复合型道路（精选6篇）
复合型道路 篇1
1 引言
高架复合型道路是由上层高架道路与下层地面辅道共同组成的立体交通道路系统, 是改善城市交通拥堵的有效措施之一。我国从20世纪80年代开始兴建这种复合型道路, 该道路形式虽然大大提高了车辆的通过率, 有效缓解了城市交通堵塞, 但由于车流量急剧增加并集中分布, 使得道路空间的交通噪声声场分布与普通型道路相比发生了较大的变化, 给道路两侧建筑带来了较为严重的噪声污染。因此, 分析总结高架复合型道路声场的分布特点及其影响因素具有重要的意义。
2 项目基本概况
本文以福州金山大桥北引桥段的复合型道路作为案例。道路断面形式如下:高架桥为双向6车道, 桥宽27.5m, 左右辅道均为单向两车道, 路宽11m;高架桥桥面离地面高度5.0m;高架桥设计行车速度为50km/h, 辅道设计行车速度为40km/h, 道路断面形式见图1。
3 相关预测模式
根据《环境影响评价技术导则—声环境》 (HJ2.4-2009) 中的交通噪声预测模式进行预测。
(1) 第i类车等效声级的预测模式:
式中:为第i类车的小时等效声级, dB (A) ;为第i类车速度为Vi, km/h;水平距离为7.5m处的能量平均A声级, dB (A) ;Ni为昼间、夜间通过某个预测点的第i类车平均小时车流量, 辆/h;r为从车道中心线到预测点的距离, m;Vi为第i类车的平均车速, km/h;T为计算等效声级的时间, 1h;Ψ1、Ψ2为预测点到有限长路段两端的张角, 弧度;ΔL为由其他因素引起的修正量, dB (A) 。
注:7.5m处为中国机动车交通噪声源强测试的基本考核点。
(2) 总车流量等效声级为:
4 预测相关参数
(1) 环评预测年限:公路竣工投入运营后第1年 (近期) 、第7年 (中期) 和第15年 (远期) ;
(2) 预测设计车速:高架桥设计行车速度为50km/h, 辅道设计行车速度为40km/h;
(3) 路面结构形式:引桥路面均采用沥青混凝土路面结构。
5 预测前置条件
(1) 高架防撞栏为60cm高的实心混凝土结构, 相当于一个小型声屏障, 预测过程要考虑该插入损失;
(2) 在计算路面反射声叠加过程中, 考虑反射声被车底遮挡等因素, 本预测取声源可反射声的入射角50°<θ<85°, 当入射角小于50°的反射声将被车底遮挡;
(3) 由于高架桥桥墩为间隔设置, 且间距大, 因此本预测不考虑高架桥桥墩对噪声的遮挡衰减;
(4) 本环评模拟分析道路运营中期预测年辅道红线外5.0m处第一排建筑物分析垂向声场分布情况。
6 交通量换算
6.1 可研标准车车流量
由于可研报告中给出的预测年与环评预测年不完全吻合, 因此需根据工可中各预测年“标准车车流量”的年增长率, 换算环评预测年中期 (2022年) 的“标准车车流量”, 详见表1。
单位:pcu/d
6.2 环评绝对车流量
6.2.1 工可车型折算系数
根据交通运输部印发《关于调整公路交通情况调查车型分类及折算系数的通知》 (厅规划字[2010]205号) , 可研车型折算系数为中小客、小货=1, 中货、大客=1.5, 大货=3, 特大货、集装箱=4、摩托车=1、拖拉机=4, 车型折算系数见表2。
6.2.2 车型比
本项目运营期车型以小型车为主, 小型车比例为75%、中型车比例为22%、大型车比例为3%。
6.2.3 车流昼夜比
项目区车流昼夜比为80:20, 工可中昼夜比的含义为白天12h的车流量与夜间12h车流量的比值, 其中白天指8:00~20:00。
6.2.4 环评绝对车流量
环评中昼夜为:昼间 (6:00~22:00) , 夜间 (22:00~次日6:00) , 昼间长16h, 夜间长为8h。因此, 在交通噪声预测过程中, 需将工可中统计的夜间4h车流量折算到昼间, 计算得到环评绝对车流量, 见表3。
辆/d
7 预测方法
(1) 采用复合交通计算方法分别计算高架桥主道和左、右辅道交通噪声对各预测点的贡献值, 进而采用能量叠加方法计算各预测点交通噪声的总贡献值, 其中充分考虑直达声和反射声在传播途径过程中的衰减因素, 如高架桥桥体和防撞栏遮挡影响等。
(2) 在考虑路面反射叠加过程中, 同时考虑各车型车体本身的阻挡作用, 预测结果在考虑上述内容过程中, 由交通噪声直达声和反射声结果叠加获得不同高度的预测点铅垂向预测贡献值。
8 预测结果
该复合型道路营运中期 (2022年) , 位于辅道红线外5.0m处第一排建筑物在铅垂向不同高度上受交通噪声影响预测结果见表4, 交通噪声传播示意图见图2, 铅垂向交通噪声分布图见图3。
由图2中可以看出, 以楼层为例 (设层高为3m) , 第1层由于位于高架桥的声影区, 并且不受左侧辅道反射声影响, 因此受交通噪声影响最小;其2~5层声级相对较高, 5层以上随着楼层的增高其影响声级呈递减走势, 表明2~5层受路面发射声的叠加影响较大, 其中以5层最为突出, 声级最高。
9 结论
通过对福州金山大桥北引桥段的复合型道路铅垂向交通噪声影响预测结果进行分析, 可得出以下结论。
(1) 由图3可以看出, 由于受到高架桥和辅道直达声叠加, 以及各车道反射声的叠加和高路堤两侧声影区附加衰减等多因素的共同影响, 导致交通噪声贡献值铅垂向分布图将会呈现出2个峰值的特点, 且交通噪声在垂向建筑物上分布最大值并非出现在最底层, 本项目最大值出现在建筑物第5层;
(2) 由图2中可以得出, 在复合型道路交通噪声竖向预测过程中, 只考虑高架桥桥面和防撞栏遮挡因素的前提下, 低楼层声场主要受建筑立面与道路形成的混响声场的积聚影响, 而高楼层声场的影响因素主要为交通噪声的几何发散衰减, 因此在低层段 (1~5层) , 地面道路影响大于高架道路, 而在高层段 (6层及以上) , 高架道路的影响起决定作用。
参考文献
[1]Jeong C.Seong, Tae H.Park, Joon H.Ko, et al.Modeling of road traffic noise and estimated human exposure in Fulton County, Georgia, USA[J].Environment International, 2011, 37 (8) :1336~1341.
[2]陶锦圣, 王瑅贤人.高架复合道路声场分析[J].噪声与振动控制, 1994 (2) :2~6.
[3]陈子明, 路德明, 王恕铨, 等.高速高架复合道路交通噪声的分析与预测[J].环境科学, 1994, 15 (2) :24~28.
[4]仇丰路, 施丽莉.高架复合道路交通噪声时空分布规律研究[J].环境监测管理与技术, 2009, 21 (3) :62~64.
[5]盖磊, 王亚平.快速高架复合道路近场交通噪声垂向分布[J].环境工程学报, 2014, 8 (4) :32-33.
[6]国家环境保护部.环境影响评价技术导则声环境 (HJ2.4-2009) [S].北京:中国环境科学出版社, 2009:33~38.
复合型道路 篇2
但是CRCP板作为刚性板其主要的缺陷是由于混凝土在硬化固结时的干缩及温缩受阻而形成的横向细小裂缝。而沥青混凝土面层平顺、无接缝，且具有的弹塑性质，有很好的减振性。基于这些特点，在CRCP上铺设沥青混凝土面层。形成CRCP复合路面，有效减弱行车荷载的冲击作用，从而减少对CRCP的破坏。
2 项目概况
南京市纬三路过江通道工程是贯通大江南北的主要通道，是主城井字内环快速路网中向西延伸至江北地区的重要通道。周边多条主干道、城市快速路建成并与过江通道相接，过江通道实际承担了南京市区、周边城市和过境交通三方面的交通流，不仅交通量大，交通组织也十分困难，在施工期间难以对接线道路进行交通分流。施工期间必须维持交通，并需要近早开放交通。
根据勘察资料，场地下卧层软土较厚，且道路下方有地下车库、人行过街通道、电缆沟等结构物。使部分道路处于刚性地基(车库结构)与柔性地基的交接处，产生差异沉降，为防止路面开裂等病害需采取相应措施。
3 复合路面结构设计
鉴于地下结构物繁多和本项目特殊情况，本路段路面必须具有早期强度高、开放交通早等特点，经多方案比较，路面采用连续配筋混凝土路面并在其上加铺沥青面层形成复合路面。
3.1 路面结构设计
本项目设计基准期为30年，安全等级为一级，变异水平等级为低级，交通等级为重交通。CRCP的板厚参照普通混凝土板厚度设计，同时考虑沥青面层的有利影响，板厚确定为35cm，底基层为20cm厚C20素混凝土。
水泥混凝土路面上的沥青加铺层是一种特殊的`路面结构，应力应变特性与一般的弹性层状体系有较大的差别。新建CRCP板动态临界弯沉值极小，设计中未予考虑，对于加铺厚度以美国沥青协会(AI)法计算，并以美国工程兵团和联邦航空局(FAA)法验算，确定其沥青混凝土罩面厚度为10cm。
3.2 配筋设计
3.2.1 纵向配筋设计
纵向配筋设计初拟纵向配筋率为0.6%，采用Ф16的螺纹钢筋，设计温差△T取35，混凝土强度等级为C30。由现行JTGD40-《公路水泥混凝土路面设计规范》(以下简称《规范》)相关规定计算可知，初拟的配筋率满足设计要求。由于在实际使用中板边应力较板中大，故在设计时使边部钢筋间距略小于板中钢筋间距。《规范》中规定纵向钢筋设置位置在板体表面以下1/2～1/3厚度范围内，但考虑到布置位置偏上时，板体表面裂缝分布不均匀，将其布置在板厚的1/2处。
3.2.2 横向配筋设计
在一般CRCP板设计中多将横向钢筋视为架立钢筋，但由于本项目CRCP板宽较大，为了避免冲断现象的产生，横向钢筋采用Ф14的螺纹钢筋，横向钢筋配筋率按钢筋普通混凝土板计算。横向钢筋布设于纵向钢筋之下。
3.2.3 端部设计
端部设计时采用国内较多的凸形地锚梁。因锚固设施一般无法完全限制CRCP端部变形，设计中未将CRCP与构造物相接，而是在其中设置一块双层钢筋混凝土板做为过渡板，并在其两端各设一条涨缝，以消除残余变形。根据道路等级和与构造物过渡相连方式设定端部最大容许位移值。将CRCP板体视为均质弹性体，采用分段法计算考虑地基摩阻力时的端部自由位移，以位移法计算所需的端部约束力。将计算结果和所需的端部约束力相比较，如不满足要求则增加端墙数量，如满足要求则对端墙进行配筋计算并进行相应的验算。
4 施工中的问题
由于CRCP复合路面在国内及少使用，虽然在设计中对施工实施情况做了较多考虑，但在施工实施中还是出现了一些问题，虽然最后问题都得到了不同程度的解决，希望对以后的设计和施工有一定的借鉴作用。
4.1 混凝土塌落度
由于施工场地受限，采用商品混凝土。考虑商品混凝土塌落度较大，为避免泛浆、离析，规定塌落度范围为8～10。但在施工实施时，发现塌落度难以满足要求，且各批次混凝土的塌落度差异较大。据现场统计，摊铺的混凝土塌落度大多在9～11间，比设计略大。但据检测结果，并未出现混凝土强度和密实性方面的问题。
4.2 钢筋网的布设
在摊铺混凝土前，提前布设钢筋网，施工单位为了便于施工组织，预焊了过长的钢筋网。结果因施工时的日夜温差，钢筋网膨胀扭曲，不能保证钢筋的位置准确，只好重新焊接，后期施工时将预焊钢筋网长度控制在10m，再无出现钢筋网变形的问题。
4.3 混凝土的养生
本项目CRCP板在7月施工，气温较高。在进行实验性摊铺时，虽以湿草袋覆盖养生，但还是没能有效的避免混凝土失水过快，CRCP板上出现了大量的干缩裂缝。施工时借除了以湿草袋覆盖外，还在其上覆盖塑料薄膜和塑料编织布，加强保湿效果。后期的施工实践证明这些措施能有效避免混凝土失水过快，保证了施工质量。
5 结语
随着我国的经济的高速发展，城市道路已经成为我国交通建设的重点，路面工程作为道路工程的重要组成部分，现有路面结构形式使用中也逐渐暴露出对重型交通的不适应。路面研究在改进现有路面结构的同时，也在积极的寻找新的路面结构以满足公路工程发展的需要。南京纬三路过江通道中连续配筋混凝土复合路面的应用也是对市政道路新的路面结构的一次有益尝试。
参考文献
[1] 陈锋锋，黄晓明，张军辉.连续配筋混凝土路面设计和施工方法的研究[J].华中科技大学学报(城市科学版)，(03)：49-53.
[2] 王永刚，李振义，李强.连续配筋混凝土路面早期裂缝观测于影响因素分析[J].黑龙江交通科技，(08)：79-81.
[3] 公路水泥混凝土路面设计规范(JTGD40-2011)[S].
复合型道路 篇3
一、三大诉讼案的主要内容
(一) 尼崎公害诉讼
1. 案情简介。
在尼崎市居住的《公害健康被害补偿法》 (简称《公健法》) 中认定的公害病患者及其家属将当地的9家企业和设置和管理国道2号、43号的国家以及设置管理阪神高速公路大阪西宫线的阪神高速公路公团诉至法院, 向上述被告提出了损害赔偿和停止排放大气污染物质的诉讼请求。
2. 审理结果。
2000年1月, 神户地方法院判令国家、高速公路公团对道路沿线50米内居住的原告做出赔偿, 国家承担2亿1183万8400日元, 公团承担1亿2102万610日元的连带责任, 并且判令在原告居住地不得排放超出限量的浮游粒子物质[1]。该判决被认为是具有划时代意义的判决, 在社会引起了巨大的反响。
(二) 名古屋南部公害诉讼
1. 案情简介。
在爱知县名古屋市、东海市周边地区居住的公健法认定的公害病患者及其家属, 将当地的11家企业和设置管理国道1号、23号、154号、247号的国家诉至法院, 向上述被告提出了损害赔偿和停止排放大气污染物质的诉讼请求。
2. 审理结果。
2001年8月, 原被告达成了15.2亿元的和解[2]。该案的重大意义是法院判决汽车尾气引起的大气污染和公害病之间具有因果关系, 并且支持了原告停止侵害的诉讼请求。
(三) 东京公害诉讼
1. 案情简介。
1996年5月, 527名哮喘病患者将负有道路的管理责任和废气排放规制责任的国家、东京都、首都高速道路公团以及7家汽车制造和销售的汽车制造销售商 (丰田、日产、三菱、日野、马自达、五十铃) 告上了法庭, 向其提出了损害赔偿和停止排放查过环境标准值的污染物质的诉讼请求。
2. 审理结果。
东京地裁的判决支持了不属于公害认定中救济的患者的损害赔偿, 但没有认定汽车商的责任和停止侵害的诉讼请求。[3]该案于2007年8月达成了和解, 和解的结果是汽车生产商支付33亿日元、国家承担60亿日元、首都高速道路有限公司支付5亿日元给东京都设立医疗费用援助制度。
二、疫学因果关系和法律因果关系
大气污染公害诉讼的最大的争议就是氮氧化物、浮游粒子状物质等大气污染物质和疾病之间的因果关系如何认定的问题。
(一) 疫学因果关系
大气污染物质必然会造成气管和哮喘等疾病在医学上还没有一个明确的判断机制。因此, 在判断大气污染物质与支气管哮喘等疾病的因果关系更需要疫学的认定。但是, 疫学的认定方法只是根据统计性关联性去推定整体人群罹患疾病原因的一种研究方法, 该方法无法推定每一个个体罹患疾病的原因。因此, 即便存在疫学上的因果关系, 也不能必然认为存在法律上的因果关系。
在公害诉讼中, 也不能单纯地通过疫学因果关系去推定具有法律上的因果关系, 而是通过多种的疫学调查内容进行详细的考察, 再通过分析临床、病理、动物实验等发病原因和实验结果, 在此基础上对每一个患者进行个别因果关系的判断。[4]
(二) 法律上的因果关系
侵权行为法是决定损失的公平分担的制度。证明侵权之诉的因果关系, 不需要证明无限连锁的自然科学上的因果关系 (即事实因果关系) , 而是证明侵权行为成立的因果关系 (即法律上的因果关系) 。
若要让被害人去证明“如果没有该违法行为, 就没有该损害结果”的100%的严密性, 对于被害人来说是不可能做到的事。
比如A工厂和B工厂均向河流中排放引发健康损害的有毒物质。如果用“没有彼则没有此”的公式 (也称条件公式) 去套用的话, 即使A工厂没有向河流排放有毒物质, 单凭B工厂排放的有毒物质足以造成河流附件居民的健康损害;同样, 没有B工厂的排放, 仅有A工厂的排放也足以造成河流附件居民的健康损害。从理论上讲, 可以说A工厂和B工厂的排放均不是造成河流附件居民健康损害的原因。如果那样的话就会产生违反人们感情的结果。而且, 如果河流中一旦有有毒物质排出的话, A工厂的有毒物质和B工厂的有毒物质会在水中成为不可分割的一体, 这样就必须证明以下三点, 即:1.哪个工厂排出的有毒物质;2.通过哪种渠道排出;3.排出的量、是否对被害居民造成损害, 而这样的证明是非常困难的 (工业群的废气排放亦然) 。如果将这种证明责任付之与没有相关科学、医学的知识的被害居民的话, 不管怎么考虑都是有违人之常情的。
日本最高法院认为被害人只要能够证明特定的事实造成特定的结果具有高度盖然性, 即可判断具有法律上的因果关系。如:新泻水俣病诉讼中, 新泻地方法院将因果关系分为三个阶段:1.被害基本的特性和该原因物质的关系;2.原因物质到达被害人的路径;3.加害企业污染物质的排出。如果企业不能说明自己的工厂不是污染源的话, 即可推定该事实的存在, 证明其具有法律因果关系。[5]
三、道路沿线大气污染与损害的因果关系
上述各大气污染诉讼判决中, 均对道路沿线的大气污染物质与支气管哮喘等发病或恶化之间的因果关系进行了肯定。
(一) 到达因果关系
道路沿线 (道路沿线的距离) 是道路公害诉讼争议的焦点。尼崎判决中, 将道路沿线定为道路沿线两旁50米以内的范围。东京判决将道路上机动车尾气排放的直接影响范围定为距离道牙50米的范围;名古屋判决中, 将道路沿线的浮游粒子状物质等污染物质的影响确定在道路沿线20米的范围内。
(二) 道路沿线的疫学调查———千叶大调查
尼崎判决、名古屋判决等判决中中疫学调查的依据主要是“千叶大调查”。所谓“千叶大调查”, 是指日本千叶大学医学部为了明确道路大气污染和健康之间的关系, 从1996年开始, 以千叶县内与道路相邻的10家小学校内的小学生为调查对象, 调查其每年秋季的呼吸道疾病的发病情况。该调查将位于道路沿线50米内的学校称为道路沿线部, 将50米外的称为都市非道路沿线部, 将远离都市道路沿线区域称为田园部, 把上述三个区域内学生的发病情况进行了比较分析。
千叶大调查选择小学生为调查对象的理由是:1.小学生比成年人更具有地域安定性;2.疾病与吸烟、职业因素的影响较弱;3.小学生比成人更容易受大气污染的影响;4.在学校进行整体性统计工作更为方便。
根据千叶大调查的结果显示, 和田园部相比较, 都市非道路沿线部的小学生罹患哮喘的风险男子为1.92, 女子为2.44;道路沿线部的男子为3.70, 女子为5.97。换言之, 都市非道路沿线的小学生罹患哮喘的概率是田园部的两倍, 而道路沿线的小学生罹患哮喘的概率是田园部的四倍。
2000年发布的调查结果显示, 大气污染物质中的二氧化氮等物质和哮喘之间具有直接的关系, 如果大气中的二氧化氮增加0.01ppm, 罹患哮喘的概率就上升为2.1倍。
(三) 原因污染物质的确定
在尼崎判决和名古屋判决中, 在认定机动车尾气排放和支气管哮喘等发病之间的因果关系时, 确定主要污染原因物质为DEF (柴油尾气排放颗粒物) 和二氧化氮等物质。
对于这两个原因, 有学者指出, 实际上, 二氧化氮等物质在使用室内的取暖用具时还会造成的室内浓度高于室外浓度的情况, 这样的话室内的二氧化氮的浓度也会造成哮喘等疾病的发生。环境部对柴油发动机尾气排放风险评价研讨会的年度报告也认为, 关于颗粒物的浓度对柴油发动机尾气排放颗粒物的数据不足, 没有进行定量性评价, 因此将DEF作为原因物质缺乏科学性。
在这种情况下, 东京判决认为虽然无法确定污染的具体原因物质, 但是可以认定机动车排出的废气是造成疾病的原因。
(四) 因果关系认定的标准
如前所述, 三个判决在认定因果关系时均把千叶大调查作为依据, 将千叶大调查的调查对象地区的道路沿线同样的污染状况作为因果关系认定的标准。特别是东京判决认为, 如果道路状态 (国道13条、都道72条、首都高速道路19条, 白天12小时的交通量为4万辆以上) 与千叶大调查的状况相同的话, 即可推定出机动车尾气排放与疾病发病或恶化之间具有因果关系。
尼崎判决和名古屋判决也采用了同样的方法。在浮游粒子状物质的认定上, 名古屋判决认为国道23号查处了千叶大调查对象地区的浮游粒子状物质浓度, 因此推定该污染与疾病之间具有因果关系。
(五) 特应性体质因素
特应性体质是产生特应性支气管哮喘等疾病的最直接原因。因此, 从损害的公平分担这一原则出发, 至少也应该作为减少赔偿额的原因。尼崎判决和名古屋判决将特应性因素作为三分之一或百分之三十的减额原因。[6]
而东京判决则认为, 因侵权行为造成损害的受害人具有与普通体格或体质不同的身体特征 (如脖子长) , 该特征与加害行为竞合产生了伤害结果或扩大了损害结果的, 只要该身体特征不是疾病的, 在确定损害赔偿额时不考虑该身体因素。即在国民中有相当比例的人属于特应性体质, 该体质只是异于普通体质的身体特征, 其本身不是疾病, 因此在算定赔偿数额时不应当考虑该因素。
从以上可以看出, 在确定道路沿线的大气污染与哮喘等疾病之间的因果关系时, 会产生诸多难点。而各判决虽然多以千叶大调查为参考依据, 但是判决结果却各不相同, 可以说至今为止也没有形成一个明确的判断标准。
参考文献
[1]神户地方法院2000.1.31判决.
[2]名古屋地方法院2000.11.27判决.
[3]东京地方法院2002.10.20判决, 判例时报1116.
[4]高田健一.事实上的因果关系——疫学的因果关系[J].不法行为诉讼法.青林书院, 1991:143.
[5]新泻地方法院1971年9月29日民事判例集22 (10) :1.
复合型道路 篇4
近年来,水泥稳定碎石基层裂缝问题日益突显,人们开始尝试用多种方法减少水泥稳定碎石基层裂缝,其中主要有以下两方面:1)降低水泥剂量,从降低水泥稳定基层的模量着手;2)采用柔性基层。沧州市市政工程公司近几年在这方面做了大量的研究。2009年,在室内试验的基础上,在城市道路纬三东路道路基层采用了低水泥剂量并掺加RAP料的低剂量复合水稳的试应用,效果良好。
1 工程概况
纬三东路为沧州市东西方向主干路,全长快车道宽24 m,全长702 m,路面结构采用两步30 cm灰土+18 cm水泥稳定基层+下封层+6 cm中粒式+4 cm细粒式沥青混凝土面层,水泥稳定基层设计强度1.5 MPa～2.5 MPa。
2 原材料
2.1 RAP料
RAP料(Reclaimed Asphalt Pavement):本工程所用的RAP料是由铣刨机对旧沥青路面进行铣刨后回收的混合料。回收后同一类的RAP料堆进行充分混合,在使用前进行破碎、筛分处理,并将破碎筛分后的RAP料分类存放以减小材料的变异性。
2.2 水泥
水泥:沧州“神狮”牌水泥,在纬三东路道路工程中的水稳基层中选择了“神狮”牌P.S32.5硅酸盐水泥。
2.3 集料
在纬三东路道路工程中,水泥稳定集料采用的是20%新集料和80%RAP料混合的复合集料。新集料规格为10 mm～30 mm,RAP料为通过铣刨机回收的旧沥青路面铣刨料,其筛分试验结果如表1所示。
3 配合比设计
在施工前首先进行了水泥稳定碎石组成设计,按照3.0%,4.0%,5.0%三个水泥剂量进行了标准击实试验和无侧限抗压强度试验。试验结果见表2。
试验结果:三个不同水泥剂量的无侧限抗压强度能够达到设计要求。综合考虑温缩裂缝和经济因素,最终确定配合比为水泥∶碎石=3.0∶100,最佳含水量为6.0%,最佳干密度为2.30 g/cm3。
4 生产过程控制
4.1 混合料的含水量
含水量的大小直接影响到水稳基层压实度的保证和裂缝的产生。含水量偏小,基层表面容易松散、离析,难以压实;含水量偏大,碾压易粘轮,表面翻浆,而且基层成型后水分散失越多,越容易出现干缩裂缝。考虑到混合料在运输过程中有水分散失,在运输车辆上加设了土工布进行覆盖。另外,纬三东路道路工程是春季施工,大风天气居多,水分蒸发很快,因此施工过程中含水量控制在比最佳含水量大1%左右,即生产含水量为7.0%。同时,施工现场设专人实时观察检测混合料的含水量,当现场的含水量出现异常时,及时通知拌合厂调整含水量。
4.2 混合料拌和
由于掺加水泥剂量小,拌和时必须保证水泥连续均匀掺加,拌和必须要充分、均匀、稳定。拌合时间不足、拌和不均匀,易出现粗细料集中、离析等现象。在纬三东路道路工程中,采用的是厂拌法,拌合设备能够准确的控制各种材料的用量。另外,拌合现场设有专人随时检测水泥用量、含水量和各种集料的配比,保证了水稳混合料的质量。
5 施工过程控制
5.1 混合料摊铺与压实
混合料到场后要做到及时摊铺、及时碾压,尽量缩短从加水拌和到碾压终了的时间,在施工时可尽量采用多台摊铺机平行作业,同时要准备充足的压实设备,这样既能加快施工进程,又可以减少混合料的离析。根据以上措施要求,在纬三东路道路工程水稳施工中,混合料到场后,由ABG-423和中国镇江两台摊铺机一前一后联合摊铺,碾压组合为一台PT-240R胶轮压路机+一台YZ26E单钢轮振动压路机+两台26 t三轮压路机,碾压遍数及顺序为:先由胶轮压路机碾压2遍,然后单钢轮振动压路机振压4遍,最后由两台三轮压路机联合静压4遍,现场跟踪检测压实度、水泥剂量,出现异常马上进行处理,通过对该工程的跟踪观察,得出水泥稳定复合集料如下结论:施工过程与常规水泥稳定碎石相同,因为掺加了旧沥青路面铣刨料,混合料比常见的水泥稳定碎石颜色偏黑,其他外观与常规水泥稳定碎石无差别。
5.2 基层养生
碾压完毕后喷洒透层油、洒水养生,养生期不能少于7 d,养生期内保持表面湿润。在铺筑沥青面层之前尽量封闭交通,以减少车辆荷载的影响,并尽快铺筑面层。在铺筑面层前要对水稳基层彻底清扫,并进行下封层施工,加强基层与面层之间的结合。
5.3 指标检测
施工过程中,取拌合现场和施工现场的混合料检测,水泥剂量均为3.1%,含水量5.8%,现场检测压实度为98%。24 h后,检测水稳基层外观质量良好,无脱粒、松散的现象,7 d后进行钻芯检测,共钻取两个芯样,芯样均完整,上表面平整,下表面稍有凹凸,切割面有轻微掉渣现象,对芯样进行室内修整后检测无侧限抗压强度分别为2.0 MPa和1.76 MPa,满足1.5 MPa～2.5 MPa要求。
6 结语
纬三东路道路工程竣工通车将近一年,目前能够目测到的由于水稳基层裂缝反射到面层的横向贯通裂缝不超过10条。从使用结果来看,低水泥剂量复合水稳的应用效果非常好。
降低水泥用量并用柔性材料RAP料代替部分新集料,有效地降低了水稳基层的模量,大大减少了产生裂缝的可能性,进而减少沥青面层的反射裂缝。同时,节约了水泥和新集料,提高旧料的利用率,降低了生产成本,还有效地保护了环境,与当前倡导的绿色施工和可持续发展相协调,值得推广使用。
摘要：在室内试验的基础上,对低水泥剂量复合水稳进行了工程实际应用,介绍了低剂量复合水稳基层的原材料、配合比和质量控制措施,展望了低水泥剂量复合水稳在道路基层中应用的前景,以期指导实践。
复合型道路 篇5
吉林省墙材革新与建筑节能办公室和吉林省光大实业集团有限责任公司, 针对建筑节能对外墙保温隔热的要求, 共同研发了符合建筑节能标准的自保温“烧结注孔保温砌块”, 是集承重、保温于一体的新型墙体材料, 其主要物理性能见表1, 外形尺寸见图1所示。
该产品已通过吉林省“新产品新技术鉴定验收”和中国建筑材料集团有限公司的“新型墙体材料绿色制造工艺技术与装备”专家验收委员会验收。综合技术评价为该产品兼备墙体承重围护与保温双重功能, 具有安全、耐久、节能、环保防火等显著优点, 是一种优良的新型节能保温隔热墙体材料。
吉林省住房和城乡建设厅, 为了加快培育和发展满足建筑节能要求的新型自保温墙体材料这一战略性新兴产业, 相继组织编制了“烧结注孔保温砌块 (砖) ”的〈企业产品标准〉及相关的〈地方技术规程〉。颁布了吉林省建筑设计标准《烧结注孔保温砌块 (砖) 墙体建筑构造》 (统一编号DBJT06-132-2009, 图集号:吉J2009-157) , 并已于2009年10月1日起实施。颁布了《烧结注孔保温砌块 (砖) 砌体工程技术规程》吉林省工程建设地方标准 (统一编号DR22/T1023-2010) 并于2011年2月1日起实施。为我国“十二五”全面推广应用这一新型墙体材料, 实现低碳绿色建筑目标打下了良好的基础。也为全国烧结非粘土薄壁空心砌块和烧结复合保温砌块产业化起到了示范作用。
复合型道路 篇6
1 实验部分
1.1 原材料
催化裂化油浆:由中国石化金陵分公司(简称JL,下同)与齐鲁分公司(简称QL,下同)生产。TH渣油:由中国石化西安分公司生产。三者性质见表1。
*90#(A),90#(B)沥青延度分别不小于8,6 cm。
交联剂:过氧化二异丙苯,化学纯,由国药集团化学试剂有限公司生产。SBR乳液:牌号为SBR 1500,由中国石油吉林石化公司生产。
1.2 试样制备
交联前混合 将催化裂化油浆不同馏出温度下的蒸馏残油与TH渣油按一定比例于130℃下混合,制备道路沥青。
交联后混合 将催化裂化油浆不同馏出温度下的残留油浆于170 ℃下进行交联缩合反应,然后按上述方法制备试样。
与SBR乳液复合 在120～130℃下,将SBR乳液加入到催化裂化油浆不同馏出温度的蒸馏残油中,除去冷却水配制成母液。然后按上述方法制备试样。
1.3 试样表征
根据GB/T 4509—1998,在上海昌吉地质仪器有限公司制造的SYD-2801 E型针入度测试仪上,测定试样的针入度。根据GB/T 4507—1999,在SYD-2806 E型全自动沥青软化点测试仪上,测定试样的软化点;根据GB/T 4508—1999,在SY-2B型恒温双速沥青延伸仪上,测定试样的延度,二者均由无锡华南实验仪器有限公司制造。在上海昌吉地质仪器有限公司制造的SYD-0610型旋转薄膜烘箱中,按SH/T 0736—2003进行老化实验,温度为163℃,时间为85min。
沥青及油浆分子结构参数采用美国Nicolet公司制造的Magna-IR 550型傅里叶变换红外光谱仪和德国Bruker公司制造的Avance 500型超导傅里叶变换核磁共振波谱仪测定。碳与氧含量采用德国Elementar Analysensysteme GmbHe公司制造的Vario EL Ⅲ型元素分析仪测定。硫含量采用江苏江分电分析仪器有限公司制造的WK-2 D型微库仑综合分析仪测定。分子结构参数计算采用改良的Brown-Ladner法。采用SH/T 0905测定沥青的四组分组成。
2 结果与讨论
2.1 不同馏出温度下残留油浆调和TH渣油
催化裂化油浆的初馏点较低,若直接调和使用,会使调和沥青的闪点及蒸发损失达不到规定要求。因此,在原油实沸点蒸馏仪上,先将JL催化裂化油浆进行拔头(分别大于350,400,420℃的馏分)处理,然后将残留油浆与TH渣油进行调和,本工作考察了馏出温度和残留油浆/TH渣油(简称调和比,质量比,下同)对调和沥青性质的影响(见图1和图2)。
由图1和图2可知,在相同的调和比下,JL催化裂化油浆馏出温度越高,调和沥青针入度越低;当油浆加入质量分数为15%,残留油浆的馏出温度为400～420℃时,调和沥青的针入度和延度均达到90#沥青标准要求。由图1还可知,调和沥青经老化后,随着调和比增加,残留延度(10℃,下同)提高;随着残留油浆馏出温度的升高,残留延度降低;在实验范围内,老化后调和沥青的残留延度未达到90#沥青标准要求。
上述研究表明,JL催化裂化油浆经拔头后的残留油浆对TH渣油有一定的改性效果,但无法满足90#沥青标准要求,即对催化裂化油浆的馏出温度与用量控制在一定范围内的同时,还需对油浆进行组成调整或采用其他物质进行复合改性TH渣油。
2.2 交联缩合油浆调和TH渣油
加入交联剂使残留油浆发生缩合反应,由此可以对油浆进行组成调整。控制交联剂用量,将油浆中活性组分适度交联缩合,考察了交联缩合油浆对调和TH渣油效果的影响(见表2和表3)。
由表2可知,在相同的调和比下,JL交联缩合油浆调和TH渣油后的针入度下降,软化点上升;老化后试样针入度及残留延度均降低。因此,未经交联缩合的JL催化裂化油浆调和TH渣油的效果要优于交联缩合者。
由表3可知,在相同调和比下,加入少量的交联剂后,调和沥青的性质有所下降;但是提高QL催化裂化油浆用量,调和沥青老化前的延度与老化后的残留延度有所改善。在交联剂加入质量分数为0.6%,QL催化裂化油浆加入质量分数为18%时,调和沥青保持了高针入度比,但是老化后残留延度下降,不能满足90#沥青标准老化性质要求。
综上所述,经交联缩合反应的催化裂化油浆对调和TH渣油具有一定的效果;JL催化裂化油浆未交联缩合反应的调和效果优于交联缩合者;QL催化裂化油浆经交联缩合反应的调和效果优于未交联缩合者,但是调和沥青的老化后残留延度达不到90#沥青标准的要求。
2.3 JL催化裂化油浆中间馏分调和TH渣油
选取JL催化裂化油浆的中间馏分(400～480,420～500℃),分别考察了二者调和TH渣油的效果,其结果见表4。
由表4可知,当JL催化裂化油浆的中间馏分加入质量分数大于15%时,调和沥青延度大于100.0cm,老化后残留延度达到了90#(B)沥青标准的要求,但调和沥青的针入度均偏高;在加入质量分数为10%时,调和沥青的针入度达到90#沥青标准的要求,但是残留延度达不到指标要求。这表明只有采用其他物质进行复合改性TH渣油,才有可能使其性质达到要求。
2.4 JL催化裂化油浆与SBR乳液复合改性TH渣油
由图3可知,首先将SBR乳液与JL催化裂化油浆配制成母液,随着前者用量的增加,老化后调和沥青的残留延度亦增加,且残留油浆的馏出温度越高,残留延度越低;当前者加入质量分数为0.8%时,残留延度达到90#沥青标准要求。由图3还可知,随着SBR乳液用量的增加,老化后调和沥青针入度比下降;当前者用量大于0.8%时,后者无法满足90#沥青标准的要求。由此可知,SBR乳液与油浆复合改性可提高老化后调和沥青的残留延度,但对针入度比有负效应。
□—大于350℃;○—大于400℃;△—大于420℃
由表5可知,将JL催化裂化油浆中间馏分(400～500 ℃)与SBR乳液配制成母液,随着母液用量的增加,调和沥青的针入度增大,软化点降低,延度均大于150.0cm,而老化沥青的针入度比及残留延度也相应增加;当二者加入质量分数分别为9.0%,1.0%时,各项指标达到90#(A)沥青标准的要求,同时SBR乳液用量仅为传统聚合物改性沥青用量的1/5～1/4,降低了聚合物改性沥青的成本。
2.5 JL催化裂化油浆与SBR乳液复合改性TH渣油机理
分别测定JL催化裂化油浆中间馏分油(400～500℃,试样1)及其与SBR乳液配成的母液(试样2)、TH渣油(试样3)、母液与TH渣油调和成的90#沥青(试样4)、调和沥青经过旋转薄膜烘箱实验的老化沥青(试样5)四组分组成,结果见表6。
%
由表6可知,在试样1中加入SBR乳液配制成母液后(试样2),最显著的改变是芳香烃质量分数减少,胶质质量分数增加,并且未有沥青质生成;相对于试样3,试样4胶质质量分数增加较多,沥青质与芳香烃质量分数减少,而饱和烃质量分数基本不变;芳香烃质量分数减少可能是由于部分油浆中的小分子芳香烃溶胀在SBR当中,形成了较大分子的胶质分子,使胶质质量分数上升幅度较大的缘故;试样4各组分质量分数并不是试样2和试样3的叠加,说明试样4的四组分质量分数不具有加和性;试样4经旋转薄膜烘箱老化后,芳香烃与胶质质量分数均有所减少,但沥青质质量分数增加。这表明通过油浆与SBR乳液复合改性TH渣油,调整了TH渣油的四组分质量分数,从而提高了调和沥青的性能。
由表7可知,与试样1相比,加入SBR乳液后试样2中的总氢数(HT)、总碳数(CT)和芳香碳数(CA)增加,这是由于SBR乳液为单体烯烃聚合而成,即烷基碳数(CP)与饱和碳数(CS)也有所增加;而在环数上,环烷烃的环数(RN)减少,总环数(RT)和芳香环数(RA)均有所增加,这表明SBR乳液在JL催化裂化油浆中间馏分中具有一定的聚集与溶胀作用。试样4和试样5与试样3相比,相对分子质量undefined明显提高,对沥青性质有显著影响的CA,RA均有明显地增大。CP,CS增加明显,表明沥青在老化过程中发生断链反应,生成了小分子烷烃,同时由于聚合物溶胀而导致小分子烷烃没有挥发,即在结构上就表现为CP,CS的提高。
3 结论
a.JL催化裂化油浆经拔头后的残留油浆改质TH渣油有一定效果,但无法满足90#沥青标准的要求(主要是残留延度);前者的中间馏分改性后者时,调和沥青的针入度与残留延度无法同时满足90#沥青标准的要求。
b.就TH渣油改质效果而言,JL催化裂化油浆优于交联缩合反应的油浆;QL催化裂化油浆经交联缩合反应的油浆优于原料油浆。
c.SBR乳液与油浆复合改质,可以提高调和油老化后残留延度,但是对针入度比有负作用。采用JL催化裂化油浆中间馏分(400～500℃)与SBR乳液配制成母液,作为TH渣油的调和组分,当SBR乳液添加质量分数为1.0%,油浆加入质量分数为9.0%时,调和沥青的针入度为91.8mm,软化点为48.1℃,延度大于150.0cm,老化后针入度比达到了58.7%,残留延度为10.6cm,各项指标均达到了90#(A)沥青的标准。
d.SBR乳液的加入,使调和沥青的相对分子质量显著提高,对胶体结构有利的CA与RA均提高。
摘要：针对塔河渣油改质道路沥青的问题,考察了金陵催化裂化油浆经拔头后的残留油浆、中间馏分以及经拔头后的残留油浆交联缩合反应物改性塔河渣油的效果。在此基础上,还对金陵催化裂化油浆与丁苯橡胶(SBR)乳液复合改性塔河渣油进行了研究。结果表明,油浆改性塔河渣油有一定效果,但经拔头后的残留油浆改性塔河渣油时,调和沥青的10℃残留延度无法满足90#沥青标准要求;而中间馏分油改性时,调和沥青的针入度与残留延度无法同时满足90#沥青标准要求。采用金陵催化裂化油浆中间馏分(400～500℃)与SBR乳液配制成母液作为塔河渣油的调和组分,当SBR乳液添加质量分数为1.0%,油浆加入质量分数为9.0%时,调和沥青的针入度为91.8 mm,软化点为48.1℃,延度大于150.0 cm,老化后针入度比达到了58.7%,残留延度为10.6 cm,各项指标均满足了90#(A)沥青标准的要求。
关键词：催化裂化油浆,塔河渣油,交联缩合剂,丁苯橡胶乳液,复合改性
参考文献
[1]宋安太.塔河重质油的加工工艺[J].石油炼制与化工,2004,35(6):39-42.
[2]柴志杰,李彬.一种新的塔河重质原油炼制工艺[J].炼油技术与工程,2006,36(6):35-37.
[3]中华人民共和国交通部.JTJ052—2000公路工程沥青与沥青混合料实验规程[S].北京:中国标准出版社,2000.