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文档简介

我国高速公路水泥混凝土路面建造技术创新与进步一、高速公路水泥路面面临千载难逢的快速发展机遇过去的一年是国际市场上原油和沥青价格有史以来最高的一年,从2004年中飚升到每桶50美元以上,最高超过每桶70美元,目前维持在60余美元高价位,按正常年份每桶25美元计算,原油上涨3倍左右;沥青涨价幅度与原油保持同步。原油价格飙升对我国主要依托沥青建造的高速公路带来巨大的冲击和影响,同时,也为全部依托我国自产水泥、砂石料等资源建造高速公路水泥混凝土路面带来了千载难逢的快速发展机遇。目前我国高速公路沥青面层建造单价比水泥路面高50%,建设投资剧增;同时,购买沥青要现金,且不能按期供货,工期没有保证。我国水泥因燃煤涨价,略有上涨,42.5级水泥全国平均在每吨350元左右,仅有沥青的1/13-1/15。作者研究得出的等投资平衡点是水泥与沥青1/6。要回避国际市场高油价带来的沥青价格飚升的高风险和高投入,用有限资金建造更多的高速公路,增强我国高速公路建设安全性和经济性,符合国家提倡的节约型经济和环保要求,就必须加强滑模摊铺水泥混凝土路面技术的研究与应用,大力推进其技术创新和进步,我国高速公路路面建设不应再仅仅依赖沥青路面一项技术,在解决水泥路面建造新技术的前提下,回避高油价风险,多建造高速公路水泥路面。高速公路水泥路面设计施工成套技术是我国以往提倡的“因地制宜,黑白并举”路面建设方针的第二条出路,2004年水泥混凝土路面设计规范获得中国公路学会二等奖;2005年《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTGF30-2003(以下简称施工规范)获得中国公路学会二等奖。高速公路水泥混凝土路面建造技术已经被公路行业公认为达到了国际先进水平。本文主要介绍近十六年来,我国高速公路水泥混凝土路面建造技术所取得的研究进展和技术创新,期待通过此文的介绍,使国内各省、区交通厅、公路局的决策者们对于建造高质量、舒适、经久耐用的高速公路水泥混凝土路面建立起足够的技术信心。二、高速公路水泥路面环保与长寿命优势1、水泥混凝土路面比沥青路面更加环保水泥混凝土路面所用的所有材料:水泥、砂石料与粉煤灰、矿渣掺合料等都是环境友好型的。水泥水化后形成的水化硅酸钙和水化铝酸钙是自然界原有的托贝莫来石,不会对土壤与地下水产生任何污染,即使是路面磨损下来的碎屑,也仅为尘土,而不是任何有害物质。高性能混凝土中除了使用水泥外,要求掺加粉煤灰、矿渣等活性掺合料,一方面,使这些工业废渣变成混凝土的重要原材料,使废渣变成了资源,同时,这些工业废渣通过生成水化硅酸钙和水化铝酸钙被混凝土固定起来,变成了结构混凝土的一部分,既消化废渣,实现了环保要求,又变废为宝,节约了水泥,符合节约型经济建设要求。2、水泥混凝土路面全寿命成本更具优势水泥混凝土路面的设计基准期为30年,沥青路面的设计基准期15年,相差一倍,实际上当水泥路面的路基足够稳定时,面板的使用寿命比30年更长,以北京为例,小型机具施工的二环路水泥混凝土路面,1964年建成,2002年沥青罩面,使用了38年,现在老水泥路面依然是沥青面层下的承重结构层;北京林业大学门前的清华东路水泥路面58年建成,至今已48年,依旧在正常使用。最具有代表性的长寿命水泥混凝土路面是首都机场的老路,1956年建成,至今没有用沥青加铺与罩面,依然在正常使用当中,迄今为止,已经使用了整整50年。现有交通量巨大,想等车辆间歇,上路拍照都很困难。全国其他地方也有一些使用寿命超过30年的老水泥路面,依然在超期服役中,在此不赘述。在《中国交通报》2006年2月27日的公路周刊上,作者发表了“水泥路面的成本优势在哪里”的谈话,仅涉及建造成本,运营经济性,如果我们的水泥路面能够使用40-50年,那么其全寿命成本即每年每平方米建造与养护总费用会更低。水泥路面比沥青路面在全寿命成本比较上更具优势。我们谈了这些许多水泥路面的好处,沥青的价格又这样高,而我国各省、区为何还以沥青路面为主来建造高速公路路面呢?水泥混凝土这种高级路面为何在我国使用在高速公路上有这样大的阻力呢?三、高速公路路面决策者遇到的水泥路面三大难题在我国高速公路路面决策中,不采用水泥路面而更多地使用沥青路面,主要是水泥路面本身存在三大难题:1、各省、区十年前使用小型机具工艺建成的某些高速公路水泥路面的破损速度过快、破损率过大。华东各省吃尽了初级工艺建造水泥路面破损快而多的苦头,一边倒向了沥青路面。2、水泥路面的行车舒适性不及沥青路面;3、水泥路面破损快,难修复,养生时间长,阻交通时间长。这三大难题不解决,尤其是决策者在本省、区内没有见到一条经久耐用的高质量水泥路面,水泥路面是这些省、区是难于推开的。下面我们来结合近年来水泥路面的技术创新、进步与发展来回答并解决这三大决策难题。(一)、如何解决水泥路面早期破损多而快的问题通过高速公路与国、省道一、二级公路水泥路面通车前 3-5年早期破损的大量调研和统计分析,可以发现:在我国大量低路堤或老国、省道一、二级公路上,水泥路面的早期破损率少得多,损坏速度也慢得多。因此,才有首都机场老水泥路面使用了 50年的记录。高速公路水泥路面尤其在前 3-5年,断板率、塌陷碎板率是比较高的,究其原因,最主要问题是新建高速公路的路堤较高,一般在4m以上,新建高速公路高路堤欠稳定,不仅总沉降量较大,导致面板产生碎板破坏的差异沉降量也较大。在黄土地区某高速公路水泥路面下部,我们用测地雷达可以探出:面板和两层半刚性基层底部共三层脱空。板底脱空量很大,最大的可以达到 100mm,拳头可以放进去。不仅如此,两层半刚性基层也是脱空的,此时的混凝土路面板必碎无疑。目前国内有个趋势,面板厚度越来越厚,厚水泥路面板在超重载、特重交通条件下是需要的,但不应是所有水泥路面都做得很厚,无论多厚的面板,在路基不稳定路段最多只能推迟半年到一年碎板破坏。过多地加厚面板已经不是根本解决问题的办法,必须找到解决路基过大差异沉降的新方法。做好高速公路水泥路面不仅仅是通过滑模摊铺技术提高面板本身的弯拉强度及匀质性,而且应该研究刚性路面的总体结构层及其合理组合,更重要的是下大力气强化和稳固路基。应将面板、各结构层和路基作为一个整体来系统地进行研究和改进。高速公路高路基视各地的土质情况,达到基本稳定的时间是不同的,一般而言,南方塑性指数较大的细粒黏土,路基稳定时间较长,一般需要4-5年,而北方粉土、壤土稳定时间较短,一般为2-3年。在我国上百公里高速公路不足2年工期就要求完工的条件下,工后差异沉降必须进行控制和解决。西北黄土具有湿陷性质,它的路基稳定还取决于黄土地基和路基的含水状态,它在使用寿命期内的任何时间,都可以由于含水量增大而造成湿陷失稳破坏,稳固黄土地基路基必须采取可靠的地基与路基的防、排水技术措施。在九五期间,作者进行水泥路面滑模施工技术推广时,就高度重视并开始着手研究解决高速公路的高路基稳固问题。首先,我们对高速公路局部或全线路基进行施工期间及工后的沉降进行了连续观测,一是了解路基的沉降速率,解决何时适宜进行路面结构层特别是面板摊铺施工,要求路基沉降曲线过拐点,路基基本稳定后,方可进行路面结构层的施工;二是对可能的工后沉降量及其差异数值依据土力学原理进行预估,以便采取局部加强路面或缓冲差异沉降的综合技术措施。其次,对高速公路水泥路面的路基提高一级压实标准,对于粉土、砂土、粒料土、石方路基,现有的振动碾压机械达不到高一级压实度要求的,分层振动压实后,广泛采用了 1.0-1.5m层厚冲击压实技术和机械强夯技术。冲击压实是连续击实,施工效率高而速度快,具有更大的技术优势。2002年笔者考察南非公路建设经验后,曾经在《中国交通报》上发表了修正“强基薄面”技术内涵的文章,指出“强基”不应指强化基层,而应该强化地基与路基,整个路面结构层与高速公路的高路基相比,都只能看作是“薄面”,只有地基与路基稳固了,道路工程中占造价比例最多的路面整体结构层方可做到即减薄厚度、节省造价,又经久耐用之目的。对于塑性指数较大的细粒黏土,当含水率较大时,冲击和夯实都无效的情况下,我们采用了路床以下80cm—100cm厚的石灰改善土,石灰剂量为石灰土基层的一半。有效增强了路床1.0-1.5m左右的路基上部主承力层的承载能力,同时大大降低了路基总沉降量和差异沉降数值。即便如此,路基的差异沉降量依然难于满足水泥路面及基层下部不脱空,将最终差异沉降量控制在2-3mm以内的刚性路面苛刻技术要求。2005年,我们在梅河高速公路水泥路面设计中寻求具有缓冲差异沉降能力的“活”结构层:粒料垫层,突破了设计规范仅在潮湿、石方和冻土超过冰冻深度的路段设置粒料垫层的要求,而是全线设置 15cm的碎石垫层,同时在填挖交界、高填方、软基路段根据沉降观测及预估数值,加厚了碎石垫层,最厚已经使用了40-50cm的碎石垫层。期望通过粒料垫层这个“活”结构层,不仅解决强化后的路基也无法消除的5%—10%的残余差异沉降量;而且,隔离重车振动导致的行车道路基的加速沉降破坏,同时具有优良的渗透排水、隔热、防冻功能。通过上述的研究,作者在 2005年4月交通部专家委员南昌会议上首次提出将粒料垫层作为各级公路水泥路面的必备结构层的要求。不仅高等级公路必须使用粒料垫层,即使在中、轻交通的县乡公路和农村公路水泥路面板下部,允许不使用半刚性基层,但粒料垫层必须设置。很显然,任何等级的新建公路,路基不稳定是绝对的,而稳定是相对的,既然如此,应采用“以活结构层对付活路基”的水泥路面总体结构层设计新观念。用这层粒料“活”结构层,解决“活”路基造成的一系列水泥路面快速破损。要保证水泥路面的正常使用,并减少碎板破损,在路基已经采用了各种办法进行了强化稳固处理的基础上,再加上路面结构层底部的粒料垫层这个缓冲残余差异沉降的“活”结构层,通过采取一系列综合技术措施,最终是确保半刚性基层、刚性基层、水泥路面底部不脱空,极大地减少水泥路面的早期破损。综上所述,在我国高速公路建设工期两年以内的情况下,水泥路面的早期破损是能够有效防止的,即使再出现少量脱空,也可以通过及时探查,尽早灌浆来防止断板、碎板破损的。如其不然,建造在高速公路高路堤上的水泥路面破损过快、过多,将完全丧失水泥路面长寿命及全寿命成本低的优势。(二)、水泥路面行车舒适性已经基本解决水泥路面行车舒适性不及沥青路面是不争的事实,作者曾经两次在《公路》上发表过“水泥混凝土路面舒适性研究”(2000年第1期)和“如何改善水泥混凝土路面舒适性”(2004年第7期)的两篇文章,概括而言,影响水泥路面舒适性主要有平整度、错台及噪音三项,下面分别进行阐述:(1)、平整度对舒适性的影响研究在高速公路上,尽管我们使用现代滑模摊铺施工技术,能够将静、动态平整度做得与沥青路面相同,但是由于沥青路面是柔性路面,车辆在高速行驶过程中有路面和车辆两级减振;水泥混凝土刚性路面本身不仅不能减震,而且由于其弹性模量与刚度过大,有一点颠簸反而会放大振动,较大的颠簸造成了更多的不舒适感。因此,相同平整度情况下,水泥路面的颠簸感觉比柔性路面大,舒适性不及沥青路面。这就要求我们将水泥路面的平整度做得比沥青路面更好,我国施工规范已经将高速、一级公路水泥路面的平整度验收指标提高到δ≤1.2,与沥青路面相同,一般施工技术水平下,我国用滑模摊铺机可轻易地将水泥路面平整度做到δ≈1.0左右。实测表明:最好的一个路面标段可达到δ≈0.70;最好单幅路段数公里可以做到δ≈0.40。证明我国不仅达到了与发达国家相同的高速公路水泥路面高平整度水准,而且表明在滑模摊铺技术推广和普及的基础上,我国水泥路面实现更高的高速公路平整度还有较大的提升空间和可能性。可以确信:高速公路水泥路面的交工平整度可以做到不次于沥青路面的水平,但是由于沥青路面容易产生车辙,沥青路面动态平整度δ≤1.2已经不允许再提高,否则,通车运营2-3年后,衰减的平整度将通不过竣工验收。而刚性路面平整度能够长期维持不变,在整个使用寿命期内水泥路面提供给用户享受到的总体平整度水平将高于沥青路面。用滑模施工技术能够有效提高平整度,确保了舒适性,这已经在公路行业内形成了共识。而采用水泥路面其它的施工工艺,特别是小型机具施工无法达到高速公路的高平整度要求,因此,施工规范规定高速公路必须使用滑模施工工艺,而不允许采用其他工艺。用意很明白,就是通过现代化的大型滑模摊铺机械装备及工艺技术,确保高速公路水泥路面的高平整度及高速行车时优良舒适性。(2)、错台对舒适性的影响最大影响高速公路水泥路面舒适性的因素除了平整度而外,最大的不舒适原因是普通混凝土路面5年后的平整度长期保持效果因板底冲刷形成接缝错台的剧烈衰减,为了消除错台对舒适性造成的极为不利影响,消灭行车“咯噔”路,我国水泥路面现行设计、施工与养护规范采取了三项重要的综合技术措施:一是设计与施工规范共同规定“特重、重交通水泥混凝土路面缩缝应插传力杆”,采用预支钢筋支架和滑模摊铺机自动插入(DBI)两种施工方式,确保插入的传力杆精度。在滑模摊铺条件下,使用滑模摊铺机配备的自动传力杆插入装置在每条横向缩缝中插入传力杆,在此前两条高速公路50km施工实践路段的基础上,2005年我们在广东梅河、粤赣两条高速公路200km水泥路面上已经全部实现了此项技术要求。根据湖南高管局进行的研究,每条缩缝插传力杆不仅是在相同应力水平下可以减薄2-3cm的面板厚度,反之,厚度相同时,由于传力杆对弯拉应力的传递,轮载直接作用面板内实际弯拉应力有所降低,弯拉强度安全储备有所提高,抵抗超载的能力更强。插与不插传力杆比较,由于插传力杆弯拉应力水平降低,相同破损率条件下的水泥路面使用寿命可延长三年,因此,建议某些未设传力杆的高速公路水泥路面段补插传力杆。补插传力杆若确实能延长高速公路水泥路面三年使用寿命,对于收费高速公路,经济分析结果是合算的。二是通过沥青、塑料薄膜、不透水土工布或土工膜,制作板底隔离封闭层,彻底解决了由于接缝、断板缝漏水造成的上基层表面冲刷脱空错台。2005年我们在广东两条高速公路上强化了此项技术,使用乳化沥青透层油,热沥青封层油,再洒碱性石屑轻型碾压隔离层的方式,做好隔离封闭层,一方面,防止长期行车造成的上基层表面冲刷脱空错台;另一方面,防止面板水泥浆与基层表面粘附,形成过渡层,不仅防止了粘附过渡层引起的基层拉断、斜向开裂和内部错脱三种开裂破坏,而且提高了混凝土面板的极限承载能力。从我国最早1998年使用自动传力杆技术建造的宣大高速公路和汕汾高速公路的使用效果来看,缩缝插传力杆与上基层表面隔离封闭层两项技术成功地消除了错台,达到了消灭“咯噔”路的目的,从根本上解决了水泥路面行车错台造成的舒适性不及沥青路面的难题。三是施工规范优化了填缝材料和填缝设计,要求在高速公路上要求使用树脂和橡胶类填缝材料,接缝设计上除了切缝新要求外,按接缝不啃边兼顾填缝材料老化变形,首次增加了略宽的填缝槽,力图从填缝材料与填缝结构两方面入手,延长接缝防水密封效果和使用年限,长期保持密封状态,不漏或少漏水进入板底形成长期冲刷脱空破坏,施工规范采用了上述三管齐下的技术措施来确保水泥路面免冲刷,不错台、更舒适。即使是接缝和断板缝未及时填缝,漏水进入了板底,我国水泥路面养护规范对此进行了补救,规定水泥路面接缝应每年进行补灌缝预防养护处理,企图将造成冲刷脱空碎板破坏的元凶——水分封堵在路面结构层之外。笔者与不少工程技术座谈时发现,目前国内相当多的工程技术人员至今不了解我国高速公路水泥路面的结构形式已经改变,由过去的不插传力杆普通水泥路面通过设计、施工两部规范改变为每条缩缝插传力杆的水泥路面,我国已经不允许在高速公路、运煤专线、城市快车道等特重、重交通道面上继续使用大家感受到的错台后“咯噔”路了。大家对水泥路面的技术进步知之甚少,说明了我们对高速公路水泥路面新装备、新结构、新技术、新工艺宣传和普及程度严重不足,目前国内大约有1/3省、区、市尚无滑模摊铺机,也没能在省内见到和感受到滑模摊铺出的高质量和高舒适性的高速公路水泥路面,依然带着旧感觉和老观念来评价当前我国的高速公路水泥路面新技术,在沥青路面造价高出水泥路面一倍的情况下,依然不敢下决心决策高速公路建造水泥路面就不足为奇了,作者借《中国交通报》进行高速公路新型水泥路面技术的宣传工作,就是为了规避高油价风险,在我国高速公路上实现多建造水泥路面的目标。(3)、噪音对舒适性影响的初步研究舒适性的第三个问题是水泥路面噪音比沥青路面大 2分贝,在交通部西部建设项目中已经在开展专项低噪音水泥路面研究工作,通过作者的初步研究,改进水泥路表面的抗滑构造形式和方向,是有可能将水泥路面的噪音水平降低到与沥青路面相同的。其实在野外高速公路上,水泥路面比沥青路面略微高点的噪音,并不构成水泥路面决策中不舒适的主要因素,只是在隧道内、两侧高挖方边坡段和人口稠密的城镇楼房附近,才存在高噪音和扰民问题,需要加以解决,城镇快速干线可以通过建造隔音屏障来解决。隧道内部的噪音,可以通过隧道边壁装修吸音材料而不采用放大噪音和混响的瓷砖来解决。双侧高边坡,在设计上需要避免做大面积、丑陋的混凝土防护,而采用绿色植被防护,达到既美化路容,又降低噪音之双重目的。路面降噪与隔音、吸音措施的对比选择,应该优选更容易实现,效果更好,更美观、更廉价的措施,而不应只盯路面,非要求其低噪音不可,这样做的成本过高,得不偿失。(三)、用预制拼装面板和快通混凝土技术 12小时内完成修复阻碍水泥路面上高速公路另一原因是水泥路面比沥青路面修复难度大,需要的时间长,交通阻碍大,此问题通过交通部西部建设项目“水泥混凝土路面养护技术研究”,使用快速换板的两项技术:预制拼装面板6小时通车,现浇快通混凝土技术12小时通车,已经实现了当晚完成换板修复,基本不阻碍高速公路交通的目的。目前这两项技术尚未得到有效推广和普及,现在的问题是碎板快速清除需要相应的机械设备,面板清除后的换板和快通混凝土浇筑已经解决,拼装换板需要建立预制面板的制品厂,按破碎板尺寸制作好要更换的混凝土板,在预制场内养护到除8天龄期后,运到现场,吊装罐缝后即可通车,对混凝土没有任何特殊要求,所增加的仅为吊装费用,我们的试验表明4×5m大板吊装困难时,可使用1/4板,尺寸:2×2.5m小板,用轻型吊车吊装。现浇快通混凝土使用普通硅酸盐水泥加早强剂实现,增加的仅为早强剂费用,吊装费与早强剂费用均不超过普通混凝土的10%,不仅对于我国所有收费公路,而且对一般公路而言,只要公认不阻碍交通带来的效益,这点增加的费用均可以接受。加速快通混凝土养护新技术的推广和普及,是改变大家对于水泥路面修复难、慢、拖认识的关键,技术难题已经解决。我国水泥路面建造和养护技术发展得很快,技术进步和创新很多,上述三大难题均不应成为高速公路不建造水泥路面的理由。特别是我国长江以南,降雨量大而高温期长,水泥路面具备抗雨水与耐高温的独特优势。当务之急是加强水泥路面建造与养护新技术的宣传、推广和普及,使这些新技术变成实实在在的强大生产力。四、我国高速公路水泥路面建造技术创新与发展(一)、16年来我国高速公路水泥路面建造技术发展八五期间,交通部公路科学研究院完成了国家计委科技攻关项目85-403课题,将水泥混凝土路面施工工艺由人工小型机具发展为大型滑模摊铺机铺筑高速公路水泥路面和沥青摊铺机铺筑碾压混凝土路面两项重大技术。滑模与碾压两个项目分别获得1996年交通部科技进步二等奖与国家计委、财政部、交通部联合表彰。九五期间,滑模摊铺得到了大力推广,交通部公路科学研究院编制了“公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程”(JTJ/T037.1-2000),有18项技术进步与创新。该推广项目获得中国公路学会2002年科技进步一等奖。通过五年研究、五年推广,以滑模规程为标志,我国高速公路水泥路面施工技术达到国际先进水平,使我国高速公路水泥路面建造有了可以依托的高质量创新技术。15年观测表明:滑模摊铺高速公路水泥路面达到相同破损率时,比小型机具施工的水泥路面使用寿命长6-7年。因此,施工规范规定高速公路水泥路面必须用滑模摊铺机施工,不许用其他工艺。十五期间,交通部公路科学研究院编制完成“公路水泥混凝土路面施工技术规范”(JTGF30-2003),不仅系统提出了各级公路水泥路面与桥面的原材料、配合比设计、搅拌、运输、摊铺、接缝、抗滑构造制作、质量检测与控制等全部质量技术要求,而且包含各等级公路普通混凝土、钢筋混凝土、钢纤维混凝土各种水泥路面、桥面结构以及滑模、轨道、碾压、三辊轴机组、小型机具五大施工工艺,并规定了各工艺允许施工的最高公路等级。是目前我国技术上最先进、最完整,达到了国际先进水平的施工技术规范,该规范获得2005年中国公路学会规范最高奖:科技进步二等奖。同时,借助交通部西部开发研究项目,研究了水泥路面养护新技术,黄土区超重载水泥路面与低等级公路低造价水泥路面及基层新技术,碾压贫混凝土透水基层等。(二)、推广取得的 18项滑模新技术与创新此项技术内容,作者在《公路》2002年第4期发表了"水泥混凝土路面滑模施工技术创新与进步"的文章,在此不详述,仅概略地列出,有兴趣的读者可以查阅该文相关技术细节。1*、高速公路路基沉降观测及其利用(湖南、广东等);2、路床稳定技术:提高路基压实标准、冲击压实、机械夯实、石灰改善黏土路基;(安徽、湖南、广东等)3、贫混凝土基层滑模摊铺技术(河北、广西);4*、(1)、沥青滑动封闭层技术(湖南、广西、广东等);5*、借助缓凝引气高效减水剂与粉煤灰掺合料双掺技术,我国达到了 6.0-7.5Mpa的高速公路高弯拉强度混凝土路面技术,高弯拉强度同时意味着其断裂韧性的提高,不仅抗超载能力大幅提高,而且抵抗超载条件下的断板、碎板能力大大增强。(湖南、山西、河北、广东等);6*、高平整度滑模摊铺技术:可将三米直尺静态平整度最好做到95%≤3mm;一般情况做到85%≤3mm。动态平整度最好做到δ≈0.40-0.70;一般情况做到δ≈1.0左右。(广东、湖南、湖北、广西、广东等);7、水泥路面施工期间塑性收缩裂缝控制技术,通过现场路面开裂实测,制定出新的控制开裂临界蒸发率≤0.5kg/m2hr.(山东、河北、湖南、梅州等);8*、水泥路面抗冰冻、抗盐冻、防表面脱皮研究,九五开始研究,在西部项目中水泥路面养护课题中持续研究,目前已经取得重大突破:建立了我国公路水泥路面、桥面、护栏、边沟、路缘石等混凝土表面结构抗盐冻的标准试验方法;提出了抗盐冻剥落量不大于1.0kg/m2抗盐冻评价标准;提出了掺引气剂是防止盐冻破坏的重大措施,要求所有融雪剂上路使用前必须经过相应的抗盐冻试验检验,给出了盐冻脱皮后的薄层修补方法。我国高寒区各省区已经不必担忧冰冻和盐冻给水泥路面造成表面脱皮破损,而能够大规模使用水泥路面建造高速公路。(黑龙江、吉林、新疆等);9、细砂、机制砂及淡化海砂滑模摊铺技术,从保证行车安全性与提高平整度研究,得出了路面混凝土用砂的粒度控制界限范围:细度模数2.0-3.5。(福建厦门、云南、贵州、重庆等);10、缩缝传力杆支架及 DBI施工技术(湖南、河北、广东等);11*、纤维混凝土路面滑模施工技术,使用了钢纤维、聚丙烯纤维、耐碱玻璃纤维等复合材料,进行了开拓性探索研究。(新疆、河北、云南等)12、钢筋混凝土路面滑模施工技术(湖南、广东、广西等);13*、特大型及其他各种钢筋混凝土、双钢混凝土桥面滑模连续铺装技术(广东、湖北、吉林等);14*、隧道水泥路面滑模摊铺技术(辽宁、广东等);15*、山区水泥路面大转角急弯道滑模摊铺技术 (新疆、福建、江西、云南等);16*、变宽路面及匝道水泥路面滑模摊铺技术(广东);17、路缘石及其硬路肩水泥路面连体滑模摊铺技术(湖北);18、高速公路整幅12.5m滑模摊铺技术。(海南、广东等).上述18项仅指水泥路面技术,不包括交通工程设施:混凝土护栏滑模摊铺新技术(广西、河北秦皇岛等)。通过滑模推广项目,我们可以自豪地讲:高速公路无论水泥路面、匝道、隧道路面和桥面均可使用滑模摊铺机连续完成全部的机械化施工作业,我们基本解决了高速公路滑模摊铺水泥路面几乎所有遇到的技术难题,在高速公路做到了没有1块人工施工的水泥路面板。中国的高速公路水泥路面滑模机械施工技术已经步入国际先进行列。(三)、西部建设开发项目提出的水泥路面新技术与创新在交通部西部开发建设项目《黄土地区路面设计施工技术研究》( 200131870)中,我院结合黄土地区的实际,同时兼顾全国水泥路面的共性问题,开展了又一轮大规模的试验研究工作,重点研究了山西等运煤超重载国道上使用的高承载能力耐久水泥路面新技术和中、轻交通设计弯拉强度标准值4.0Mpa的三级公路、县乡公路和农村公路低造价水泥路面新技术。(1)、超重载水泥路面 6项新技术1、层布钢纤维与拌和钢纤维混凝土路面静、动载性能与施工新技术拌和钢纤维混凝土路面使用钢纤维复合材料观点,而层布钢纤维使用的是结构补强理论,层布钢纤维混凝土路面的优势是比拌和钢纤维混凝土路面更安全,更节省,仅用拌和钢纤维混凝土路面1/3钢纤维已经足够。2*(1)、耐碱玻璃纤维混凝土路面静、动载性能及施工新技术耐碱玻璃纤维是我们按路面桥面这种结构混凝土寻找出的高强、高模量、小应变、耐腐蚀、低造价新型纤维增强材料,在未来的高速公路水泥路面工程将有广泛应用前景。3*、超高弯拉强度(7-10Mpa)硅灰混凝土路面施工与防裂技术硅灰粒度为200纳米左右,因此有人称其为纳米混凝土,硅灰混凝土强度增长极快,也很高,但是其自生体积收缩很大,已经达到或超过了干缩的量级,在施工风大条件下极易开裂,因此,如何控制超高弯拉强度硅灰混凝土路面的塑性裂缝,成为这种混凝土路面的施工难题,目前已经有了初步解决办法。4*、塌陷、陷穴、脱空局部补强配筋混凝土路面应力计算与设计在我国现行设计规范中,局部补强间断配筋混凝土路面仅规定了最小配筋率,在黄土路基陷穴、塌陷,一般填挖交界路基上脱空等,缺乏相应应力计算和配筋设计公式,主要依靠经验进行配筋,我们将其发展为按计算应力配筋。5*、混凝土面层与贫混凝土基层同时配筋计算与设计双层钢筋混凝土路面允许将下层钢筋网配进浇筑式贫混凝土基层中,增大抵抗矩,以便数倍地增加钢筋混凝土路面的抗超载能力。6*、二联、三联轴超重载车轮作用下的面板应力计算分析分析表明:三联轴超载车辆在12个车轮每轴20T作用在同一块面板时,可达到5.5Mpa的应力水平,能够造成目前按弯拉强度标准值5.0Mpa设计的水泥路面一次性断裂破坏。因此,有必要出台相应法规限制三联轴超载车辆,这改变了我们过去认为的不怕轴多,每根轴不超载就行的旧观念,限超不仅仅要限制总车重,而且必须限制超载重车轴的数量不超过两联轴。(2)、中、轻交通低等级农村公路低造价水泥路面 4项新技术1、低配筋混凝土路面设计与施工技术低配筋指比设计规范规定的局部补强间断钢筋混凝土路面最小配筋率还要低,以便在不得不配筋的桥头等农村公路水泥路面上以最少的投资,建造经久耐用的钢筋混凝土局部路段。2*、抛石混凝土路面研究与施工技术借用大体积混凝土抛石控温及降低造价技术,我院进行了普通抛石混凝土的弯拉强度大量的试验和抛石尺寸优选,试验表明,当在普通路面混凝土中控制抛石尺寸80-120mm时,可以将不掺减水剂的路面普通混凝土弯拉强度做到4.5—5.0Mpa之间,考虑施工强度保证率≥0.5Mpa,抛石混凝土允许使用在中、轻交通设计弯拉强度标准值4.0Mpa的三级公路、县乡公路和农村公路低造价水泥路面中,不允许使用在二级及其以上高等级公路公路水泥路面中。3*、砂石统料混凝土路面研究与施工技术在中、西部农村公路上,路边就有碎石场,但计算投资,买不起碎石,只能到就近河床中去采卵石与砂的河床统料,将砂石料筛分开来的钱也不够,只好直接使用河床砂石统料,我院的研究是在这样苛刻的限制条件下展开的。砂石统料的控制组合级配区间是以上限:弯拉强度不小于4.5Mpa;下限:含砂量高,砂率高时,普通混凝土路面施工期间不产生塑性收缩裂缝。砂石统料的筛分曲线满足试验研究给出的组合级配区间,砂石统料混凝土就允许使用在中、轻交通设计弯拉强度标准值4.0Mpa的三级公路、县乡公路和农村公路低造价水泥路面中,不允许使用在二级及其以上高等级公路公路水泥路面中。这样,在我国不少地方,相当多的河床砂石统料能够用来建造中、轻交通下的低造价农村公路水泥路面。4、小块与砌块混凝土路面设计与施工技术小块混凝土路面原理是众所周知的面板尺寸越小,相同荷载下的应力越小。应力小,板厚就可减薄。极限情况下,面板尺寸减小到≤1.0×1.0m的砌块路面时,相同应力水平下的面板厚度将比4.0×5.0m的大板厚度减薄一半,将20cm-30cm厚的大面板改为砌块路面,使用厚度10-15cm就够了。厚度减薄了一半,混凝土方量就可节省一半。水泥路面工程建造投资节省将近一半。砌块路面和小块路面将不限制公路等级,即使在高速公路水泥路面上,对于局部路基确实难于稳固的路段,也可使用,问题是平整度将受较大的影响,运营一段时间后,需要将沉降量较大路段的砌块路面掀起来,下部重新垫实,再多次砌筑,这是便于维修的一种“活”面板结构。它既节省了造价,又实现了多次快速翻修的目的。在发达国家的城市和农村,砌块路面得到了非常广泛的应用,我国公路施工规范尚无此结构,排斥其的理由是国内一些专家认为砌块路面行车平整度较差,舒适性差,殊不知发达国家在人口密集城镇采用砌块路面的重要理由恰恰要使车辆更颠簸,不舒适,达到减速行车,以便确保任车混行道路上的行人更加安全。在“以人为本”的要求下,我们公路建设者,是否应对高平整度和更加舒适的追求重新审视?加速低造价公路混凝土砌块路面的建设步伐。在上述四项技术中,抛石与统料混凝土路面两项超越现行水泥路面设计、施工规范;另外两项技术补充了规范空缺。现行施工规范的所有技术条款主要针对高等级公路水泥路面,对于中、轻交通的低等级县乡公路和农村公路水泥路面而言,技术要求偏高,造价居高不下。我们将贯彻应高的采用更高更严的技术指标;该低的采用较低技术要求的原则,实现用较低造价建造里程更长、更多农村公路水泥路面的目的。这对我国正在进行的新农村建设和农村公路建设将带来巨大而深远的影响。(四)、2005年广东山区高速公路水泥路面 5项建造新技术1、采用滑模摊铺机自动插传力杆技术建成了国内里程最长的高速公路我国高速公路水泥路面结构已经改为每条横缩缝插传力杆,消灭错台跳车,根本改善水泥路面舒适性并延长3年使用寿命。梅河高速是国内建造里程最长120km全缩缝用DBI方式插传力杆的水泥路面。2、高速公路全线增设碎石垫层创新“活”结构层在梅河高速公路上我们除了对路基采用冲击压实、机械强夯稳

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