半柔性路面材料应用研究项目建议书

PAGEPAGE101.项目的背景和必要性1.1项目概况所谓半柔性路面材料是采用水泥和乳化沥青（或泡沫沥青）作为结合料，采用冷再生的施工工艺对旧沥青路面进行处理，通过水泥、乳化沥青用量的变化使其混合料的性能在半刚性材料和柔性材料之间变化。使其既具有柔性路面材料的性能也具有半刚性路面材料的性能，同时，克服了柔性路面模量低、高温稳定性差和半刚性路面材料易产生裂纹等缺陷，避免了半刚性基层和柔性路面之间模量比较大的问题，可以使路面上面层的拉应力减小，使路面结构的受力状态更为合理，从而可形成一种新型路面结构，即半柔性薄面型路面结构。一般在这种半柔性路面下面层上只需加铺4-6cm的表面层即可。该项技术实际是路面冷再生技术的进一步发展，主要用于高速公路早期病害的处理和大中修工程，也适用于有较厚沥青路面的普通公路的早期病害处理和大中修工程。1.2项目研究目的通过本项目的研究达到以下目的：1、采用乳化沥青作为结合料，分析该种半柔性沥青混合料技术可行性。2、半柔性路面材料的基本性能分析；由于结合料和乳化剂的品种和用量不同，产生的半柔性材料的性能也会出现差异，因此首先确定结合料和乳化剂的品种、用量与其主要的技术性能的变化规律。（主要分析：模量、抗剪强度、抗弯拉强度、水稳定性、高、低温稳定性、抗疲劳能力等）。3、采用乳化沥青和泡沫沥青的技术性能、成本对比。4、半柔性路面材料适用范围的确定；在何种原路状况下，及路基状况、路面基层状况、路面面层状况；使用半柔性基层，可改善、提高道路的使用性能及结构性变化。5、针对不同的车辆荷载、道路等级、应用不同半柔性路面材料的结构设计组合；拟定相应的结构层组合设计，对应不同交通量、不同的道路等级，根据现有的设计理论，进行验算设计，使之达到路用要求。设计所需各种数据先采用实验室数据，并进行室内检测。6、半柔性基层路用性能的研究与评价；铺筑试验路取得各项数据，以确定半柔性路面材料的理论基础、结构设计方法、施工工艺、质量控制标准和检验方法；7、根据半柔性路面材料的性能对半柔性路面材料进行等级划分，以满足不同等级公路、不同结构组合的要求；8、在试验路的基础上，制定设计、施工指南和质量评定标准。1.3项目研究市场需求前景、推广应用领域目前我国公路建设已进入了一个高速发展阶段，公路养护任务艰巨，该项目可有效提高路面的高温稳定性、抗滑性能、耐水损害能力和抗疲劳能力等路用性能，用于高速公路早期病害的处理和大中修工程，也适用于有较厚沥青路面的普通公路的早期病害处理和大中修工程。并且该项目采用冷再生工艺，我省早在2004年就开始冷再生工艺的推广，经过几年的发展冷再生已经在我省遍地开花，为半柔性路面材料在我省的推广打下坚实的基础。1.4拟达到技术水平本项目研究以乳化沥青为结合料的半柔性沥青混合料用于冷再生施工需要，可提高路面的高温稳定性、抗滑性能、耐水损害能力和抗疲劳能力等路用性能，用于较厚沥青路面的普通公路的早期病害处理和大中修工程。并通过与泡沫沥青在生产工艺、技术性能、生产成本等方面的对比来分析各种半柔性路面材料的优缺点，使其得到更好的推广应用。1.5在交通发展中的作用本项目的实施可在保证投资成本的前提下提高路面性能，简化公路养护工作，促进公路建设事业的发展。2.项目前期科研及工作基础2.1对项目领域国内外研究现状，研究水平和发展趋势的分析和评价半柔性路面最早为法国专利，称为Salviacim施工法。1961年在日本以“半柔性路面和半柔性路面施工法”为名申请了专利。现阶段在日本许多高速公路的收费站、停车场、加油站、爬坡路段以及集装箱码头和公共汽车专用线等场所，都进行了相当规模的半柔性铺装。国内对半柔性路面及半柔性路面用材料的研究尚处于起步阶段，已经取得了初步成果。这些研究的主要方向是使用水泥替代或部分代替矿粉来提高路面的变形抵抗能力，对于乳化沥青的研究较少。2.2项目前期科研及现有工作条件沈阳三鑫集团有限公司公司针对我省地区的路面情况，开展了“半柔性路面材料应用研究”项目的研究。在对省内路面的调研的基础上通过大量的室内试验，取得了宝贵实验数据和理论经验，并准备进一步对结合料及乳化剂种类及用量进行分析试验，为试验路的铺设做好基础，计划在未来几年内对现有半柔性路面材料进一步简化工艺以适应辽宁地区恶劣气候的要求，达到大量推广应用的目的。3.项目实施方案3.1拟解决关键技术问题1）、半柔性路面材料性能的变化规律和结合料、添加剂的合理选择与使用；2）、半柔性路面材料的等级划分和适用范围的界定；3）、根据道路状况、交通量，确定合适的结构组合；4）、质量评定方法、标准的确定；5）、通过试验路实施，确定设计、施工指南；6）、半柔性基层道路使用效果的跟踪观测及综合分析；3.2技术创新点1）、采用适用于辽宁地区的结合剂、乳化剂的种类、用量选择；2）、提出辽宁地区的半柔性路面材料组成、配合比设计方法；3）、提出半柔性路面材料的等级划分；3.3主要研究内容1、半柔性路面材料的基本性能分析；由于结合料和添加剂的品种和用量不同，产生的半柔性材料的性能也会出现差异，因此首先确定结合料、添加剂的品种、用量与其主要的技术性能的变化规律。（主要分析：模量、抗剪强度、抗弯拉强度、水稳定性、高、低温稳定性、抗疲劳能力等）。2、半柔性路面材料适用范围的确定；在何种原路状况下，及路基状况、路面基层状况、路面面层状况；使用半柔性基层，可改善、提高道路的使用性能及结构性变化。3、针对不同的车辆荷载、道路等级、应用不同半柔性路面材料的结构设计组合；拟定相应的结构层组合设计，对应不同交通量、不同的道路等级，根据现有的设计理论，进行验算设计，使之达到路用要求。设计所需各种数据先采用实验室数据，并进行室内检测。4、半柔性基层路用性能的研究与评价；铺筑试验路取得各项数据，以确定半柔性路面材料的理论基础、结构设计方法、施工工艺、质量控制标准和检验方法；5、根据半柔性路面材料的性能对半柔性路面材料进行等级划分，以满足不同等级公路、不同结构组合的要求；6、在试验路的基础上，制定设计、施工指南和质量评定标准。3.4研究技术方案1）、通过国内外调研，并结合辽宁省的应用实践的数据，以现有的路面结构设计理论，确定相应的结构设计；2）、对应其采用的结构进行室内实验，收集相关数据；3）、铺筑试验路；4）、根据室内实验有关数据，及试验路数据与常规基层进行比较。3.5研究工艺路线国内外调研国内外调研辽宁省内路面情况调研编写可行性报告选择结合料、乳化剂种类与用量室内混合料试验编写施工指南编写总结报告试验路跟踪检测铺筑试验路路面结构设计3.6进度安排（见附表2）3.7技术经济指标1）、研究结合剂和乳化剂不同种类、用量的适用范围，满足高等级公路维修养护的需要。2）、半柔性路面材料拥有良好路用性能，应能满足承受高速公路重交通量的通行要求。3）、半柔性路面的使用年限不小于5年。4）、单位面积建设成本低于传统热沥青混凝土路面(约为2/3)，降低了养护成本，提高了经济效益。4.项目承担单位及参加单位概况与单位分工4.1项目承担单位及参加单位概况沈阳三鑫集团有限公司成立于1998年7月。注册资金5000万元，总资产1亿5000万元，现在册员工212人，其中具有中、高级职称29人，大专以上学历人员达167人，占公司人员比例的79%。公司主要业务包括交通工程、高等级路面养护（稀浆封层施工、碎石封层施工）、公路设计、监理咨询、路面检测、试验检测及公路科技开发应用、桥梁检测及加固维修、高科技成果转化、生产销售、投资经营等项目。公司主要产品有三鑫高性能改性沥青、三鑫（改性）乳化沥青、多品种乳化剂、三鑫常温拌合料、三鑫高性能粘结料等系列产品。公司设有专门的公路试验检测中心，具有乙级资质，并设有研发中心，有专业的科研队伍服务于生产及施工，具有承担大型科研课题的能力和经验。公司自2000年以来，先后承担了省、部以上科研项目五项，其中《SBS改性沥青的研制及应用》和《高速公路稀浆封层技术研究》荣获辽宁省科学技术进步三等奖，《常温沥青混合料的研制及应用》和《同步碎石封层技术研究》、《废橡胶粉改性沥青研制及应用》也通过了辽宁省科技厅组织的科技成果鉴定。上述课题中《同步碎石封层技术研究》课题为交通部联合攻关课题，也通过了交通部科教司组织的科技成果鉴定。4.2各单位承担的主要工作及分工沈阳三鑫集团有限公司：1）项目承担单位，负责项目的总体组织与协调工作。2）项目可行性报告撰写，研究大纲的撰写，实施方案的制订。3）项目理论分析与室内试验研究。4）负责依托工程的落实、相关材料配合比的设计、性能评价、施工及检测技术的制订，试验路实际应用效果检测与评价，提出施工与检测指南，并撰写分报告。5）负责试验路有关原材料的采购及试验路的施工组织。6）负责试验路的跟踪检测及长期路用性能观测，并出具有关报告。7）撰写课题研究总报告。4.3主要项目人员情况简介及承担的任务(见附表3)5.项目依托工程情况5.1项目依托工程概况本项目依托工程为国道202线开原段大修工程，开原段全长20.4km。其中桥和引道长1.53km，路基宽18m，路面宽15m。该路从1975年至2006年期间共进行过6次大修和改造。快车道最厚段路面102㎝，慢车道最薄段路面35㎝。现有实测弯沉为80-130（1/100）㎜，车辙、裂缝严重，平整度较差，日交通量10000余台次，折合标准车辆近4000轴次。原路结构：行车道：各段厚度不等，一般在66~102㎝（7~12层）面层：最多的7层沥青材料，前半部分20㎝沥青混合料下为手摆石。基层：有石灰土、二灰镁渣、水泥稳定镁渣、手摆石等。分隔带：59~61㎝面层：9~11㎝基层：20㎝二灰稳定镁渣垫层：30㎝水结镁渣慢车道：35~50㎝面层：三次共铺22㎝（沥青灌入式、沥青碎石、沥青混凝土）垫层：15㎝碎石土路基高度一般在1.5米左右。由于经过多次的反复修补，造成南北两侧路面存在较大高差。该路段投资来源于辽宁省交通厅公路维修经费。工程的实施与项目研究配套进行，两者相辅相成，工程是项目的基础，项目的室内试验先于现场施工，服务于工程，并为现场施工提供依据。工程的实施为项目施工规范及技术指南的编制提供实践基础。6.项目经费估算及资金筹措情况（见附表4）7.项目预期目标及经济、社会效益7.1项目预期目标（项目考核目标）1）、提出半柔性路面材料的等级划分；2）、提出半柔性路面材料组成、乳化剂品种等及配合比设计方法；3）、对采用乳化沥青和泡沫沥青的成本、性能分析；4）、提出半柔性路面材料性能标准及检验方法；5）、提出半柔性路面材料的适用范围和合理结构形式；6）、提出半柔性路面材料设计、施工指南；7.2最终提交的研究成果及其形式1）开发出半柔性路面材料组成，提出配合比设计指标与方法。2）提出半柔性路面材料的乳化剂及其路用性能评价指标与方法；3）评价半柔性路面材料路用性能的改善与提高；4）编制半柔性路面材料的技术指南。5）课题研究成果以研究报告的形式提交。7.3经济、社会、环境效益分析在欧美发达国家，在公路建设中已广泛使用半柔性路面材料。我国公路建设已进入了一个高速发展阶段，自1988年建设了第一条高速公路以来,短短十余年时间,目前已突破3万公里，快速发展的公路建设使人们认识到公路养护的重要性，迫切的需求环保、高效的公路养护新技术。在我国公路养护也已经提到了重要日程上，因此，加强公路养护新技术、新工艺的研究，满足经济和谐发展需要是时代的要求。半柔性路面材料兼具半刚性、柔性路面的优点，使其具有良好的路用性能，弥补了现有路面结构的缺点；采用冷再生工艺使其具有工期短、没有废弃物污染等优点，在节约能源、保护环境的基础上促进公路事业更好更快的发展。8.其他需要说明的问题9.申报单位意见及签章PAGE16附表1申报项目基本信息表项目名称半柔性路面材料应用研究项目概要（宏观描述要解决的主要问题及达到的目标）半柔性路面材料是采用水泥和乳化沥青作为结合料，采用冷再生的施工工艺对旧沥青路面进行处理，通过水泥、乳化沥青用量的变化使其混合料的性能得以改善，提高路面的高温稳定性、抗滑性能、耐水损害能力和抗疲劳能力等路用性能，主要用于高速公路早期病害的处理和大中修工程，也适用于有较厚沥青路面的普通公路的早期病害处理和大中修工程。主要研究内容1、半柔性路面材料的基本性能分析。2、半柔性路面材料结合料和乳化剂的选择及适用范围的确定；3、针对不同的车辆荷载、道路等级、应用不同半柔性路面材料的结构设计组合；拟定相应的结构层组合设计，并进行室内检测。4、半柔性基层路用性能的研究与评价；5、根据半柔性路面材料的性能对半柔性路面材料进行等级划分，以满足不同等级公路、不同结构组合的要求；6、在试验路的基础上，制定设计、施工指南和质量评定标准。考核指标1、半柔性沥青混合料的性能指标2、试验路铺筑及跟踪检测指标3、编制技术指南和质量评定标准4、编制总结报告依托工程基本情况2008年5～2008年7月国道202线开原段大修工程项目总经费200万元申请厅拨经费200万元完成年限2009年6月申报日期2007年9月*此附表作为附页，不装订，单独报送。附表2项目计划进度安排时间主要内容阶段成果负责人2007年06月～2007年9月课题调研及资料搜集工作及施工现场调研课题调研报告试验方案周乃承李广玉2007年07月～2007年08月室内材料试验及配合比设计室内试验结果及数据分析李荫国2007年09月～2007年12月室内材料性能试验室内试验数据佟军华2008年1～2008年4月试验路的路面结构设计设计方案、文件马文涛2008年5～2008年7月试验路的实施实施方案及检测马文涛2008年8月～2009年3月试验路的跟踪检测检测数据及报告李广玉2009年4月～2009年6月技术总结及鉴定鉴定材料及鉴定会徐桂荣李广玉附表3主要项目研究人员情况表序号姓名单位性别出生年月职称职务专业任务分工签名1周乃承沈阳三鑫集团有限公司男教授级高工副总经理道桥项目负责人2徐桂荣沈阳三鑫集团有限公司女研究员总工程师材料技术负责人3李荫国沈阳三鑫集团有限公司男高工主任道桥技术负责人4马文涛沈阳三鑫集团有限公司男高工经理道桥施工负责人5佟军华沈阳三鑫集团有限公司女工程师主任道桥试验负责人6李广玉沈阳三鑫集团有限公司男助工研发员道桥检测负责人附表4项目经费预算及资金筹措情况投入经费支出预算科目金额（万元）科目金额（万元）投入经费合计200支出预算合计200一、交通厅拨款200一、人员费15二、其它拨款二、设备购置/试制费50三、贷款三、相关业务费135四、乙方自筹1、材料费5五、其它来源2、燃料及动力费53、研究开发费404、试验费555、会议费56、差旅费10四、管理费5五、其他费用10合计200合计200附表5申报单位、参加单位意见及签章联系人李荫国联系电话办公室机目申报单位意见：同意申报（公章）负责人（签字）：年月日项目参加单位意见：（公章）负责人（签字）：年月日基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发HYPERLINK"/detai