道路改造工程设计节能环保技术及材料的应用

PAGE目录（一）设计节能环保技术及材料的应用 11．沥青路面冷再生 12．节段预制拼装桥梁 33．防沉降井技术，避免城市坑洞的产生 44．BIM信息共享技术，全过程展示设计、施工、运维 65．海绵城市设计理念，打造生态新城 76．主动发光道路交通标志，引导夜间行车 107．桥面铺装、防水等新技术 118．道路设施隐形术，创建新城新景观 149．多种植物配合，满足道路侧分带下凹式绿地需求 1610．交通工程新技术应用 18该内容为最新国企高分中标的施工投标方案的内容，有完整各级标题和正文格式，高度契合本年度最新施工及评标标准！设计节能环保技术及材料的应用沥青路面冷再生（1）背景沥青路面性能会随着使用年限的增加而下降。当沥青路面性能降到一定程度的时候，需要对其进行翻修以恢复性能。然而废弃的沥青混合料不能用于其他工程，直接舍弃在造成资源浪费的同时，还会对环境造成污染。且旧路沥青混合料虽然在功能上有所下降，但这种性能衰退只是沥青老化，其内部的集料功能依然完善。沥青路面再生与传统的沥青路面维修方式相比，能够节约大量的沥青砂石等原材料，节省工程投资，同时有利于废料处理、保护环境，具有显著的经济效益和社会效益。（2）概念沥青路面冷再生技术是指将旧沥青路面材料，经铣刨加工后进行重复利用，并根据再生后结构层的结构特征，适当加入部分新骨料或细集料，按比例加入一定量的外掺剂和适量的水，在自然环境下连续完成材料的铣刨、破碎、添加、拌和、摊铺及压实成型，重新形成结构层的一种工艺方法。图3.2-1冷再生概念和实景图（3）冷再生机理分析1）沥青老化沥青混合料在使用过程中，其路用性能会降低，而根本原因在于沥青材料老化。沥青由于长时间地暴露在空气中，在环境因素作用下，发生一系列的挥发、氧化、聚合，乃至内部结构发生变化，同时发生性质变化，导致路用性能劣化的过程。2）级配离析沥青混合料在设计过程中，非常重要的一步就是集料的级配设计。而旧的沥青混合料在二次加工过程中，对于级配的控制将会对整个混合料的路用性能产生重要影响。3）冷再生机理旧沥青路面材料要再生就需要加入一定量稳定剂，使旧的路面材料能够形成一个整体，作为路面的结构层来使用。稳定剂包含水泥类稳定剂和沥青类稳定剂。（4）冷再生技术方案1）旧路面状况评价通过路面调查确定路面状况指数PCI和路面结构强度指数PSSI，根据就地冷再生技术使用条件，评价旧路面结构状况是否适合采用就地冷再生技术；调查结果可作为再生路面结构设计的重要参考。2)RAP(PeclaimedAsphaltPavement)性能评价选取有代表性的旧料，离心分离法测定旧料中的沥青含量；阿布森法用于回收沥青，进行回收沥青的物理指标测试以评价旧路沥青的老化状况；通过对抽提前后的旧料进行筛分试验，评价旧料的级配状况。3)用于就地冷再生的乳化沥青的研究开发根据RAP性能评价和再生层的结构层位，确定采用普通乳化沥青或改性乳化沥青；根据道路等级和交通开放时间确定采用慢裂乳化沥青或裂乳化沥青。4)再生混合料配合比设计Superpave设计方法与马歇尔设计方法；5）再生混合料路用性能评价水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性能、力学性能、松散等性能实验。6）路面设疲劳计方案计算结合道路等级，交通量，设计年限，气候等因素，采用我国沥青路面结构设计规范并结合AASHTO设计方法指导原则进行再生路面的结构设计，确定路面设计设计方案。（5）效益分析1）经济效益成本费主要为机械费用和添加剂费用，人工费与其他基层的施工基本相同。现场冷再生工艺与其他半刚性基层材料相比，节省了以下费用：旧路面铣刨及外运费用、基层（底基层、面层）的原材料费用、原材料的运输费用、缩短施工周期的费用等。2）社会环境效益充分利用了旧沥青混合料，解决了沥青路面翻修所产生大量废料对环境污染问题，保护了人类生存的环境，符合了我国的可持续发展战略中废物资源化的要求；因为节约沥青和砂石材料，减少了对材料的需求量，又有助于自然资源的保护。（6）建议鉴于本项目涉及到超20万平米路面改造，如完全挖除新建，对环境影响较大。本次投标考虑采用沥青路面冷再生技术。节段预制拼装桥梁（1）节段预制拼装的特点现代工业化桥梁建设技术——节段预制拼装技术，是一项国际化先进技术，该技术不仅是建设与管理理念的现代化表现，更是传统桥梁行业转型升级的重要手段。桥梁工业化节段预制拼装技术核心是总体实施方案的“4+1”原则。其中，“4”是指：设计、制造、运输、架设，而“1”是指项目管理。五个元素密不可分，设计为技术源头、制造与运输为技术条件、管理为技术保障。现代工业化节段预制拼装桥梁技术在不增加基础建设投资的前提下，满足节能、环保、快速、安全、高效、美观的建设要求，特别适合城市高架桥项目。其主要特点有以下几点：1）质量好桥梁节段的制造过程实际上是“将天上的工作放地上，将地上的工作请到车间”，实现了绿色化建设的基础，使得桥梁混凝土的质量和稳定性得到了保证。同时，也提高桥梁的使用寿命，减少业主的后期维护及运营费用。2）速度快该技术将巨大的永久结构合理分块，现场作业量小，对于大型工程可以多点施工架设，使得其速度之快是其它施工工法难以比拟的。3）施工工法适应性强预制节段的现场架设拼装方法可以多种多样，对于不同的工点情况可以灵活处理。常见的拼装法有：逐跨架设法；悬臂平衡架设法；推顶架设法；支架架设法；整孔架设法等。4）对自然与社会环境冲击小该绿色建设技术的实施大大缓解了由于现场施工给周边自然环境（工业尘埃、噪音、废水、废气等）与社会环境（交通堵塞、人力时间资源浪费、破坏城市景观等）带来的冲击，同时可以做到资源合理重复利用。5）相对经济优势当同一建设业主的节段预制桥梁建设达到一定规模时（总长2.5km以上），该工业化技术的经济优势开始凸显。桥梁工程的规模越大，用该项技术进行桥梁建设的经济效益就越高。（2）节段预制拼装桥梁在本项目的适用性本项目高架桥段需要跨越西户铁路，为了节约成本和缩短工期，西户铁路范围内的桥跨可采取预制拼装技术。防沉降井技术，避免城市坑洞的产生传统检查井主要存在以下几方面的问题：一、井周路面出现开裂是一种常见而又无法杜绝的问题，主要原因一是由于井圈的设置，导致井圈周边经过汽车长期辗压，振动后出现龟裂、松动、起壳、脱落，即使进行了井周配筋加固，该现象仍然不能避免；二、因井周边部分管槽回填密实度未达到要求或检查井基础未处理好，检查井与路面间出现不均匀沉降；三、由于井盖框接触面不平整或者井盖宽镶嵌条设置不当，车辆经过时会发出较大的噪音，并且经常会出现窨井盖跳动的问题；四、由于目前采用的窨井盖大多由铸铁制造，容易被盗。图3.2-2传统井盖五大问题图3.2-3井周破损下沉为解决以上问题，可采取以下处理措施。即检查井砌筑完成后，井与工作坑之间的间隙采用中粗砂分层回填，插入式振动棒灌水振动夯实，确保间隙回填土的密实，从而解决开裂问题。建议车行道内窨井井周进行加固设计，在分析井周沉降原因的基础上，采用新的加固形式：将井周加固改为圆形，扩大宽度，常规设计的方形井周加固可能导致板块角破裂形成裂缝而破坏结构；加固层和路基结构之间采用防止反射裂缝处理；扩大井基层，降低井本身沉降；提高回填质量。井周加固示意见下图。自调节防沉降井盖，通过利用井框的特殊结构，将井框与窨井座由原来的“墩座式”连接改为“承插式”连接，大边框座在沥青路面上，无外置铰链，通过井框侧面和上面承受压力，将窨井所承受的荷载大大减少，有效解决了路面沉降及破损问题，并通过采用三点式弹簧臂锁定装置固定盖、框，防止了井盖跳动，降低了噪音。图3.2-4检查井加固示意图图3.2-5三点式弹簧臂锁同时该种井盖具有防盗作用，采用了针对全球墨铸铁的防盗铰链和销钉。图3.2-6防盗铰链和销钉BIM信息共享技术，全过程展示设计、施工、运维（1）设计阶段：1）利用BIM模型进行三维仿真分析，实现各专业可视化、模块化、系统化、精细化；2）利用BIM模型与VR技术相结合，实现设计模型在虚拟场景中的真实展现。（2）施工阶段：现场放样、施工进度模拟、施工场景模拟，实现施工方案及工艺流程的可视化。（3）运维阶段：做到所见即所得，极大地方便运维单位及时查阅和使用工程数据，保障通道的安全运营。图3.2-7基于BIM技术的工作流程海绵城市设计理念，打造生态新城海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。常规的道路及高架设计多为将地面硬化，降低了自然地面“弹性”能力。如何遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保排水防涝安全及道路结构稳定的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护，也是本项目需要研究的关键性问题之一。图3.2-8海绵城市概况图（1）非机动车道及人行道市政道路两侧机非分隔带采用下沉式绿地形式，绿地内每隔约40m左右(对应雨水检查位置)设置一组人工强化渗透措施，即塑料模块渗透渠和渗透排水井，道路雨水流入下沉式绿地进行调蓄及土壤自然渗透，土壤饱和后再由塑料模块渗透渠进行人工强化渗透，同时通过土壤及植被的截留、沉淀等作用对初期雨水中的污染物进行净化处理，当塑料模块渗透渠吸收雨水饱和后，其余雨水通过渗透排水井溢流接入市政雨水管内。图3.2-9透水铺装图本项目中，非机动车道及人行道建议均采用透水铺装，透水性铺装具有诸多优点，如雨天路表不积水、防止漂滑、抗滑性能高、降低噪音等，在欧美、日本得到了非常广泛的使用。透水性铺装是指能够将渗入的雨水通过排水层向边缘排出的结构。透水路面分为排水型路面、半透水型路面和全透水型路面。排水型路面上面层为大孔隙结构，路表降水可以迅速地渗透下去，沿面层向两侧排出。半透水型路面全部路面结构为透水型结构，路表降水渗透下去通过路基表面向两侧排出。全透水型路面路基路面均为透水型结构图3.2-10透水铺装（2）中分带、两侧机非分隔带、人行道内树池及人行道外侧至道路红线绿化带市政道路两侧机非分隔带采用下沉式绿地形式，绿地设置人工强化渗透措施；人行道外侧至道路红线绿化带采用下沉式绿地形式；中间分隔带、人行道内树池布设相应的雨水控制、利用措施及生态树池。图3.2-11下凹式绿地（3）道路外侧绿化带渗水处理对于道路红线两侧设有绿化带的路段，以及公路路段，两侧可将边沟设计与景观相结合设计。1）用植草沟的形式对雨水进行收集、净化、排放。图3.2-12植草沟2）红线外设置小型的蓄水塘。图3.2-13小型的蓄水池（塘）主动发光道路交通标志，引导夜间行车主动发光交通标志是道路交通标志业的一次技术创新，结合了微米级反光材料、太阳能等新能源应用、固体蓄电池或锂电池、电路压降光控技术、LED光电技术、物联网应用技术于一体，是道路交通安全管理水平的有力提升。交通标志设施的自身就是光源体，保持持续发光，在任何条件下都能够让车辆行人极容易视觉识别而采取行为措施。太阳能LED发光标志产品的问世，让主动发光的概念提升到实际应用的层面，对交通出行的安全和畅通起到了根本性的作用。主动发光消除了自然性的交通出行障碍，可以为车辆行人提供更加周到的通行选择。图3.2-14背投式指路标志图3.2-15光带式路网信息发布标志主动发光交通标志光线穿透力强，可视距离远，可满足各种恶劣气候条件，有效降低交通事故发生；自带光源，照顾所有交通主体；低能耗、高效率、安全方便；能源应用广泛，维护简单。过去的很多年里，因为电力能源与发光技术的缺陷，交通标志设施均以应用光线定向回归逆反射材料（俗称反光膜材料）技术为主。反光材料制造的交通标志设施是在有光源照射的条件下被动反光，起到视觉识别的作用，而在没有光源主体照射的情况下，夜间没有任何识别作用。在雨、雾等恶劣天气条件下，视觉识别的距离取决于光源主体的照射亮度，严重影响着车辆行人的方向和情况识别。据调查40%的交通事故与“远光灯”有关，常规（被动）反光标识牌必须使用远光灯，才能看清标识牌内容，而当远光灯发出的强光照到对面驾驶员或者行人的眼睛会产生眩光，使眼前瞬间一片漆黑，反应时间及刹车距离增加近一倍。而主动发光标志可降低驾驶员远光使用频率，有效地减少因远光引发的各类交通事故的发生。桥面铺装、防水等新技术（1）高强轻骨料隔热沥青混凝土桥面铺装新材料随若我国高等级公路建设的迅狂发展，公路工程结构的经久耐用对原材料提出了越来越高、越来越多功能化的技术要求，同时，也提出了越来越多的热工技术要求。而轻质、高强、隔热、抗滑四项技术要求共同集成在新型高强轻骨料材料上。众所周知，轻骨料按用途可分为结构用轻骨料与保温用轻骨料两大类，保温轻骨料主耍用于筑物的保温、隔热和节能，它对强度的要求相对较低；而公路工程结构使用的轻骨料有轻质、高强、隔热、抗滑四项同时满足的技术要求。所以，结构轻骨料必须是高强的，必须在高强、轻质和隔热、抗滑四项技术要求中取得其性能的综合协调与平衡。轻骨料按原料可划分为黏土陶粒、粉煤灰陶粒和页岩陶粒等。目前来看，生产便捷，并能够同时满足轻质、高强、隔热、抗滑四项技术要求的轻骨料首推高强页岩陶粒轻骨料。对某种轻骨料而言，又可分为轻粗骨料和轻细骨料。本标准包含高强页岩陶粒轻粗骨料和轻细骨料，不包含其他原材料制作的轻骨料，也不包含非载结构使用的单纯筑保温轻骨料。JT/T770-2009标准为了满足路面桥面的使用要求，规定了用于公路工程的高强结构轻骨料的压碎值、磨耗值、磨光值、粘附性四项有别于其他领城所使用轻骨料的独特要求，规定高强页岩陶粒轻骨料优等品的压碎值≤26.0%；磨耗值≤28.0%；磨光值≥42.0；粘附性≥4级。这些指标均能满足我国高速公路沥青路面及桥面对骨料自身压碎强度、磨光、磨耗、高速行车安全性及其与沥青粘附性的奇刻要求。（2）桥面铺装钢筋网的保护与设计标高的控制桥面施工中尤其是大桥桥面施工，有两点比较难于控制。1）钢筋网的保护由于桥面钢筋成网状，操作面比较大，并且没有受力主筋，很容易因施工人员的踏踩及人力推车的挤压，使钢筋网松散、弯曲、变形。为解决这个问题，可在桥面上平铺一块1.5m宽的木板，板底用木支撑支住，木板底稍高于桥面钢筋网，供来往人员与小推车通行。在浇注混凝土时，注意按逐次倒退的方式施工，这样就避免了施工人员对钢筋网的破坏，从而保证了桥面钢筋网的保护层厚度。2）桥面标高的控制大桥桥面由于面积较大，在施工中各点标高不易控制，为解决这个问题可采用分条施工。即按桥面前进方向先均匀的打几条50cm的混凝土带，作为标高控制面，这样桥面就被均匀的分成了几条水泥槽，每条槽宽不大于10m。浇注桥面时，可在几个槽内同时施工，混凝土顶标高参照槽顶标高，用振捣梁及附着式振捣器进行调平及控制，保证各点标高与横坡满足设计要求，从而保证整个桥面的设计标高。（3）桥面铺装防水层与粘结层施工技术控制桥面铺装防水和水泥混凝土刚性铺装层与沥青混凝土柔性铺装层之间的粘结一直是困扰施工与养护的一大难题。现在随着对防水层技术认识的不断深入与使用推广，人们逐渐找到了解决这个问题的办法，就是在负弯矩区加布防水层和在水泥混凝土和沥青混凝土铺装层间加布粘结层。下面，分别就防水层与粘结层施工方法作简要介绍。1）防水层的材料有很多种，现最常用的是二布六涂防水层。现将此种防水层的施工工艺介绍如下：在防水层施工前，要首先清洁平整负弯矩区水泥混凝土表面，凿除因灰浆撒落或其他原因造成的凹凸不平之处，清扫至顶面无积水、无浮土，并保证水泥混凝土铺装表面干燥。待混凝土铺装表面无问题后，在其顶面满涂一层底胶，注意涂的不要太薄且胶体不能堆积，表干后涂第二层胶加盖第一层玻璃布，并随后涂三、四遍乳胶，加盖二层玻璃布。实干后完成五、六层涂胶，最终完成二灰六涂工序。施工中注意乳胶涂刷均匀，不薄不厚，不堆积。玻璃布宜卷成圆卷，边刷、边滚、边铺贴，铺贴时注意不能出现折皱，贴实后排出气泡，然后封闭交通，养生七天，防水层施工就完成了。2）粘结层施工方法主要是喷洒热乳化沥青粘层油。首先按设计要求调好热乳化沥青的含量，制好成品粘层油，喷洒前清扫整洁下层，并保证其干燥不潮湿，并对桥梁护栏加以防护，以免污染，然后控制喷洒车以每2～3km/h速度匀速通过桥面。粘层油只布洒一次，薄厚均匀，每平方米布油量为0.35～0.4kg。对未洒到的部位，用人工补洒。在喷油完成后，封闭交通48小时以上。3）FYT-1桥梁防水涂料YT-1桥梁防水涂料是以多种橡胶共同复合对沥青进行改性，用水作介质，配制而成的水性防水涂料。该产品无毒、无味、无环境污染，冷施工；最主要的优点是改性沥青中的橡胶形成连续网络而互相贯穿，交联，使改性呈现出高聚物性能；涂膜干后，保持橡胶弹性，低温柔性；抗剪切力强，能经受桥面长期荷载而抗压的要求，可防止渗水造成结构破坏，延缓公路桥梁使用寿命。是桥面最为理想的防水材料，亦可用于屋面、地下、隧道、洞体等工程防水、防渗、防腐、墙体防水防潮。该防水材料不仅有良好的防水性能，而且可吸收路桥面层应力和噪音，做为应力的吸收层；由于本身有一定的弹性和塑性变形能力，可承受荷载而不被破坏。缓解路桥面层老化，延缓使用寿命。①施工工序清理基层—重点部位处理—第一遍防水层—第二遍防水层—第三遍防水层（可根据施工要求进行多遍喷涂）—防水层养护—摊铺沥青混凝土。②注意事项a.施工前应将棕刷、毛刷充分浸润，使其柔软涂刷流畅。b.气温低于0℃以下或高于35℃不得施工（应避免高温施工）。c.贮运温度-35℃～5℃为宜。d.应选择4小时内无雨雪天气施工。e.涂膜未干燥或未铺装沥青层前，严禁踩踏和汽车行使。f.施工工具用完后马上用水冲洗干净，以备再用。图3.2-16防水涂料施工现场道路设施隐形术，创建新城新景观道路除了承担城市交通的主要功能外，还是许多市政设施的载体，如市政管网、配电箱、控制柜等，如果处理不当都将影响道路的外观，甚至会影响到正常道路功能的使用。图3.2-17人行道井盖密布图3.2-18配电箱随意布置（1）隐形人行道井盖：为保证人行道铺装整体景观效果，人行道窨井盖采用同类地砖装饰，并注明对应管线种类，在保证窨井使用功能的同时，实现与人行道铺装浑然一体的效果。图3.2-19隐形人行道窨井盖（2）隐形箱变：箱变以及控制柜作为道路上突出的设施，体量较大，设计中应结合景观色调合理配置木艺结构，最大程度弱化与周边的不协调性。景观要求特别高的区域可以采用地埋式箱变。图3.2-20木艺结构箱变示意图图3.2-20地埋式箱变多种植物配合，满足道路侧分带下凹式绿地需求雨水中的污染物质有：悬浮物(sS)、有机污染物(COD)、氯(c1)、总磷(TP)、溶解磷(P04-P)、总氮(TN)、铵态氮(NH}-)、总铁(TFe)、铅

(P②、锌(Zn)、B0峨等，且以悬浮物(ss)和有机污染物(COD)为主.具有以下特点：污染物变化幅度较大，随机性很强；污染物浓度随降雨历时呈下降趋势，初期雨水水质较差，特别是SS、COD等指标超标严重；a)D、Pb、Zn与ss之间存在较好的线性相关关系，悬浮物SS不仅本身是一种污染物，而且组成它的颗粒表面还为其它污染物提供了附着的条件。对于用于道路的雨水花园和下凹式绿地，由于所处理的雨水污染较为严重，需选择对于各类污染物吸收能力较强的植物。同时又由于道路景观既有功能对植物选择的要求，综合上述需求，此次侧分带植物选择应满足如下要求：（1）优先选择本土植物，适当搭配外来物种本土植物对当地的气候条件、土壤条件和周边环境有很好的适应能力，在人为建造的下凹式绿地中能发挥很好的去污能力并使景观极具地方特色和可识别性。（2）选用根系发达、茎叶茂盛、净化能力强的植物植物对雨水中污染物质的降解和去除机制主要有三个方面：一是通过光合作用，吸收利用氮、磷等物质；二十通过根系将氧气传输到基质中，在根系周边形成有氧区和缺氧区穿插存在的微处理单元，使得好氧、缺氧和厌氧微生物均各得其所；三是植物根系对污染物质，特别是重金属的拦截和吸附作用。如芦苇、香根草等的植物。（3）选用既可耐涝又有一定抗旱能力的植物因为侧分带绿地中的水量与降雨量息息相关，存在满水期与枯水期交替出现的现象，因此种植的植物既要适应水声环境又要有一定的抗旱能力。因此根系发达、生长快速、茎叶肥大的植物能更好的发挥功能。如本次选取的旱伞草等。（4）选择可相互搭配种植的植物，提高去污性和观赏性不同植物的合理搭配可提高对水体的净化能力。可将根系泌氧性强与泌氧性弱的植物混合栽种，构成复合式植物床，创造出有氧微区和缺氧微区共同存在的环境；可将常绿草本与落叶草本混合种植，提高绿地在冬季的净水能力；可将草本植物与木本植物搭配种植，提高植物群落的结构层次性和观赏性。（5）多利用香花植物芳香植物有利于吸引其它生物，释放宜人香气，改善微环境，创造更加良好的景观效果。图3.2-21红叶石楠图3.2-22八角金盘图3.2-23金边黄杨图3.2-24春鹃图3.2-25兰花三七图3.2-26葱兰交通工程新技术应用（1）智慧斑马线：在雨天，雾天，光照不足的天气和晚上灯光不好的路段，斑马线的可见度比较低，经常出现行人突然进入马路而车辆驾驶员没有及时发现引发的重大事故。为了有效遏制这种状况的发生，提醒驾驶员在有效距离之前减速，提高安全文明礼让意识，打造文明的交通环境，引进智慧斑马线技术，通过一整套的智能设备，包括地灯系统、非机动车越界系统、机动车不礼让行人抓拍系统等，来保障过街