗排沟、坡面隐形截水沟,构筑物与水体进行暗管连接，消除构筑物对景观的影响,互通区排水设计以地形为依托，以“环境、排水”为设计“亮点”。,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,97,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,98,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,99,开展设计创新和技术创新,建设生态环保的高速公路,100,开展设计创新和技术创新,