高速公路改扩建不断交施工及路面全结构原位再生技术

高速公路改扩建不断交施工及路面全结构原位再生技术目

录1、改扩建面临的问题及要求2、改扩建交通组织形式3、“四循环八区段”四车道保通交通组织方式4、改扩建路面材料再生技术适用性分析5、路面全结构原位再生技术6、结论与思考改扩建面临的问题及要求11、改扩建面临的问题及要求

高速公路改扩建项目特点：➢

是在保通及向用户收取通行费背景下，保证一定通行服务水平，是社会及公众时监督下的工程建设项目；➢

是

“老路大修+拓宽幅新建+新老路拼接”的技术复杂工程；➢

是落实交通运输部绿色公路及品质工程的先锋官。1、改扩建面临的问题及要求改扩建面临的问题与矛盾：➢

收费与服务水平降低及用户需求的矛盾✓

要求尽可能保证最高的服务水平；✓

要求尽可能在更短工期内完成项目。➢

公众实时监督下保通与项目难度大、要求高的矛盾✓

要求解决工程安全及形车安全；✓

过程中文明、环保、规范施工及工程耐久性要求更高。➢

平原微丘区、人口密集、环境敏感与环保要求高的矛盾✓

要求践行绿色公路建设目标；✓

要求对路外环境不形成更大影响与破坏。1、改扩建面临的问题及要求

改扩建目标：

又好又快➢

在保证行车安全前提下，尽最大努力提高保通及服务水平✓

建立业主、政府、交警、路政及施工五方联动协调机制；✓

努力实现全程四车道保通；✓

设置合适的较高的通行限制速度；✓

精密组织，降低施工对行车干扰。➢

在保证质量和工程安全前提下，尽最大努力控制合理较短工期✓

项目管理精细规划，精密组织，统筹施工；✓

建议合理有效工期控制在2.5年左右。➢

践行绿色公路理念，原路解决自身的环境影响✓

路内填挖充分平衡利用，努力实现零借方零挖方；✓

巨量废旧材料，尤其是路面废料原路原位再生利用；✓

充分利用路域附近废弃材料（弃土、弃渣、河道清理废弃沙石）；✓

利用原路废弃材料支持连接线及地方普通公路建设。改扩建交通组织形式22.1交通组织主要考虑的影响因素施工期交通量（交通量重组、车辆组成、设计速度）老路状况（老路病害、老路通行能力及服务水平）主要考虑的影响因素路网结构（周边路网现状、规划及建设情况、通行能力及荷载等级）重点工程（特大桥、互通、服务区、分离）施工工期2.2交通组织设计原则➢交通组织设计原则▪

扩建通车两不误，质量进度双确保▪

安全原则▪

通而不堵原则▪

效益最佳原则➢区域路网交通组织方案三级分流异地诱导分流（路网范围）就地分流应急分流（项目路段范围）2.3主要交通组织形式全封闭施工（沈大高速、京港澳高速河北段）2.3主要交通组织形式两车道保通（沪宁高速公路、合宁高速公路）◆主要时期：路面拼接及全断面施工主线桥梁拼接及加固上跨桥拆除重建◆路段控制：4～8km◆限速：60km/h2.3主要交通组织形式四车道保通（昌樟高速公路）◆技术问题与难点：1、临时路面与排水2、桥梁宽度问题3、路基改桥4、上跨桥施工5、互通交通组织2.3主要交通组织形式类型方案介绍优点缺点将高速公路施工路段原有交通全

主要考虑施工车辆的交通部分流到其他道路，适用于有平

组织，便于控制和缩短工行道路作为主要分流道路，且路

期，不需要交通疏导人员，对分流道路产生了很大的交通压力，对沿线社会经济负面影响较大全封闭式况较好的情况可保证施工安全半幅封闭、半

适用于施工路段较长且有平行道幅单向通行

路的高速公路对平行道路产生较大的两车道保通施工现场干扰小，易于保

交通压力，同时降低了证施工安全高速公路的服务水平，存在安全隐患半幅封闭、半

适用于施工路段较短或交通较小幅双向通行的情况交通组织、施工组织与质量控制均较困难，一般情况下要严格限制作业区长度施工期间，管理单位收费额有保障，且能充分利用老路铣铇材料，节省资源适用于大交通量或特大交通量，附近没有合适的分流道路四车道保通“四循环八区段”3四车道保通交通组织方式3.1半幅整体施工交通组织方案步骤三：将原有老路左侧（或右侧）通行车辆转移至右侧（或左侧）步骤四：转移交通，将右幅（或左幅）通行车辆转移至左幅（或右幅步骤二一：对护老栏路不右动侧，（外或移左隔侧离）栅土；路扩肩建、部硬分路两肩侧（单侧3宽m7）.5m范)围路

进基步骤五：全断面开放交通，八车道通行。新建柔性基层顶面上，一次性施工完成左幅（或右幅）路面；右幅（或）路面上，一次性施工完成右幅（或左幅）路面；左幅（或右幅）路面行填挖至除路，床修顶建面路；面车至辆柔在性原基老层路顶面面双，向原四有车老道路通保行持。双向四车道通行。左幅）路面双向四车道通行。双向四车道通行。53.1半幅整体施工交通组织方案优点一、单侧施工，与行车部分完全分开，交通转换少。二、一次施工，施工质量有保证。缺点一、半幅路面无法充分利用，通行能力较低。二、中央分隔带侧行车道无应急转换车道，如出现交通事故，拖引距离及处理时间均较长。三、施工区段集中在一侧，施工便道利用率低。四、单侧施工时服务区无法充分利用。五、单侧施工不利于互通施工的交通组织3.2分幅分区段施工交通组织方案路面施工原则上将每个路面标段划分为4个循环8个区段。每个路面标组织两个平行作业面，以缩短工期。如施工单位可先施工左、右幅的3号区域，之后再施工4号区域，以此类推。3.2分幅分区段施工交通组织方案分幅分区段施工交通组织方案3.2分幅分区段施工交通组织方案步骤一：路基施工及交通组织，两侧拼接部分地基处理、基底清表、夯实、清除老路坡面、并逐级开挖台阶，填筑路基至路床顶面，原四车道正常通车。3.2分幅分区段施工交通组织方案步骤二：对左右幅3号施工作业区段的硬路肩进行改造，拼宽部分施工至柔性基层顶面,与老路标高齐平。维持双向四车道通行。3.2分幅分区段施工交通组织方案步骤三：左右幅1号施工作业区段的老路病害处治，新老路面基层、底基层拼接，整体摊铺面层。同时对左右幅4号施工区扩建部分路面施工到柔性基层顶面。转移交通，3号区段半幅双向四车道通行，2号、4号区段维持左右幅双向四车道通行。3.2分幅分区段施工交通组织方案步骤四：左右幅2号施工作业区段的老路病害处治，新老路面基层、底基层拼接，整体摊铺面层。转移交通，4号区段半幅双向四车道通行，1号、3号区段维持左右幅双向四车道通行。3.2分幅分区段施工交通组织方案步骤五：左右幅3号施工作业区段的新老路面基层、底基层拼接，整体摊铺面层。转移交通，1号区段半幅双向四车道通行，2号、4号区段维持左右幅双向四车道通行。3.2分幅分区段施工交通组织方案步骤六：路面施工步骤五：左右幅4号施工作业区段的新老路面基层、底基层拼接，整体摊铺面层。转移交通，2号区段半幅双向四车道通行，1号、3号区段维持左右幅双向四车道通行。3.2分幅分区段施工交通组织方案步骤七：完成交通标志标线等交通安全设施施工及中央分隔带改造，全断面开放交通。转移交通，全断面八车道通行。3.2四车道保通配套措施➢分离立交优先安排拆除与施工；➢

路面拼接宽度为7.5米，桥梁拼接宽度为9.5米，桥梁多拼宽2米。3.2分幅分区段施工交通组织方案优点1、施工工期较短，路基沉降有充足的时间；2、部分施工作业区段半幅整体施工，施工质量有保证，且无需设置排水设施；3、施工期间，交通异常事件下有利于救援车辆紧急救援；4、施工期间，能充分利用老路铣铇材料，节省资源；5、施工车辆进出高速与道路通行车辆相互干扰较小，有利于道路通行和施工安全；6、无需设置超车区，工程投入减少。缺点1、道路通行车辆车道变换相对频繁；2、局部路段特殊工点施工需设置过渡段。改扩建路面材料再生技术适用性分析44.1

国家政策›

交通运输部关于加快推进公路路面材料循环利用工作的指导意见4.1

国家政策›

2015年国检

首次将“路面材料循环利用”列入评分标准4.1

国家政策›

“十三五”公路养护管理发展纲要4.1

国家政策›

交通运输部关于实施绿色公路建设的指导意见4.2

再生技术分类ARRA

disciplines

and

sub-categories4.2

再生技术分类›

冷再生：CR,

COLD

RECYCLING›

冷铣刨：CP,

COLDPLANING•

就地冷再生：CIR•

厂拌冷再生：CCPR,COLD

CENTRAL

PLANT▪

精铣刨（Fine）Milling▪

铣刨Micro

MillingRECYCLING›

全深式利用：FDR,FULL

DEPTH›

就地热再生：HIR,HOTIN-PLACE

RECYCLING▪

表面再生RECLAMATION•

粉碎：Pulverization•

机械稳定：MechanicalStabilization▪

复拌再生•

沥青稳定：Bituminous

Stabilization乳化沥青/泡沫▪

重铺再生沥青•

化学稳定：Chemical

Stabilization水泥/石灰4.2

再生技术分类4.3

改扩建项目特点›

原路面结构与病害特征▪

强基薄面▪

自下而上病害类型▪

铣刨料量巨大：行、超车道面层：30万吨基层：23万吨面层基层（按100km双向四车道，16cm面层铣刨比例50%，20cm基层铣刨比例30%估算）强基薄面设计理念4.3

改扩建项目特点›

路面拼宽▪

拼宽位置：一般为硬路肩与行车道分界线▪

铣刨料规模：

3米硬路肩切除面层：24万吨基层：60万吨（按100km双向四车道，

16cm面层，40cm基层估算）4.4

改扩建再生技术适用性自下而上的结构性病害类型，基层病害需要彻底处治，面层和基层需要铣刨，决定了就地再生技术不适用；就地冷再生技术材料控制不严格，在高速公路上应用需要论证确定；且就地冷再生层的下卧层病害无法处治，不适用于高速公路改扩建项目；各结构层对材料性能要求，重载交通需求柔塑性抗裂上基层或下面层材料，决定了厂拌再生技术是唯一合适的路径。4.5

厂拌热再生与厂拌冷再生技术比较RAP预加热滚筒RAP加热后暂存斗RAP提升机RAP冷料上料斗间歇式厂拌热再生HR连续式厂拌热再生HR394.5

厂拌热再生与厂拌冷再生技术比较乳化沥青厂拌冷再生CCPR泡沫沥青厂拌冷再生CCPR404.5

厂拌热再生与厂拌冷再生技术比较4.5

厂拌热再生与厂拌冷再生技术比较短滚筒长滚筒沥青旧料老化/含水量控制路面早期破坏—成品料中沥青过度老化，路面变脆发硬设备损坏—细料粘着在滚筒内壁424.5

厂拌热再生与厂拌冷再生技术比较检测项目西火路密三路密古路61.317.961.123.563.819.2软化点针入度延度（15℃）7.39.18.1布氏粘度（135℃）1185126514514.6

乳化与泡沫厂拌冷再生比较乳化沥青444.6

乳化与泡沫厂拌冷再生比较泡沫沥青454.6乳化与泡沫厂拌冷再生比较比

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荐不

推

荐4.7

高性能乳化沥青厂拌冷再生技术标准《公路沥青路面再生技术规范》《公路沥青路面再生技术细则》指标压实度流值单位高性能乳化沥青冷再生混凝土（JTG

F4

2008)征求意见稿

（JTGF4

2015)一次成型二次成型8～127～109～14—≥90%（最大理论密度—8～13空隙率%%—≥98%（马歇尔标准密度）≥8.0≥98%（马歇尔标准密度）60℃40℃———马歇尔稳定度（Φ101.2）kN≥6.0(下面层)≥5.0（基层）—≥0.5(下面层)≥0.4（基层）≥8.01.5～4≥0.8mm—≥0.6(下面层)≥0.5（基层）室内Φ101.215℃劈裂强度MPa现场Φ150芯样，60℃烘箱养生48小时≥0.6——20℃抗压回弹模量MPa%%1200～1400≥85———≥75≥8040℃浸水马歇尔残留稳定度冻融劈裂强度比（TSR）干湿劈裂强度比≥75≥70≥75≥80≥85%60℃动稳定度次/mm≥5000—≥2000低温弯曲破坏应变µε结构层顶面渗水系数结构层顶面弯沉—ml/min0.01mm≥2600≤200≤设计值——≤设计值———1～2（气温≥20℃或干旱区）3～5（气温<20℃或雨季）0.25取芯时间泊松比天—≥7———4.8

改扩建再生技术选择改扩建项目铣刨料规模巨大，100km高速沥青面层铣刨料约50万吨，基层铣刨料约80万吨，厂拌热再生技术RAP料利用率20～30%，无法解决改扩建项目大规模RAP料利用问题；乳化较泡沫高性价比优势，高性能乳化沥青厂拌冷再生技术100%利用RAP料，材料性能满足规范热拌沥青混合料性能要求，生产能力400吨/小时，可作为改扩建路面结构的柔性上基层与下面层；基层铣刨料适宜采用水泥厂拌冷再生利用为基层或底基层。改扩建路面全结构原位再生技术55.1路面全结构原位再生理念沥青路面“原位再生”的概念旧料RAP用作路基填方

X沥青旧料RAP用作路面基层—水稳层原料

X沥青旧料RAP用于农村公路路面处置

X沥青旧料RAP用于其他建材原料

X沥青旧料RAP用于沥青面层施工✓“原位再生”最大价值的体现——✓

沥青再生+石料再生！！半刚性基层“原位再生”的概念水稳或二灰层再生利用为半刚性基层或底基层5.2路面全结构原位再生总体思路›

沥青铣刨料通过乳化沥青厂拌再生用于路面结构层1.

推荐原位利用为高速公路第一、二轻型车道老路幅挖除的下面层及柔性基层（原位回补原路沥青层18cm），原位消耗沥青旧料；2.

推荐应用至高速公路第三、四重型车道（拓宽幅）柔性基层，替代ATB-25；3.

匝道、服务区、被交道路中、下面层。原路面结构第一、二车道4cm细粒式沥青混凝土6cm中粒式沥青混凝土第三、四车道加铺4cm细粒式沥青混凝土加铺6cm中粒式沥青混凝土4cm细粒式沥青混凝土6cm中粒式沥青混凝土4cm沥青上面层6cm沥青中上面层8cm沥青下面层20cm半刚性上基层22cm底基层8cm乳化沥青厂拌冷再生8粗粒式沥青混凝土10cm乳化沥青厂拌冷再生10cm乳化沥青厂拌冷再生（回补原沥青层）10cm乳化沥青厂拌冷再生10cm乳化沥青厂拌冷再生新建半刚性上基层原基层/厂拌再生上基层原底基层/厂拌再生下基层土基新建半刚性上基层厂拌再下基层原基层/厂拌再生基层新建基层/厂拌再生下基层新建基层/厂拌再生底基层原底基层/厂拌再生底基层土基厂拌再生底基层旧匝道利用路面结构新建匝道路面结构主线路面结构老路第一、二车道沥青旧料再生应用为下面层和柔性基层拓宽幅第三、四车道沥青旧料再生应用为柔性上基层5.2路面全结构原位再生总体思路›

水稳铣刨料通过水泥厂拌再生用于基层结构层1.

应用到高速公路老路幅基层、底基层（原位回补原水稳基层、底基层）；2.

新建幅（拓宽幅）底基层、垫层；3.

匝道、服务区、被交道路基层、底基层。原路面结构第一、二车道4cm细粒式沥青混凝土6cm中粒式沥青混凝土第三、四车道4cm细粒式沥青混凝土6cm中粒式沥青混凝土10cm乳化沥青厂拌冷再生新建半刚性上基层加铺4cm细粒式沥青混凝土加铺6cm中粒式沥青混凝土4cm沥青上面层6cm沥青中上面层8cm沥青下面层20cm半刚性上基层22cm底基层8cm乳化沥青厂拌冷再生8粗粒式沥青混凝土10cm乳化沥青厂拌冷再生（回补原沥青层）10cm乳化沥青厂拌冷再生10cm乳化沥青厂拌冷再生原半刚性基层/厂拌再生上基层原底基层/厂拌再生下基层土基新建半刚性上基层厂拌再生下基层厂拌再生底基层原基层/厂拌再生基层新建基层/厂拌再生下基层新建基层/厂拌再生底基层原底基层/厂拌再生底基层土基主线路面结构旧匝道利用路面结构新建匝道路面结构5.3综合利用步骤步骤二：对左右幅3、4号施工作业区段的硬路肩进行改造，拼宽部分施工至柔性基层顶面,与老路标高齐平。将硬路肩沥青面层铣刨料原位原位再生利用于第三、