陈君朝 高速公路改扩建工程关键技术

基层
2.3 路面拼接
3、沥青混合料的探索研究
系统研究了沥青种类、级配、孔隙率等因素对混合料模量 及疲劳性能的影响。
密实程度好，空隙率小， 沥青膜较厚，沥青与集料 的黏结力很强. 本项目添加设备采用称重 式计量风投放。 国内首次采用20号硬质沥 青、2种级配，现场取样 模量将同层位的橡胶改性 沥青混凝土提高70%。 提高铺装与桥面板的层间 粘结性、铺装耐久性，有 效地延长铺装寿命； 材料属于温拌沥青，节约 燃油，减少大气污染。
智能张拉、压浆设备
2.4 桥涵拼接
2、梁板集中预制
梁板“身份证”
2.4 桥涵拼接
3、桥面铺装采用座驾式磨光机
（1）减轻劳动强度、改善操作条件，效率是传统手扶式抹光 机的6倍； （2）自重较大，能一次提浆和抹光，节省抹面水泥，避免第 二次抹面时脱壳的弊病； （3）最终平整度控制在3mm之内，大幅提高混凝土表面质量。
2.4 桥涵拼接研究内容
桥涵拼接关键技术
1、验算荷载等级采用1.3倍公路Ⅰ级 2、矮T梁代替空心板 3、小结构物拼接技术及整体组装式桥梁研究 4、全线应用高性能混凝土 5、梁板集中预制 6、桥面铺装磨光机 7、桥面铺装精铣刨
2.4 桥涵拼接
1、高性能混凝土应用技术
（1）全线736座构造物上、下部结构全部采用高性能混凝 土； （2）共使用高性能混凝土170万方，投资约12.11亿元； （3）较普通混凝土节约水泥6万吨，减少二氧化碳排放约13 万吨，同时提高了结构的耐久性。
1、老路基及地基状态分析与评价技术
对老路路基、边坡、排水沟及加宽处的原地表，采用现场 钻孔勘探及挖探试验，揭示了高速公路软基、堤身及边坡土体 密实度与含水率空间分布规律，为高速公路路基的地基处理、 台阶开挖方案、设备及填料选择提供支持。
2.2 路基拼接
2、平原区宽深排水边沟回填技术
提出了老路基边沟砂砾（山皮土）回填压实和重型碾压追 密技术，创建了压实度和弯沉值双指标控制模式，有效减小 了新老路基间的差异沉降，实现了地基整体稳定性，同时加快 了施工进度。
2、标准化施工
全线推广使用钢筋加工设备、智能压浆和张拉设备， 创新出标准化可移动式养生棚，设置自动喷淋装置；
3、责任化管控
办理梁板身份证，全部梁板上刻上施工单位、监理单位责 任人的名字。
2.4 桥涵拼接
2、梁板集中预制
钢筋加工设备
钢筋整体绑扎
2.4 桥涵拼接
2、梁板集中预制
可移动式养生棚 自动喷淋设备
2.2 路基拼接
8、加宽路基沉降观测控制标准与评估技术
建立了加宽路基全断面沉降观测方法：总沉降量不大于 30cm、最后一期沉降速率不大于2mm/d且数值小于月平均 沉降速率段落；开发了路基加宽沉降观测平差软件及沉降预测 评估系统，形成了系统的加宽路基多方位沉降变形监测技术。
沉降杯埋设
剖面管埋设
观测室
2.4 桥涵拼接
2、梁板集中预制
针对京石改扩建段预制梁具有种类多、数量多等特点，对 全线预制梁板进行统一管理、集中预制，工厂化作业、标准化 施工，提高预制梁质量水平，为工程施工进度提供保障，同时 减少了临时占地费用。
2.4 桥涵拼接
2、梁板集中预制
1、工厂化生产
河北省首次使用梁板集中预制，节约土地250亩、投资 4100万元；
玄武岩 纤维布
2.3 路面拼接
7、路面施工管理特点
（1）增加精铣刨施工工艺： 引进了LIPRES 车载式激光路面平整度仪进行跟踪检测，确 定路面不合格路段，进而采用6m直尺确定具体位置后，采用 精铣刨处理，确保路面最终平整度，重点针对施工接缝处和路 桥过渡段进行处理。 （2）专家现场指导： 邀请国内知名路面专家定期到施工一线，对混合料继配、 拌合楼、摊铺设备等现场指导； （3）路面智能监控：沥青拌合楼按安装“黑匣子”、摊铺 机、压路机安装速度监控仪，实现从原材料到施工的全过程监 控；
强力夯实前布点
强力夯实机
2.2 路基拼接
5、土工合成材料应用技术
1、土工格室：在原地表处铺设一层，宽8m。 2、钢塑格栅：路床铺设2层，铺设位置分别在距路床顶面以下 50cm、80cm处；铺设宽度为6米，新老路床各搭设3m宽。
土工格室
钢塑格栅
2.2 路基拼接
6、路桥涵过渡段及短路基等特殊路段不均匀沉降控制
将公共洗手间、超市、餐厅、住宿集中在一个整体空间下, 平面布局紧凑,立面设计采用整体屋顶和现代风格,简洁大方
2.5 房建工程
1、服务区平面布局设计 1、联合设计 2、一字型布局 3、大小车分流
一改以往的服务区广场各种车辆混杂停放、形象差的问题。
2.5 房建工程
2、地源热泵应用
地源热泵工作原理：冬季热泵机组从地源中吸收热量，向建筑 物供暖；夏季热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中， 实现建筑物空调制冷。 全线7对服务区全部使用地源热泵，每年节约化石燃料约2700 吨标煤，减少二氧化碳排放约6900吨，实现了低碳节能环保。
2.3 路面拼接
1、新路面结构评价技术
材料应用
橡胶改性沥青 表面层SMA 环氧沥青 高模量沥青 铣刨料利用 玄武岩纤维布 聚酯玻纤布
4CM
6CM 6CM
SMA
两层AC-20
方案设计
拼接方案 28CM厚基层一次
摊铺 精铣刨 拌合楼油改气 智能监控
8CM ATB-25
28CM 28CM
利用面层铣刨料约42万吨，掺配比例 60%，铺筑垫层462万平米，节约投资 约900万元。 利用面层铣刨料约6万吨， 铺筑基层102万平米， 节约投资约300万元。
铣刨料 用在基层
2.3 路面拼接
5、橡胶改性沥青应用技术
中下面层共用橡胶改性沥青11.03万吨
低碳
消耗废胎胶粉约24265吨，折合轮胎约243万条。
一、项目背景
1
工程概况
1、2013年3月正式开工建设，2014年12月21日建成通车； 2、全长224.678公里，双向八车道，路基宽42米，设计车速 120公里/小时，其中扩建185.843公里、新建38.835公里； 3、全线新、改建互通立交21处，收费站17处，养护工区4处， 服务区7处；
2
2.2 路基拼接
3、老路基边坡处理与拼接技术
针对老路边坡压实度不够的实际情况，提出“边坡软衔
接”的理论，制定了路基边坡台阶合理开挖尺寸及台阶强力夯
实追密补强技术。
2.2 路基拼接
4、补强设备的选择
1、重型强振碾压压路机 ：（1）影响深度：80—120cm; （2）使用区域： ①边沟填至原地表处，②每填筑80公分后 2、强力夯实机：（1）选择理由：结构物多、作业空间 有限，强力夯实机对结构物的影响小；（2）使用区域：老路 台阶处进行补强；（3）控制指标：锤击次数+沉降量。
施工现场
现场检测
2.4 桥涵拼接
4、桥面铺装精铣刨
铣刨深度为10mm，作业面重叠宽度为10cm-20cm。 （1）对不平整位置铣刨处理，实现找平； （2）在铺装顶面上铣刨出一个新的、细密纹理的结合面，增 加沥青面与混凝土层间的摩擦力，避免了行车后引起的搓板现 象而影响平整度。
施工现场
铣刨转子
铣刨后的结合面
2.5 房建工程研究内容
房建工程研究内容
1、服务区平面布局设计 2、地源热泵应用 3、污水回收与处理技术
2.5 房建工程
1、服务区平面布局设计 1、联合设计 2、一字型布局 3、大小车分流
联合设计单位、施工单位、景观咨询单位共同设计，功能 实用、设计美观。
2.5 房建工程
1、服务区平面布局设计 1、联合设计 2、一字型布局 3、大小车分流
制定了台背路基台阶开挖方案，提出了液态粉煤灰台背回 填及短路基填筑技术，解决了特殊地段路基不宜压实难题，实 现了加宽路基的纵横向不均匀沉降的有效控制。
台背处台阶开挖 台背处浇筑液态粉煤灰
短路基浇筑液态粉煤灰
短路基浇筑液态粉煤灰
2.2 路基拼接
7、备土预压加快新路基沉降施工措施
1、一般路段、短路基、台背分别设置预压方案； 2、全线共备土约560万方，预压期3个月。 （2013.12.16——2014.3.11）
京港澳高速公路（京石段）改扩建工程
高速公路改扩建工程关键技术 探索与实践
河北交通投资集团公司 陈君朝 2015年12月
目录
1 2 3 4
项 目 背 景 运用科技创新全面提高工程质量 运用科技创新全面提升外观品质 小 结
目录
1 2 3 4
项 目 背 景 运用科技创新全面提高工程质量 运用科技创新全面提升外观品质 小 结
2.2 路基拼接
路基拼接标准化施工工艺
2.3 路面拼接研究内容
如何实现新老路面的整体拼接并提高其耐久性、 平整度是路面加宽的关键。 路面拼接关键技术
1、新路面结构评价技术 2、路面结合部拼接方案 3、沥青混合料的探索研究 4、铣刨料再利用应用技术 5、橡胶改性沥青应用技术 6、加筋材料的应用技术 7、路面施工管理特点
成果：一个体系两本书
创立了以直升机和汽车激光测量技术为核心的勘察设计技 术体系，形成了先进实用的勘测技术流程和方法； 《道路改扩建工程三维激光扫描测量技术设计指导书》 《道路改扩建工程三维激光扫描测量技术应用指南》
2.2 路基拼接研究内容
如何控制新老路基间的不均匀沉降并实现其有效 衔接是路基加宽的关键。 路基拼接关键技术
双示范立项情况
1、交通运输部科技示范工程 2、交通运输部首批绿色低碳公路主题性试点项目
一、项目背景
路线 路 基
房建
内 实
路面
桥 涵
机 电
外 美
交安
绿 化
81
科技示范工程 绿色低碳公路
目录
1 2 3 4
项 目 背 景 运用科技创新全面提高工程质量 运用科技创新全面提升外观品质 小 结
二、工程质量
1、老路基及地基状态分析与评价技术 2、平原区宽深排水边沟回填技术 3、老路基边坡处理与拼接技术 4、补强设备的选择 5、土工合成材料应用技术 6、路桥涵过渡段及短路基等特殊路段不均匀沉降控制 7、备土预压加快新路基沉降施工措施 8、加宽路基沉降观测控制标准与评估技术
2.2 路基拼接
SMA全线应用 835.7万平米
环氧沥青桥面 铺装34万平米 高模量沥青路 面铺筑2公里
2பைடு நூலகம்3 路面拼接
4、铣刨料再利用应用技术
冷再生利用铣刨料7.3万吨，代替ATB25 冷再生 铺筑混凝土8.82万吨，节省705吨燃料油， 1007吨标煤，2281吨二氧化碳。
铣刨料 再利用
（55.3万吨）
铣刨料 用在垫层
路基拼接
1、老路基及地基状态分析与评价技术 2、平原区宽深排水边沟回填技术 3、老路基边坡处理与拼接技术 4、补强设备的选择 5、土工合成材料应用技术 6、路桥涵过渡段及短路基等不均匀沉降控制 7、备土预压加快新路基沉降施工措施 8、加宽路基沉降观测控制标准与评估技术 1、新路面结构评价技术；2、路面结合部拼接方 案；3、沥青混合料的探索研究；4、铣刨料再利 用应用技术；5、橡胶改性沥青应用技术 6、加筋材料的应用技术；7、路面施工管理特点 1、验算荷载等级采用1.3倍公路Ⅰ级；2、矮T 梁代替空心板；3、小结构物拼接技术及整体组 装式桥梁研究；4、全线应用高性能混凝土 5、梁板集中预制；6、桥面铺装磨光机 7、桥面铺装精铣刨 10、服务区平面布局设计 11、地源热泵应用 12、污水回收与处理技术
指标
抗车辙性能指标比国标提高66%，较SBS提高20%。
意义
延长了使用寿命，降低了全寿命养护成本。
2.3 路面拼接
6、加筋材料的应用技术
聚酯玻 纤布
提高路面 整体连接性
纵向位置：以新旧路面衔接施 工完成首层面层平齐顶面开始 铺设，先铺玄武岩纤维布，聚 酯玻纤布在其上一层层位。 平面位置：按照在距离、设 计中心线9.75m处左右各铺设 1m。
两层水稳
级配碎石
15CM
科研支持 结构研究 工艺研究 设备研究 级配研究
2.3 路面拼接
2、路面结合部拼接方案
采用分车道设计方法，台阶开挖方式主要考虑避开行车轮 迹线，避免或减少反射裂缝。
SMA面层
第二个拼接缝 第一个拼接缝
设在距中线8.25m处， 即第一个开挖台阶在第 二、三车道划分线往内 1.5m处。 设在距中线9.75m处， 即第二个台阶在第二、 三车道划线处。
技术先进 低碳环保 安全耐久
路面拼接
桥涵拼接 房建工程
2.1 三维激光扫描技术
为解决不中断交通情况下的测量问题,在国内首次全面应用三维激光 测量技术，安全、快速、准确地获取现有道路精密的空间信息。
2.1 三维激光扫描技术 特点
1、不中断交通的条件下，实现了高精度地形测量； 2、避免了测量人员路上作业，保障了人身安全； 3、数据采集和处理的数字化、自动化程度高，工作效率高； 4、测设周期缩短2/3，提高了工作效率，成本降低50%。