了得網工業技術_風積沙路基公路建設關鍵技術與應用

編輯推薦

通過對地區原材和氣候條件，國內外資料與實際工程調研、室內與現場試驗、理論與數值分析、試驗與工程應用相結合等技術手段，通過風積沙路基的應用，S215線“三莎高速公路”節約概算近，是新疆迄今為止投資規模較大的交通工程之一，為沙漠高速公路建設風積沙路基應用的成功實踐，有效地解決沙漠地區路基材料，以及材料運輸和工程質量、進度與成本的難題。本繫列叢書繫統地從風積沙公路路基性能研究，風積沙公路路基設計與施工以及風積沙路基關鍵技術與應用，把多年來研究、試驗和施工的過程中，積累的大量試驗數據和資料，縝密研究，把掌握的先進技術與施工經驗科學總結，對指導西部地區就地取材公路建設提供全方面的指導，也為絲綢之路經濟帶建設國家戰略連接西部與中亞國家提供可復制可推廣重要依據。

內容簡介

《風積沙路基公路建設關鍵技術與應用》總結了風積沙路基高速公路建設的關鍵技術研究情況，主要內容包括南疆地區道路建設環境、風積沙作為高速公路填料的研究、瀝青混合料設計方法及指標研究、南疆地產集料與瀝青的黏附性研究、土中易溶鹽含量快速測定方法研究、Thiopave瀝青混合料溫拌改性技術、瀝青路面施工工藝及施工質量控制研究、南疆地區風積沙路基高速公路實驗檢測方法等。

作者簡介

過震文，上海市市政規劃設計研究院院長，教授級高級工程師，國務院特殊津貼專家，上海市第七批、第八批援疆干部，2013獲新疆維吾爾自治區優秀援疆干部稱號。長期從事高速公路建設管理，工程建設經驗豐富，先後參與世界第二長跨海大橋上海東海大橋；國家重點公路建設規劃上海長江大橋、上海長江隧道工程指揮部指揮長；崇啟通道項目；S215線高速公路項目上海代建指揮部指揮長，其中“東海大橋工程關鍵技術與應用”榮獲2007年度國家科技進步一等獎。2006和2010年兩次獲上海市科學技術進步一等獎，2011年獲國家科學技術進步二等獎。

第1章南疆地區道路建設調研1
1.1南疆地區路面使用狀況調研分析1
1.1.1阿和沙漠公路破損調查1
1.1.2阿和沙漠公路路面破損調查結果與評價3
1.1.3阿和沙漠公路路面結構性能評價3
1.1.4阿和沙漠公路路面行駛質量6
1.1.5阿和沙漠公路路面安全使用性能調查7
1.2南疆地區路用原材料情況調研分析7
1.2.1石料質量控制措施調研分析7
1.2.2瀝青質量控制措施調研分析23
1.3高速公路混凝土建設經驗31
1.3.1加強水泥質量控制的措施31
1.3.2對混凝土表面氣泡問題的研究和對策32
1.3.3關於原材料堿含量問題的對策36第1章南疆地區道路建設調研1
1.1南疆地區路面使用狀況調研分析1
1.1.1阿和沙漠公路破損調查1
1.1.2阿和沙漠公路路面破損調查結果與評價3
1.1.3阿和沙漠公路路面結構性能評價3
1.1.4阿和沙漠公路路面行駛質量6
1.1.5阿和沙漠公路路面安全使用性能調查7
1.2南疆地區路用原材料情況調研分析7
1.2.1石料質量控制措施調研分析7
1.2.2瀝青質量控制措施調研分析23
1.3高速公路混凝土建設經驗31
1.3.1加強水泥質量控制的措施31
1.3.2對混凝土表面氣泡問題的研究和對策32
1.3.3關於原材料堿含量問題的對策36
1.3.4關於不同標準對鋼筋安裝和保護層厚度允許誤差的比較分析38
1.4高速公路路面建設經驗41
1.4.1封層碎石優化41
1.4.2瀝青路面施工接縫處理41
1.4.3金石改性瀝青路面泛黃分析與處理措施42
1.4.4橋頭路面產生裂縫調查分析與處理措施43
1.4.5無核密度儀快速檢測瀝青路面壓實度44
1.4.6高精度黏結強度拉撥檢測儀檢測層間和混合料黏結強度45

第2章風積沙作為高速公路路基填料的研究48
2.1風積沙性能研究50
2.1.1礦岩組成50
2.1.2化學成分50
2.1.3顆粒級配50
2.1.4擊實特征51
2.1.5承載比52
2.2風積沙路基設計技術53
2.2.1南疆地區自然地理特征53
2.2.2風積沙路基設計方案55
2.3風積沙路基施工技術58
2.3.1施工方案的確定59
2.3.2試驗參數及碾壓工藝的確定68
2.3.3灑水方式的確定74
2.3.4壓實繫數的確定75
2.3.5施工區段長度的確定76
2.3.6檢測時間的確定77
2.3.7施工總結78
2.4風積沙填築路基施工作業指導意見78
2.4.1一般規定78
2.4.2施工準備79
2.4.3路基壓實標準及填料強度要求80
2.4.4施工工藝及技術要求81

第3章土壤中易溶鹽含量測定方法研究85
3.1土壤中易溶鹽含量測定研究85
3.1.1研究背景與必要性85
3.1.2研究現狀86
3.1.3研究內容89
3.2實驗方案89
3.2.1儀器及試劑89
3.2.2檢測依據90
3.2.3實驗方案91
3.3實驗結果與分析92
3.3.1土樣浸提液制備過程的影響因素控制92
3.3.2各影響因素對電導率影響力的重要程度分析94
3.3.3分類方法及線性回歸模型的建立107
3.4方法可行性驗證109
3.4.1實驗耗時比對109
3.4.2實驗室間比對110
3.4.3方法間精準度比較111

第4章南疆地區瀝青混合料設計方法與技術標準研究113
4.1瀝青混合料的研究背景和內容113
4.1.1研究背景113
4.1.2研究內容115
4.2不同設計方法下瀝青混合料性能對比研究116
4.2.1高溫穩定性室內試驗研究117
4.2.2低溫抗裂性能試驗研究118
4.2.3混合料水穩定性能試驗研究119
4.2.4力學性能試驗研究121
4.3南疆地區瀝青混合料設計方法優化研究135
4.3.1Superpave配合比設計現狀135
4.3.2設計級配優化研究136
4.3.3室內設計次數優化研究140
4.3.4限制區對Superpave性能的影響145
4.3.5設計空隙率優化研究149
4.3.6粉膠比選擇優化研究151
4.4Thiopave瀝青混合料溫拌改性技術153
4.4.1Thiopave瀝青改性機理及性能研究155
4.4.2Thiopave改性瀝青混合料溫拌特性和降溫效果161
4.4.3Thiopave改性瀝青混合料性能評價168
4.4.4Thiopave改性瀝青混凝土施工工藝188

第5章南疆地產集料與瀝青的黏附性試驗研究191
5.1瀝青混合料抗水損害性能研究概況193
5.1.1水損害機理分析193
5.1.2水敏感性影響因素195
5.1.3不利空隙率範圍假設196
5.2瀝青混合料水穩定性機理分析197
5.2.1瀝青混合料水穩定性影響因素分析197
5.2.2適度老化對混合料水穩定性的改善機理分析202
5.2.3消石灰（生石灰）對瀝青混合料水穩定性的改善機理分析203
5.2.4非材料因素分析204
5.3瀝青混合料抗水損害性能評價方法的試驗研究207
5.3.1試驗方法的分類208
5.3.2評價方法的設計理論210
5.3.3國內外主要評價方法的介紹214
5.4抗剝落劑與南疆地區石料配伍性研究216
5.4.1瀝青混合料水穩定性方案的比較218
5.4.2針片狀顆粒含量對瀝青混合料水穩定性的影響220
5.4.3不同添加條件對抗剝落效果的影響221
5.4.4抗剝落劑選擇與應用方案確定221

第6章南疆地區瀝青路面施工工藝及施工質量控制研究223
6.1瀝青混合料離析的原因及防治措施研究224
6.1.1離析的種類224
6.1.2瀝青路面離析的測定及判別225
6.1.3離析的防治措施227
6.2瀝青路面壓實工藝研究229
6.2.1壓實的設備類型229
6.2.2影響路面壓實的因素231
6.2.3碾壓工藝233
6.2.4壓實度的檢查237
6.3瀝青路面質量控制的研究237
6.3.1設備和施工要求237
6.3.2動態質量控制圖的應用238
6.3.3瀝青路面的優質優價242
6.4S215線三莎高速公路底基層施工工藝及施工質量控制249
6.4.1施工工藝及方法250
6.4.2質量保證措施252
6.4.3安全保證措施252
6.4.4文明施工措施253
6.4.5環境保護措施253
6.5S215線三莎高速公路路面基層施工工藝及施工質量控制253
6.5.1施工準備253
6.5.2施工工藝及方法254
6.5.3質量保證措施257
6.5.4安全保證措施258
6.5.5環境保護措施258
6.6S215線三莎高速公路路面封層、黏層施工工藝及施工質量控制259
6.6.1施工準備259
6.6.2施工方案259
6.6.3質量控制260
6.6.4安全生產及文明施工261
6.6.5環保、水保主要措施262
6.6.6其他事項262
6.7S215線三莎高速公路瀝青混凝土面層施工工藝及質量262
6.7.1材料262
6.7.2瀝青混合料技術要求266
6.7.3主要工程機械267
6.7.4施工工藝268
6.7.5試驗段鋪築271
6.7.6質檢項目和頻率272
6.7.7施工過程質量控制重點環節274

附錄Ⅰ南疆地區高速公路試驗檢測方法研究279

附錄ⅡThiopave改性瀝青混凝土試驗段鋪築298

參考文獻303

前言

2013年9月和10月，國家主席習近平在出訪中亞和東南亞國家期間，先後提出共建“絲綢之路經濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”（以下簡稱“一帶一路”）的重大倡議，得到國際社會的高度關注。總理在參加2013年中國東盟博覽會時強調，鋪就面向東盟的海上絲綢之路，打造帶動腹地發展的戰略支點。加快“一帶一路”建設，有利於促進沿線各國經濟繁榮與區域經濟合作，加強不同文明交流互鋻，促進世界和平發展，是一項造福世界各國人民的偉大事業。
2015年3月，國家發改委、外交部、商務部經國務院授權發布了《推動共建絲綢之路經濟帶和21世紀海上絲綢之路的願景與行動》。要求發揮新疆獨特的區位優勢和向西開放重要窗口作用，深化與中亞、南亞、西亞等國家交流合作，形成絲綢之路經濟帶上重要的交通樞紐、商貿物流和文化科教中心，打造絲綢之路經濟帶核心區。提出了基礎設施互聯互通是“一帶一路”建設的優先領域。抓住交通基礎設施的關鍵通道、關鍵節點和重點工程，優先打通缺失路段，暢通瓶頸路段，配套完善道路安全防護設施和交通管理設施設備，提升道路通達水平。
2013年9月和10月，國家主席習近平在出訪中亞和東南亞國家期間，先後提出共建“絲綢之路經濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”（以下簡稱“一帶一路”）的重大倡議，得到國際社會的高度關注。總理在參加2013年中國東盟博覽會時強調，鋪就面向東盟的海上絲綢之路，打造帶動腹地發展的戰略支點。加快“一帶一路”建設，有利於促進沿線各國經濟繁榮與區域經濟合作，加強不同文明交流互鋻，促進世界和平發展，是一項造福世界各國人民的偉大事業。
2015年3月，國家發改委、外交部、商務部經國務院授權發布了《推動共建絲綢之路經濟帶和21世紀海上絲綢之路的願景與行動》。要求發揮新疆獨特的區位優勢和向西開放重要窗口作用，深化與中亞、南亞、西亞等國家交流合作，形成絲綢之路經濟帶上重要的交通樞紐、商貿物流和文化科教中心，打造絲綢之路經濟帶核心區。提出了基礎設施互聯互通是“一帶一路”建設的優先領域。抓住交通基礎設施的關鍵通道、關鍵節點和重點工程，優先打通缺失路段，暢通瓶頸路段，配套完善道路安全防護設施和交通管理設施設備，提升道路通達水平。
對於新疆而言，通過參與絲綢之路經濟帶建設，推進一大批交通、能源通道等重大基礎設施建設項目，將為新疆區域協調發展帶來重大機遇，必將破除新疆區域內經濟發展不平衡的難題，實現南北疆協調發展，尤其是帶動南疆等少數民族人口集中地區的發展。近年來，新疆投入加快國際道路運輸通道建設，“十二五”是新疆交通運輸發展歷史上投資規模、增長速度快、社會效益好、取得成效顯著的五年。截至2015年底，全疆公路總裡程達到17.6萬km，較“十一五”末增加23萬km。高速公路通車裡程達到4316km，達到了“十一五”末的5.1倍。普通公路技術狀況顯著改善，自治區縣城、兵團團場通二級公路比例由“十一五”末的45%和20%增加到92%和82%，普通國道二級及以上比重達到50%。15個陸路口岸公路全部實現黑色化，新藏公路等重要國邊防公路整治全面完成。農村交通條件顯著改善，全疆建制村（連）通硬化路率達到88%，較“十一五”末提高了28個百分點。
“十三五”期間，新疆交通建設計劃投資18以上，建設總裡程4萬km，通車總裡程達到20萬km（含兵團），其中高速公路達到5500km、農村公路達到13萬km。
綜合運輸大通道由兩種或兩種以上運輸方式線路組成，承擔主要客貨運輸任務的運輸走廊，構成綜合交通網的主骨架，是國家“一帶一路”戰略、全面向西開放的運輸大動脈。主要包括以高速公路、國道為主體的干線公路，含客運專線在內的干線鐵路，通道內各運輸方式功能互補、布局協調，充分體現大運量、高效率、多樣性和集約性特征。
（1）絲綢之路經濟帶北通道。
（2）絲綢之路經濟帶中通道。
（3）絲綢之路經濟帶南通道。
（4）中巴經濟走廊通道。
（5）沿邊開發開放戰略通道。
新疆地區以及中亞地區多沙漠，公路等基礎設施欠發達，阻礙了當地的發展。沿途地質情況復雜，也使得築造材料運輸難度大，一般材料不適應當地環境氣候情況等，為解決種種矛盾，如何就地取材，趨利避害，同時又能夠經濟優質地滿足建設要求，就使得風積沙路基的研究尤為必要。
新疆深居亞歐大陸腹地，是地球上距海洋遠的一塊陸地，屬於典型的大陸性氣候特征，晝夜溫差和季節變化很大，夏季短而炎熱，高溫時可達40℃以上，瀝青路面溫度可達60℃；鼕季長而嚴寒，低溫時可達-20℃以下，同一地方鼕夏溫差可達50～60℃，晝夜溫差達15～20℃。氣溫變化劇烈，降水稀少，蒸發強烈，氣候極為干燥。植被稀疏，人口分布極不均衡，沙漠面積占全國沙漠面積的近60%，境內有40%的土地是不毛之地，42%的荒漠有植被覆蓋，但覆蓋率很低，北疆地區覆蓋率為5%～10%，南疆地區僅為5%左右。該地區特別是沙漠地區的突出特征是地域廣闊、人口稀少、交通相對閉塞、經濟發展水平較為落後。
結合上述特殊的原材和氣候條件，通過國內外資料調研與實際工程調研相結合、室內試驗與現場試驗相結合、理論分析與數值分析相結合、試驗與工程應用相結合等技術手段，作者團隊以南疆地區S215高速公路項目為依托，開展了以下關鍵技術研究： ① 風積沙填築高速公路施工技術；② 礫石土中易溶鹽總鹽含量測定方法研究；③ 瀝青混合料設計方法與技術標準研究；④ 瀝青與南疆碎石集料的黏附性試驗研究；⑤ Thiopave瀝青混合料溫拌改性技術；⑥ 南疆地區瀝青路面施工工藝及質量控制研究。
作為國內高等級公路建設史上首條大量使用風積沙填築的沙漠高速公路，S215三莎高速公路全線80%線路應用風積沙填築，途經塔克拉瑪干沙漠區、鹽漬土等復雜地質，是新疆迄今為止投資規模的交通工程之一，為沙漠高速公路建設風積沙路基應用的成功實踐，成為新疆首條達到六通標準的代建公路，工程歷時4年，節約概算近，是上海對口支援新疆工作項目內容，上海派出的代建指揮部帶領全線參建單位經受住了建設環境復雜、管理跨度大、施工環境苦、技術難度高等嚴峻考驗，以管理出效益，發揮代建引領作用，體現“上海”管理特色，以高質量完成了各項建設任務，創出了上海品牌。項目團隊把研究、試驗、施工和檢測過程中積累的大量的試驗數據和資料，進行了縝密分析研究，把掌握的先進技術與施工經驗進行了整理，為絲綢之路經濟帶建設連接西部與中亞國家提供可復制可推廣重要依據。
本書即是由這些研究成果整理而成，同時也歸納總結了風積沙路基公路建設過程中料場選擇、材料控制、施工機械組合和組織設計等方面的成功經驗。書中不當之處，敬請讀者批評指正。

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