基于城市道路的横截面设计研究

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公路和城市道路互通式立体交叉设计差别探讨

公路和城市道路互通式立体交叉设计差别探讨

公路和城市道路互通式立体交叉设计差别探讨摘要:在城市的经济发展以及建设规划中,为了充分发挥公路与城市内各个道路的交通便利优势,在规划设计中,就需要深入分析研究公路与城市道路之间的区别。

并且随着公路建建设以及城市道路在设计技术领域上的提高,我国的公路以及城市道路的建设水平也就随之提高。

对于道路立交的设计方法理念已在我国的高速公路还有城市的道路设计中得到十分广泛的应用。

但是基于原始的设计标准值方面的差异,在高速公路与城市道路的立交设计上也存在一定的差异,本文主要对差异点进行了深入的分析研究。

关键词:城市;公路;道路;互通式立体交叉设计;差别引言:由于公路与城市的道路在交通属性上具有比较相似的区域性交通功能。

但是由于所处地理空间的不同,导致它们在发挥基本的交通属性的同时,也不能相互替代。

一般来说,公路主要在城市的外围地区负责交通运输,而位于城市内部的道路等级较多,因此对于交通流的速度设置也就有所不同。

在当前城市化的扩张过程中,由于公路与城市道路的进行相互交叉以及融合,导致两者之间的关系日渐趋于密切。

而为了充分发挥二者的交通优势,在设计中就应重点分析研究,找出公路与城市道路之间的差异。

一、在交通服务对象上的差异性从使用功能以及属性上来说,公路与城市道路也有明显的不同,由于人流以及车流等不同的服务对象有不同的使用需求,这一点的差异性更为明显。

一般来说,各个地区的公路设计等级比较适中,因为主要考虑到大中型机动车的长途行驶需求。

而城市的道路以市政服务还有城市的生活物资运输为主要的设计方向,多用于小型机动车以及非机动车,还有行人的通行方面。

正是基于这种差异,在对公路和城市道路的设计以及施工过程中,其出发点应该是充分发挥各自的交通功能,并采取相应的技术措施,从而确保公路和城市道路的使用寿命以及整体质量达到正常使用的要求[1]。

而使用服务对象的不同也带来了二者在立交设计上的不同。

然后在进行最终的设计实践时,还需要考虑导车辆的类别、道路的等级以及道路外观风景等因素,这样才能够确保车辆的安全通行。

现代城市道路人性化设计实践

现代城市道路人性化设计实践

现代城市道路人性化设计实践[摘要]随着社会的进步和经济的发展,人们对于生活的要求越来越高,“以车为主”的城市道路设计理念已经不能满足时代的要求,城市道路的设计理念需要向“以人为本”方向发展。

本文首先介绍了现代城市道路人性化设计的必要性,然后介绍了人性化道路设计的实践,最后总结了城市道路仍应该坚持人性化以最大发挥其社会效益。

[关键词]城市道路人性化设计中图分类号:tu99 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)10-0255-011 引言道路作为城市的基本骨架,是集人流、物流和信息流于一体的大通道,可以展现一个城市的风貌。

长期以来,城市道路的设计仅仅围绕“以车为本”的理念,设计师考虑更多的是如何降低行人对机动车的干扰使得机动车安全、快速和顺畅的通过道路。

这种设计理念导致了城市道路建设与规划完全不能与周围的环境相协调,道路系统大多都呈现方格网的样式,行人与机动车平等的使用权被剥夺,交通环境变得越来越冷漠,与目前倡导的步行、自行车等绿色交通出行相违背。

2 现代城市道路人性化设计的必要性城市道路的规模随着社会的进步和经济的发展将会不断增大,人们对于道路的功能要求也会越来越高,加上如今因传统道路带来的安全事故和污染现象不断加重,因此城市道路的建设需要应运而生。

现代城市道路设计理念应该由“以车为本”向“以人为本”,将行人和车辆综合起来进行研究,行人和非机动车的打了最大限度地照顾,使得整体交通道路呈现安全、便利和舒适等局面,营造良好的城市道路交通环境。

3 现代城市道路的人性化设计3.1 线形道路的人性化设计线形道路的设计情况与交通运输的状态和城市道路使用质量具有直接影响的关系。

线形道路人性化设计优劣的标准在于保证交通运输迅速安全便利的同时有没有考虑道路与两侧的景色和自然环境是否相互融合,能否消除行人与司机的路途疲劳。

从安全和景观的角度出发,应该尽量将大半径圆弧曲线代替短线和长直线,除非一些交通干道和主干线不适宜转折的道路,一般的城市道路都能够添加一些转折,曲线设置得比较大可以轻松地观察到两侧的自然景色和建筑物,这样可以消除直线带来的单调感,缓解行人的疲劳,有效地减少交通事故。

城市道路设计中存在的问题及解决措施

城市道路设计中存在的问题及解决措施

城市道路设计中存在的问题及解决措施作者:黄国凇来源:《建筑建材装饰》2014年第01期摘要:本文从城市道路设计的使用年限、城市道路建设存在的问题、城市道路设计的改进措施等方面对城市道路设计中存在的问题进行探讨。

关键词:城市;道路设计;存在问题前言城市道路是国家的血脉,它的健康发展才会确保整个国家的健康强壮。

城市道路与城市经济发展和市民生产生活息息相关,对国民经济的发展起到影响全局的作用。

1 城市道路设计的使用年限(1)城市道路设计的参数城市道路的设计规范中,混凝土沥青里的使用寿命最多只有20年,但是水泥混凝土是在30年左右"目前以城市发展的趋势来看,很多路面的寿命都很短,都是在10年左右就会出现断裂或破损,有的路面不到5年就会出现这样的现象。

之所以会有这样的情况发生,和城市道路的设计方法脱离不了关系,主要是,设计中没有很好的规范施工质量,和路面对车辆承的载量力没有做出标准的限定,不过最主要的还是,参数要求过于经济,而技术的参数数值又相对过低"很多城市道路在做扩建时,所需的费用都相当的大,甚至在预算时都没有预留,因此使得扩建费用使用很大,这就表明了,设计时在做城市设计的时候,没有做精准的预测,没有实践力。

(2)规划有一些设计师在对城市道路设计过程中,在设计横断面的时候,没有对其近期和远期来做仔细的考虑。

很多情况下,开始设计,只是对当前道路现状和存在的问题进行了简单的分析,对当前的道路问题设计出了相对的设计方案,却忽视了在今后城市发展中可能会给城市道路带来的更改要求,所以在道路进行整建的过程中,就出现了费工费时又费钱的情况。

所以,城市道路设计正在做城市道路设计的时候,一定要对城市道路建设完毕后的一系列可能会出现的问题进行长远考虑,要对城市道路的近期和长期考虑周全。

(3)设计参数改进面对道路设计中参数所出现的问题,设计者要根据道路的具体情况来考察,比如,一些道路上可能平时过往的重型车辆比较多,所以就应该把这当成重要因素来考虑,设计中要融人转换的思想。

二级公路通行能力与交通流量预测模型设计

二级公路通行能力与交通流量预测模型设计

二级公路通行能力与交通流量预测模型设计随着城市化的快速发展和人口数量的增加,交通拥堵问题日益严重。

特别是二级公路作为衔接城市与城市之间的交通枢纽,其交通流量预测和通行能力的设计成为了重要的研究方向。

本文将介绍二级公路通行能力和交通流量预测模型的设计方法。

一、二级公路通行能力的定义二级公路通行能力是指在特定的时间段内,二级公路在特定交通条件下,通过单位横截面的机动车流量。

通行能力的计算需要考虑道路几何形态、交叉口数量和类型、交通流组成、信号控制以及临近环境的影响等因素。

二、常用的二级公路通行能力计算方法1. 基于行程时间的计算方法该方法通过实际观测和测量,计算单位时间内通过某一路段的车辆数目。

2. 基于车辆间距的计算方法该方法认为在行车间隔相等的情况下,单位时间内通过路段的车辆数目等于行车间隔的倒数。

3. 基于速度和容量关系的计算方法该方法根据传统流量-密度-速度模型,通过测量路段上车辆运行的平均速度,与已知容量进行比较,计算出通行能力。

以上三种方法在实际应用中各有优劣,需要根据具体的情况选择合适的计算方法。

三、交通流量预测模型的设计交通流量预测模型的设计是实现对二级公路交通流量的准确预测和分析的关键。

1. 基于时间序列的预测方法时间序列方法是根据历史数据中不同时间点的交通流量,通过数学统计方法预测未来一段时间内的交通流量。

常用的时间序列预测方法有移动平均法、指数平滑法和ARIMA模型等。

2. 基于回归分析的预测方法回归分析方法将交通流量视为自变量和影响交通流量的各种因素(如时间、天气、事件等)视为自变量进行建模和预测。

常用的回归分析法包括线性回归、多项式回归和逻辑回归等。

3. 基于神经网络的预测方法神经网络是一种模拟人脑神经系统的计算模型,通过神经元之间的连接和传输信息来进行交通流量的预测。

常用的神经网络模型有BP神经网络、RBF神经网络和LSTM神经网络等。

以上三种方法在交通流量预测中都具有一定的应用优势,根据实际数据的特点和需求,可以选择合适的预测方法。

城市跨线桥设计探讨

城市跨线桥设计探讨
21 年 1期 02 第 7
科技 目向导
◇ 交通与路 建◇
城市跨线桥设计探讨
( . 南大 学 设 计 研 究 院 有 限公 司 湖 南 长 沙 1湖
李 熙 李笑鸣 2 4 8 ; . 南省 农 林 工 业 勘 察 设 计 研 究 总院 湖 南 10 2 2湖 0【 要】 摘 本文通过结合 实例 分析城 市中跨 线桥 的设 计标准, 出 线桥 设计应考虑到城市建筑物 以及路线的限制 . 提 跨 同时提 出跨线桥设计 其重点之一就是桥梁的选型考虑 , 就选型考虑要 点以及 梁式桥截 面设计要点进行 深入探讨 , 同类工程提供参 考借鉴 。 为
【 关键词 】 跨线桥 ; 梁设计 ; 梁选型 ; 桥 桥 截面设计
312横截 面设 计 .. 0 引 言 . 对于跨线桥 的横截面 的设计主要是确定横截面布置形式 . 包括主 随着 城市用地发 展的过度 紧张 .加 上城市道 路拓宽难 度加 大 . 主梁 间距 、 主梁各部 尺寸; 它与梁式 桥体 系在立 面上布 为了使城 市交通得 到缓 解 . 显然建 设多 条线路 已经不 切实 际 . 而跨 梁截 面形式 、 建筑高度 、 施工方法 、 美观要求以及经济用料 等等 因素都有关系 线 桥则很好地解 决 了道路 难于拓宽而 且土地紧 张的 问题 . 有效 地缓 置 、 当横截面 的核心距 较大时 . 向压力 的偏心可 以愈大 . 轴 也就是预 解 了城市交通 拥挤 对 于高桥架合理 的设计相 当重要 . 现对其 进行 应力钢筋合力的力臂愈大 . 以充分发挥预应力的作用 箱形截面就 可 深 入 探 讨 是这样的一种截 面。 通过工程实践表明 , 箱形截面是跨 线桥 中大、 中跨 1跨线桥设计的特殊性 . 本跨线桥设计采用 对 于跨线桥在路线平 、 纵面线形组合设计时 , 就平 、 纵面线形可能 预应力连续梁最适 宜的横截面形式。经综合考虑 , 的组合进行 了研 究 . 努力使 路线 同视觉 相协调 . . 以确保跨 线桥 上行车 的横截面形式为单箱双室 313粱高设计 .. 行驶 的舒适和安全 同时, 在确保平 、 纵面各 自线形平顺 、 流畅的前提 对于跨线桥 中采用预应力混凝土连续梁桥时 . 中支点主梁高度 其 下, 尽可能使两者的技术指标保持均衡和协调。 空间位置布置上 , 在 遵 /5 12 照 规 范 要 求 进 行 设计 . 免 规 范 中要 求 避 免 的 各 种 不 良线 形 搭 配 和 组 与其跨径之比通 常在 11— /5之间 .而跨 中梁高与主跨之 比一般为 避 / — /0之 4 增大梁高往往是较经济 的方 合 : 条件许 可时 . 在 应尽 量选用从 视觉 要求所需 的竖 曲线半 径 . 以求达 1 0 15 间 当建筑高度不受限制时 . 案, 因为增大梁高只是增加腹板高度 , 而混凝土用量增加不多 , 却能显 到 良好 的视觉效果和行车安全 支点处梁高 另外 . 于跨 线桥设计来说 . 设计 中 由于必须考虑 到城 市建筑 著节省预应力钢束用量 。而本设计采用等高度的直线梁 , 对 其 . 跨 8 .m 物 以及路线的限制 . 通常都设计成 比较多的弯桥或者坡桥。跨线桥的 为 1 m. 中梁高为 18 3 跨线 桥细部尺寸设计 . 2 上部结构一般较少采用悬臂梁 而较多地采用刚架连续梁或者简支梁 . 321顶板 与底 板 .. 在采用 简支梁 时 . 为了有效地保证跨 线桥上车辆通顺行驶 . 般都设 一 对于采用箱形截面 的跨线桥设计 . 由于其顶板和底板是跨线桥结 计成连续 的简支梁。而上部结构 的板厚通常设计成板式结构 . 板的厚 度 可以沿横桥方 向改变或者不 变板 厚: 于跨度较 大的则可设计 成肋 构承受正负弯矩的主要工作部位 . 对 尺寸主要 由受力要求和构造两个方 式 或箱形 截面 箱梁截面一般其 两侧伸 出桥梁 以有效地 扩大桥面面 面来控制。同时对 于跨线桥的支墩处底版还要承受很大的压应力 . 因 积. 对于下部则采用窄墩 . 这种上部 结构形式对于高要求 的城 市设计 此跨线桥的变截 面的底板厚度也随梁高变化 . 墩顶处底板为梁高 的 1 , 中应 用 较 为 广 泛 1— / . 中处底板一般为 2 0 2 0 底板厚最小应有 1O 箱梁顶板 0 1 2跨 1 0— 5 。 2。 对于城市跨线桥的桥墩 , 了能提高美观性 ,其多采用柱式 、 为 桩 厚度应满足横向弯矩 的要求和布置纵向预应 力筋的要求 本跨线桥设 式、 刚架式和薄壁式墩。 柱式桥墩多设计城单柱式 。 桩式桥墩则多采用 计 中采用双面配筋 . 且底板 由支点处 以抛物线的形式 向跨 中变化 。底 多根并列 . 对于桩顶设计 的楣梁可采取外露或出于美观需要而隐蔽于 板在支点处设计 为 5 c , 0 m在跨 中厚 2 c 顶板厚 2c 0m, 2m。 上部 结 构 之 内 。 322腹板 和其它细部结构设计 .. 2跨 线桥 的结 构 选 型 . 对于箱梁 的跨线 桥 .其腹板 主要 是承受截面 的剪应 力和主拉应 对 于跨线桥设计来说 . 其重点之一就是桥梁的选型考虑 通过结 力 在跨线桥预应力梁中 . 因为弯束对外剪力的抵消作 用 . 所以剪应力 合 实践 . 笔者认为对于跨线桥的选型关键是满足受力的情况下多考虑 和 主拉应力 的值 比较小 . 腹板不必设得太 大; 同时 . 腹板的最小厚度应 桥梁 的美学问题 总的来说 . 跨线桥 的结构形式必须结合桥梁美学设 考虑力筋的布置和混凝土浇筑要求 .根据笔者对跨线桥的设计经验 : 计 理念 . 选取合理的桥梁线形 以及 高宽 比和高跨 比等 . 确保 桥梁的整 腹板 内无预应力筋时适宜采用 2 0 0 mm. 腹板 内有预应力筋管道 时适宜 个结构 造型中各部位尺寸 比例协调 . 证桥梁结构舒展流 畅 . 保 而部构 采用 2 0 3 0 5 — 0 mm, 腹板 内有锚头时适宜采用 2 0 30 m。对于大跨度 5—0r a 造 又可简洁轻巧 、 通透性好 同时应 当考虑到跨线桥与周围环境的协 的跨线桥预应力混凝土箱梁桥 .腹板厚度可从跨 中逐步 向支点加宽 . 调. 例如对于人 1密集 区则应 当考虑 采用槽形梁 . 3 以有效 地降低车辆 以承受支 点处 较大的剪力 . 一般采用 30 6 0 m. 至可达 到 l 0 —0r 甚 a m左 在使用 时的噪声影响: 基础采用桩基础可以减小振动向远距离的传播: 右 本跨线桥设计 支座处腹板厚取 4 c 跨中腹板厚取 4 c 。 5m, 5m 采用抗振动性能好的板式支 座能减小列车运行时产 生的振动噪音 323横隔梁 .. 3 实例 分 析 . 横隔粱可以增强跨线桥 的整体性和 良好的横 向分布 . 同时还 可以 31 面 形 式 分 析 .截 限制畸变: 支承处 的横 隔梁还起着 承担和分布支承反力的作用 。由于 311 截 面 设 计 ..纵 箱形截 面的抗 扭刚度很大 .一般可 以 比其它截 面的桥梁少设置横 隔 从跨线桥 中预应力混凝 土连续梁受力特点来看 . 连续梁的立面应 梁 . 甚至不设置中间横 隔梁而 只在支座处设置支承横 隔梁 。因此本设 采取变高度布置为宜; 在恒 、 活载作用下 , 支点截面将出现较大的负弯 计 没 有 加 以考 虑 .而且 由 于 中 间横 隔 梁 的尺 寸 及 对 内力 的影 响较 小 , 矩. 从绝对值来看 , 支点截面的负弯矩往往大于跨 中截面的正弯矩 , 在 内力计算中也可不作 考虑 因 此. 采用变高度梁 能较 好地符合梁 的内力分布规律 : 而且变高 度梁可 4结语 . 有效地使梁体外形和谐 . 节省材料并增大桥下净空 但是为 了施工便 通过工程 实践表明 . 于跨 线桥设计来说 . 重点之一就是桥 梁 对 其 利, 一般采用等高度梁。 等高度 梁的缺点是 : 在支点上不能利用增加梁 的选型考虑 跨线桥的结构形式必须结合桥梁美学设计理念 . 取合 选 高而只能增加预应力束筋用 量来抵抗较大的负弯矩 .材料用量多 . 但 理 的桥梁线形以及高宽 比和高跨 比等 . 确保桥梁 的整个结构造 型中各 是其优点是结构构造简单 、 线形简洁美观 、 预制定型 、 施工方便 。 部位尺 寸 比例协调 , 保证桥 梁结构舒展流 畅 , 而部构( 下转第 2 6页 ) 0

ECC路面面层的生命周期评价和成本分析

ECC路面面层的生命周期评价和成本分析

第42卷第11期2023年11月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETYVol.42㊀No.11November,2023ECC 路面面层的生命周期评价和成本分析熊晓立,杨政险,罗盛洋,林佳福,董世林(福州大学土木工程学院先进土木工程材料福建省高校研究中心,福州㊀350108)摘要:超高延性水泥基复合材料(ECC)构建的面层相较于普通刚性混凝土路面面层,具有更长的使用寿命㊂本研究对六种典型ECC 材料制作而成的面层进行了生命周期评价和成本分析㊂结果表明,虽然ECC 面层短期内在环境影响和成本方面不占优势,但是超长的使用寿命和较低的维护频率使其在整个生命周期内的环境影响和成本远低于普通刚性混凝土面层㊂与普通刚性混凝土面层相比,含辅助胶凝材料(粉煤灰或矿渣)和环保纤维(聚丙烯纤维或玄武岩纤维)的ECC 面层在生命周期内减少了63.2%~68.5%的增温潜势,且成本只占普通刚性混凝土面层的9.6%~23.3%㊂关键词:水泥基复合材料;辅助胶凝材料;路面面层;生命周期评价;增温潜势;成本分析中图分类号:TU528㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)11-3927-10Life Cycle Assessment and Cost Analysis of ECC Pavement OverlayXIONG Xiaoli ,YANG Zhengxian ,LUO Shengyang ,LIN Jiafu ,DONG Shilin(Fujian Provincial University Research Center for Advanced Civil Engineering Materials,College of Civil Engineering,Fuzhou University,Fuzhou 350108,China)Abstract :Compared with normal rigid concrete pavement overlay,the overlay constructed with ultra-high ductile engineered cementitious composites (ECC)has a longer service life.Life cycle assessment and cost analysis of overlayer made of six typical ECC materials were carried out.The results show that although ECC overlays do not have short-term advantages in terms of environmental impact and cost,their long-term environmental impact and cost are significantly lower than those of normal rigid concrete overlay due to their exceptionally long service life and lower maintenance pared with normal rigid concrete overlay,ECC overlays with supplementary cementitious materials (fly ash or ground granulated blast furnace slag)and environmentally friendly fibers (polypropylene fiber or basalt fiber)reduce the global warming potential by 63.2%~68.5%within a life cycle,while their costs only account for 9.6%~23.3%of normal concrete overlay.Key words :engineered cementitious composite;supplementary cementitious material;pavement overlay;life cycle assessment;global warming potential;cost analysis收稿日期:2023-06-08;修订日期:2023-08-14基金项目:福州市科技局科技创新平台项目(2021-P-031)作者简介:熊晓立(1998 ),男,硕士研究生㊂主要从事固废综合利用的研究㊂E-mail:420571030@ 通信作者:杨政险,博士,教授㊂E-mail:zxyang@0㊀引㊀言全球变暖是人类面临的最复杂的环境挑战之一,从19世纪中旬到21世纪初,地球表面温度上升了1.09ħ[1]㊂在第75届联合国大会上,中国正式提出了在2030年实现 碳达峰 ,在2060年实现 碳中和 的目标[2]㊂混凝土是一种高耗能高污染的脆性材料,具有开裂后耐久性差和水泥含量高的缺点㊂水泥制造是一个高碳排放的行业,其碳排放量占全球二氧化碳排放量的5%~8%㊂据报道,在2022年,我国水泥产量为21.3亿吨[3]㊂因此,为了实现建筑和道路行业的 碳中和 ,必须减少水泥的使用㊂其中一种方法是引入辅助胶凝材料(supplementary cementitious materials,SCM)来替代水泥,包括粉煤灰(fly ash,FA)㊁粒化高炉矿渣(ground granulated blast furnace slag,GGBFS)㊁硅灰以及偏高岭土等[4-5]㊂另外,混凝土结构和路面(刚3928㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷性路面)由于易开裂和抗拉强度低,存在着耐久性差的问题㊂为此,Li [6]发明了超高延性水泥基复合材料(engineered cementitious composites,ECC)㊂ECC 的平均裂缝宽度低于60μm,在拉伸应力下的应变能力超过2%[7]㊂图1展示了ECC 在拉应力作用下的应变硬化行为和微裂缝开展模式㊂在首次开裂后,随着应变增加,应力逐渐恢复并超过了开裂应力,超过纤维桥接能力后,应力开始单调下降[8]㊂图1㊀ECC 的典型应力应变曲线Fig.1㊀Typical stress-strain curve of ECCECC 的原材料主要包括水泥㊁SCM㊁水㊁石英砂(silicon-sand,SCS)㊁纤维㊁高效减水剂(superplasticizer,SP)和增稠剂(hydroxypropyl methylcellulose,HPMC)㊂值得注意的是,ECC 一般不含粗骨料(coarse aggregate,CA),并且含有较低的砂胶比,这些原因导致ECC 的胶凝材料占比较高㊂在ECC 中常用的纤维包括聚乙烯醇纤维(polyvinyl alcohol fiber,PVAF)㊁聚乙烯纤维(polyethylene fiber,PEF)㊁聚丙烯纤维(polypropylene fiber,PPF)和玄武岩纤维(basalt fiber,BF)㊂为降低水泥用量,Wang 等[9]将大量的FA 加入ECC 中,发现制得的复合材料M45(FA-PVAF)能达到3%~4%的极限拉伸应变和4.5MPa 以上的抗拉强度㊂Said 等[10]测试了不同PEF 含量对ECC 抗弯能力和抗压强度的影响,发现掺入2%(体积分数)PEF 的ECC(FA-PEF)的抗压强度能达到47.53MPa,四点抗弯强度为6.41MPa,极限跨中挠度为49.95mm㊂Chen 等[11]制备了掺入GGBFS 的ECC(GGBFS-PVAF),其中水泥替代量为60%(质量分数)时,GGBFS-PVAF 在单轴拉伸试验中表现出了明显的应变硬化行为,抗拉强度为4.68MPa,抗压强度为56MPa㊂Özkan 等[12]研究了PVAF 和BF 复掺对ECC 力学性能的影响,发现含0.5%(体积分数)PVAF +1.5%(体积分数)BF 的ECC(FA-PVAF-BF)在28d 时的抗压强度和弯拉强度分别为50.0和6.8MPa㊂Tan 等[13]研究了含PPF 的ECC(FA-PPF),发现PPF 在裂纹扩展过程中起到桥接和耗能作用,有利于ECC 的裂纹宽度控制和应变硬化,其中含2%(体积分数)PPF 的ECC 在28d 的弯拉强度为7.5MPa㊂ECC 路面虽然初期受环境影响较大,但是耐久性能优异[14-15],在较长的使用寿命内可能实现比刚性混凝土路面更高的环保性㊂生命周期评价(life cycle assessment,LCA)是分析和评估产品整个生命周期内对环境的影响,特别适用于对ECC 进行环境影响评估㊂Qian 等[16]对含FA 的ECC 和普通刚性混凝土路面面层进行了使用寿命和环保性分析,发现与刚性混凝土面层相比,ECC 面层厚度较小,且有更长的使用寿命(40年),所以ECC 面层的可持续性更高㊂根据Pranav 等[17]的研究发现,在整个生命周期中,相比于普通刚性混凝土面层,含有FA 和金刚砂的ECC 面层能够节约1.99%的成本,同时降低约1.22%的电力消耗㊁11.57%的气体排放以及1.04%的全球增温潜势(global warming potential,GWP)㊂Van den Heede 等[18]对ECC 制备的桥面铺装层的GWP 进行了研究,发现具有60年使用年限的ECC 修复层与使用年限为25年的普通刚性混凝土桥面板相比,能够减少约80%的GWP㊂为进一步量化ECC 在道路领域的环保性,本研究基于上海市的城市次干道,使用SimaPro 9.0软件,采用ReCiPe (2016)的评估方法,从GWP㊁人类健康(human health)损害㊁生态系统(ecosystems)损害和资源(resources)损害几个方面,对含不同SCM(FA 和GGBFS)和不同纤维(PVAF㊁PEF㊁PPF 和BF)的六种典型ECC 路面面层进行LCA,并用综合单价法对ECC 面层进行成本分析㊂本研究旨在为ECC 材料的评估和推广提供参考㊂1㊀目标和范围1.1㊀系统边界本研究的系统边界涵盖了路面面层从原材料生产到维护阶段的全过程,按生命周期阶段可分为四个主要阶段:原材料获取阶段㊁运输阶段㊁施工阶段和维护阶段㊂虽然完整的 从摇篮到坟墓 的LCA 通常还包括㊀第11期熊晓立等:ECC路面面层的生命周期评价和成本分析3929使用寿命终止阶段,但是目前鲜有关于ECC路面的拆除和回收的报告㊂因此,使用寿命终止阶段没有被规划到本研究的LCA范围内㊂值得注意的是,本文只研究路面面层,不涉及垫层㊁基层和其他道路附属设施㊂表1为参照混凝土(C-REF)面层㊁参照ECC(ECC-REF)面层和五种典型混合ECC面层的配合比㊂根据‘城市道路工程设计规范“(CJJ37 2012),用于建造中等交通等级路面面层的水泥混凝土的抗压强度和抗弯拉强度应分别不低于30和4.5MPa,所选ECC材料均满足这一要求㊂作为参照组,C-REF的配合比与满足该标准的普通混凝土C30的配合比相同[17]㊂ECC-REF采用不含任何SCM的PVAF基ECC材料[19]㊂另外,剩下五种典型ECC面层(FA-PEF㊁FA-PVAF㊁GGBFS-PVAF㊁FA-PVAF-BF以及FA-PPF)所用ECC材料在引言部分均有介绍㊂表1㊀参照混凝土和ECC路面面层的配合比Table1㊀Mix proportion of C-REF and ECC pavement overlaySample Mix proportion/(kg㊃m-3)Cement FA GGBFS PEF PVAF PPF BF SCS RS CA Water SP HPMC C-REF[19]348.3 654.41212.2188.1 ECC-REF[9]838 26 838 36617 1.26 FA-PEF[10]820205 26 656 379 3.3 FA-PVAF[9]571685 26 455 153 4.9 GGBFS-PVAF[11]491 736 26 446 32616 FA-PVAF-BF[12]571685 6.3 19.7455 331 4.95 FA-PPF[13]480720 26 600 36011.31.2㊀功能单元本研究基于上海市城区内的一条中等交通量的次干道(双向四车道,道路设计速度为50km/h),选用长为1km㊁宽为30m的路面面层作为功能单元㊂Qian等[16]通过有限元分析和疲劳试验发现,当ECC面层的厚度为65mm时,其使用寿命可达40年㊂虽然普通混凝土路面面层的设计年限为20年(CJJ37 2012),为了对ECC路面面层进行生命周期评价,选择两种面层的使用寿命均为40年㊂这意味着在第20年左右,普通混凝土面层需进行重建㊂根据‘城镇道路路面设计规范“(CJJ169 2012)对中等交通量的次干道水泥混凝土面层厚度的要求,本文选择C-REF厚度为210mm㊂对于ECC路面面层的厚度尚无相关规范,根据Smith等[20]的研究,无筋混凝土路面面层的最小厚度不应小于100mm㊂因此,本研究假定ECC面层的厚度为100mm㊂路面的设计横截面如图2所示,其中路基为黏土土质㊂垫层和基层都符合CJJ37 2012的要求,其设计和分析过程超出了本研究的范围,这里不再讨论㊂图2㊀两类路面的横截面Fig.2㊀Cross section of two types of pavement2㊀生命周期清单分析2.1㊀原材料获取阶段Ecoinvent3数据库中已经存在几种原材料的数据,包括水泥(cement)㊁粒化高炉矿渣(GGBFS)㊁石英砂(SCS)㊁河沙(river sand,RS)㊁粗骨料(CA)㊁水(water)㊁高效减水剂(SP)㊁增稠剂(HPMC)以及聚丙烯纤维3930㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷(PPF)㊂比利时水泥联合会发布的含有粉煤灰的复合水泥的环境产品声明(EPDs)中显示FA的制备没有上游环境影响[19]㊂据报道,制备1t FA需要大约9.3kWh[21]的电力㊂此外,假定发电厂和工厂之间的运输距离为10km㊂聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)颗粒的制备过程包括乙烯酯的聚合和酯化反应㊂Jungbluth 等[22]为PVA颗粒进行了非常详细的生命周期清单分析(life cycle inventory analysis),将PVA颗粒熔化,并进行湿法纺丝,可以得到PVAF㊂Akbar等[21]收集了有关用PVA颗粒制备PVAF的数据㊂BF是一种用熔化的玄武岩生产的纤维,其生产过程与玻璃纤维的生产过程相似㊂Akbar等[21]从玻璃纤维的生产中推衍出生产BF的清单㊂本研究对各个原材料数据进行汇总整理,得到了各ECC路面和C-REF的原材料清单,结果如表2所示㊂表2㊀原材料获取阶段的清单Table2㊀Inventory of raw material acquisition stageSample Mix proportion/kgCement FA GGBFS PEF PVAF PPF BF SCS RS CA Water SP HPMC C-REF[19] 2.19ˑ106 4.12ˑ1067.64ˑ106 1.19ˑ106 ECC-REF[9] 2.51ˑ106 7.80ˑ104 2.51ˑ106 1.10ˑ106 5.10ˑ104 3.78ˑ103 FA-PEF[10] 2.46ˑ106 6.15ˑ105 7.8ˑ104 1.97ˑ106 1.14ˑ1069.90ˑ103 FA-PVAF[9] 1.71ˑ106 2.06ˑ106 7.80ˑ104 1.37ˑ106 4.59ˑ105 1.47ˑ104 GGBFS-PVAF[11] 1.47ˑ106 2.21ˑ106 7.80ˑ104 1.34ˑ106 9.78ˑ105 4.80ˑ104 FA-PVAF-BF[12] 1.71ˑ106 2.06ˑ106 1.89ˑ104 5.91ˑ104 1.37ˑ106 9.93ˑ105 1.49ˑ104 FA-PPF[13] 1.44ˑ106 2.16ˑ106 7.80ˑ104 1.80ˑ106 1.08ˑ106 3.39ˑ104 2.2㊀运输与施工阶段考虑到大部分原材料来自上海本地的工厂,将卡车作为主要的运输工具㊂根据百度地图估算了生产工厂和施工现场之间的距离,每种原材料的平均运输距离为100km㊂运输阶段的清单见表3㊂施工阶段的工作量包括使用搅拌车将混凝土从搅拌站运输到工地,以及混凝土浇筑设备的操作,但不包括人工劳动和施工机械的运输㊂摊铺过程中,振动压实是必要的㊂与普通混凝土面层需要用切缝机切割不同,ECC面层可以直接铺设㊂对于面层施工过程中所涉及的各种机械以及所需班次,可以参考‘公路工程预算定额(上㊁下册)“(JTG/T3832 2018)㊂此外,参考‘公路工程机械台班费用定额“(JTG/T3833 2018)提供的每种机械的能耗信息,得到了施工阶段消耗的柴油和电力的清单,如表4所示㊂其他种类的ECC面层在运输阶段的清单与ECC-REF相同㊂表3㊀卡车运输清单Table3㊀Inventory of transportation by truckItem C-REF ECC-REF FA-PEF FA-PVAF GGBFS-PVAF FA-PVAF-BF FA-PPF Unit/(kg㊃km) 1.51ˑ109 6.26ˑ108 6.27ˑ108 5.68ˑ108 6.12ˑ108 6.22ˑ108 6.59ˑ108表4㊀施工阶段的清单Table4㊀Inventory of construction stageMaterial C-REF ECCDiesel mass/kg8.93ˑ103 3.72ˑ103Electricity/kWh 1.80ˑ104 2.60ˑ1032.3㊀维护阶段在C-REF和ECC面层达到特定的损坏指数后,需对其进行相应的维修㊂Qian等[16]的有限元模拟结果第11期熊晓立等:ECC 路面面层的生命周期评价和成本分析3931㊀图3㊀普通刚性混凝土和ECC 面层的时间线㊁损坏指数和维修时间表[16]Fig.3㊀Timeline,distress index and maintenance schedulefor normal rigid concrete and ECC overlay [16]显示(见图3),在40年的跨度内,普通刚性混凝土面层需要重建一次,并维修两次,而ECC 面层只需要修理一次㊂因此设定C-REF 在第11年和第33年需要进行维修,在第22年需要进行重建㊂普通混凝土面层的维修方法参照文献[23],采用组合式水泥混凝土加铺,对面层表面进行打磨和喷砂处理,然后涂上一层环氧树脂黏结剂,再在上面铺上一层24mm 的C30混凝土㊂而重建方法即先对混凝土面层进行拆除,再进行重建㊂C-REF 拆除的工作量参照李肖燕[24]的研究,拆除所用的机械为破路机和机动空压机㊂假定这六种ECC 路面具有相同的耐久性能,只需在第23年时进行修理㊂ECC-REF 的修理方法参考了文献[25],即先对ECC 面层进行人工碾压清理,然后用灌缝机对ECC 面层的裂缝进行环氧树脂填充㊂假设ECC 面层每5m有一个横向接缝,每条车道有一个纵向接缝,每100m 的裂缝处理需要25kg 的环氧树脂来填充㊂表5总结了维修阶段的LCI㊂其他种类的ECC 面层在维护阶段的清单与ECC-REF 相同㊂表5㊀维护阶段的清单Table 5㊀Inventory of maintenance stageMaterialC-REFECC-REFEpoxy resin mass /kg1.40ˑ104 3.60ˑ103C30mass /kg1.73ˑ106 aTransportation /(kg㊃km)4.36ˑ1079.02ˑ104Diesel mass /kg3.28ˑ105㊀㊀Note:a Transportation by truck.3㊀生命周期影响评价在生命周期影响评价(life cycle impact assessment,LCIA)阶段,本研究运用的方法为ReCiPe,其基本模型框架如图4所示㊂ReCiPe 在生命周期清单分析中包括22种中点影响(包括GWP)和3种终点损害㊂其中终点损害包括人类健康(human health)损害㊁生态系统(ecosystems)损害和资源(resources)损害㊂人类健康损害的单位是伤残调整寿命年(disability adjusted life years,DALYs),它是指从发病到死亡所损害的全部健康寿命年㊂生态系统损害的单位是生物种群的潜在减少值(loss of species in a year,species.year),表明在单位年内特定区域内的物种损害㊂此外,资源损害以美元货币($)为单位[26]㊂ReCiPe 的精髓在于它能够通过一个端点特征模型将中点影响和终点损害联系起来㊂通过使用一组终点损害因子,将中点影响结果转换为终点损害结果㊂具体转换过程如式(1)所示[27]㊂RL EN j =RL E j ˑRN j ˑRW j(1)式中:RL EN j 为标准化后的终点损害类别j 的损害结果,RL E j 为j 的损害结果,RN j 为j 的标准化因子,RW j 为j 的权重因子㊂3.1㊀ReCiPe 中点影响评价结果增暖潜势(global warming potential,GWP)是ReCiPe 方法中最重要的中点影响评价之一㊂GWP 以单位CO 2排放量作为基准值,其他温室气体换算成CO 2eq㊂图5展示了原材料获取阶段的GWP 评价结果㊂在原材料获取阶段,ECC-REF 的GWP 最高,达到了3.3kt CO 2eq,明显高于C-REF 的GWP(2.2kt CO 2eq)㊂含辅助胶凝材料和环保纤维的混合ECC 的GWP 较低,特别是FA-PPF 所产生的GWP(1.7kt CO 2eq),其只占C-REF 的GWP 的77.3%㊂另外在胶凝材料方面,水泥的GWP 的占比在所有路面面层原材料中都是最高的㊂特别是对于C-REF,水泥的GWP 占到了全部原材料GWP 的92.3%㊂而在ECC-REF 中,水泥的GWP3932㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷也占到了70%㊂另外SCM 的加入大幅降低了胶凝材料GWP 的占比㊂在含SCM 的ECC 中,胶凝材料的GWP 在56.7%~84.4%㊂在纤维方面,四种纤维所产生的GWP 的关系是PVAF >PEF >PPF >BF,特别是PPF 和BF 所产生的GWP 的占比很小,只占FA-PPF 和FA-PVAF-BF 的GWP 的10.9%和4.3%㊂图4㊀ReCiPe 方法的模型Fig.4㊀Model of ReCiPe method图6展示了生命周期的C-REF 和ECC 面层的GWP 评价结果㊂值得注意的是,由于C-REF 在第22年需要重建(见图3),这使得其产生的GWP 在40年的使用寿命内翻倍,最终远大于各ECC 面层㊂研究还发现,不管是C-REF,还是各ECC 面层,其原材料获取阶段所产生的GWP 都远大于其他阶段㊂这一点和查蓉昕[24]的研究结果相似㊂因此,为降低参照混凝土和ECC 面层的碳排放量,关键是要采用更环保的原材料㊂和ECC-REF 相比,辅助胶凝材料和环保纤维(PPF 和BF)的掺入使得混合ECC 的GWP 大幅下降㊂FA-PEF㊁FA-PVAF㊁GGBFS-PVAF㊁FA-PVAF-BF 和FA-PPF 在40年的使用寿命内的GWP 分别为2.80㊁2.64㊁2.56㊁2.09和1.79kt CO 2eq,仅为C-REF GWP 的49.3%㊁46.5%㊁45.1%㊁36.8%和31.5%㊂这说明在长寿命路面领域,混合ECC 材料具有良好的碳减排优势㊂图5㊀参照混凝土和ECC 面层在原材料获取阶段的全球增温潜势Fig.5㊀GWP of C-REF and ECC overlay at rawmaterial acquisitionstage 图6㊀参照混凝土和ECC 面层在生命周期内的全球增温潜势Fig.6㊀GWP of C-REF and ECC overlay within life cycle㊀㊀第11期熊晓立等:ECC路面面层的生命周期评价和成本分析3933 3.2㊀ReCiPe终点损害评价结果3.2.1㊀原材料获取阶段对SimaPro9.0中ReCiPe方法的终点损害评价结果进行标准化处理(见式(1)),得到了不同面层的各项环境损害值,结果如图7所示㊂可以看出:在人体健康㊁生态系统和资源损害方面,ECC-REF的损害都是最高的,分别是C-REF的1.61倍㊁1.60倍以及3.08倍,这主要是因为掺入了大量水泥和PVAF㊂类似于GWP的结果,当加入SCM和环保纤维(PPF和BF)后,各终点损害分数开始下降,特别是FA-PVAF-BF和FA-PPF,最终其在人体健康和生态系统损害方面优于C-REF,而在资源损害方面和C-REF相当㊂图7㊀参照混凝土和ECC面层原材料阶段的终点损害Fig.7㊀End point damage of C-REF and ECC overlay at raw material acquisition stage 另外,在人体健康和生态系统方面,水泥的环境损害是最高的,占到了86%以上,其次是PVAF㊂Radwan 等[28]的研究也指出,在原材料阶段水泥的环境损害最为严重㊂在资源方面,PVAF的环境损害是最高的,其次是水泥㊂PVAF在资源方面的高损害主要是因为其生产需要大量使用不可再生资源,如天然气和柴油㊂相比于PVAF和PEF,BF和PPF是环境损害较小的环保纤维㊂值得注意的是,ECC面层材料中仅水泥和PVAF环境损害之和就占到了全部原材料的90%以上㊂所以为了降低环境损害,必须限制ECC材料的水泥和PVAF用量㊂3.2.2㊀生命周期表6展示了特征化和归一化处理后的全阶段C-REF和ECC路面面层的终点损害㊂ECC高耐久性为其环保性带来了巨大优势,如超长的使用年限和较低的维护频率,这使得ECC面层在生命周期内的环境影响远低于C-REF㊂具体而言,ECC-REF在人体健康㊁生态系统和资源方面的环境损害分别只占到C-REF的62.1%㊁61.9%和58.0%㊂由于SCM和环保纤维的加入,混合ECC面层在全阶段范围内的各项终点损害比ECC-REF低,特别是FA-PPF,其各方面的损害几乎只占到ECC-REF的二分之一㊂此外,FA-PVAF对人体健3934㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷康㊁生态系统和资源方面的环境损害分别占C-REF的49.0%㊁48.7%㊁51.8%,GGBFS-PVAF对人体健康㊁生态系统和资源方面的环境损害分别占C-REF的51.3%㊁48.7%㊁52.5%,这表明FA和GGBFS在长期内的环保性表现相似㊂另外,在纤维的环保性方面,对比FA-PVAF-BF㊁FA-PPF㊁FA-PEF㊁FA-PVAF可以看出,BF的环保性最优,而PVAF的环保性最差㊂纤维长期环保性的具体优劣顺序为BF>PPF>PEF>PVAF㊂表6㊀参照混凝土和ECC面层在生命周期内的终点损害Table6㊀End point damage of C-REF and ECC overlay within life cycleCategory C-REF ECC-REF FA-PEF FA-PVAF GGBFS-PVAF FA-PVAF-BF FA-PPF Human health/DALYs9.20 5.71 4.27 4.51 4.72 3.30 2.80 Normalized result/%100.062.146.449.051.335.930.4 Ecosystems damage/species.year 2.20ˑ10-2 1.36ˑ10-27.99ˑ10-3 1.07ˑ10-2 1.07ˑ10-27.94ˑ10-3 6.70ˑ10-3 Normalized result/%100.061.936.348.748.736.130.5 Resources damage/$ 4.36ˑ105 2.53ˑ105 1.48ˑ105 2.26ˑ105 2.29ˑ105 1.14ˑ105 1.26ˑ105 Normalized result/%100.058.033.951.852.526.128.9为进一步降低生命周期的环境损害,未来研究仍需从ECC材料微观力学理论入手,通过复掺SCM减少水泥用量,控制基体的断裂韧性以及改善其纤维与基体间黏结,从而更有效地限制裂缝的扩展,进一步提高其耐久性,延长ECC面层的使用寿命㊂此外,也要利用多尺度复掺的原理,尽量提升环保性表现好的BF和PPF掺量,减少PEF和PVAF的使用㊂4㊀成本分析经过对上海周边市场和工厂的调研,得到截至2023年各原材料的价格,汇总结果如表7所示㊂另外,上海本地的货运价格为800/t㊂本文采用综合单价法对各ECC面层的造价进行了分析,结果如表8所示㊂值得注意的是FA-PEF在原材料阶段的价格最高,甚至是C-REF的两倍,这主要是因为PEF单价过高(见表7),另外,三种高PVAF掺量的ECC(ECC-REF㊁FA-PVAF和GGBFS-PVAF)的原材料价格与C-REF相比也不占优势㊂而FA-PVAF-BF和FA-PPF的原材料价格远低于C-REF,分别只占其原材料成本的69.2%和24.2%㊂可见降低ECC面层成本的关键是选用低成本的纤维㊂另外,在40年的使用寿命内,C-REF的重建使其成本几乎翻了一倍㊂相反,不同的ECC面层因其超长的使用寿命均体现出明显的成本优势,ECC面层在生命周期内的成本只占C-REF的9.6%~63.1%㊂表7㊀参照混凝土和ECC面层的原材料市场价格Table7㊀Market price of raw materials for C-REF and ECC overlayMaterial Price/($㊃t-1)Material Price/($㊃t-1)Material Price/($㊃t-1) OPC75PEF23012HPMC6400FA36PVAF10629C3069GGBFS34PPF3528Epoxy resin2008SCS22BF4940Diesel1053Water0.8SP7100㊀㊀注:用电成本为0.07$㊃kWh-1㊂表8㊀参照混凝土和ECC面层的成本比较Table8㊀Cost comparison of C-REF and ECC overlayStage C-REF ECC-REF FA-PEF FA-PVAF GGBFS-PVAF FA-PVAF-BF FA-PPF Raw material price/$ 1.05ˑ106 1.07ˑ106 2.11ˑ106 1.06ˑ106 1.04ˑ1067.27ˑ105 2.54ˑ105 Life cycle price/$ 3.47ˑ106 1.15ˑ106 2.19ˑ106 1.14ˑ106 1.12ˑ1068.07ˑ105 3.34ˑ1055㊀结㊀论1)各ECC面层和C30混凝土面层的环境影响都集中在原材料获取阶段㊂在此阶段,ECC-REF的GWP㊀第11期熊晓立等:ECC路面面层的生命周期评价和成本分析3935是C-REF的1.5倍㊂高水泥和高PVAF含量是ECC-REF GWP高的主要原因,水泥和PVAF的GWP之和占原材料获取阶段GWP的94.8%㊂由于PEF对GWP的影响小于PVAF,FA-PEF的GWP与ECC-REF相比减少了19%㊂此外,粉煤灰㊁矿渣㊁PPF和BF的加入能大幅降低ECC面层的GWP,特别是FA-PVAF-BF和FA-PPF,其GWP分别只占ECC-REF的60.6%和51.5%㊂终点损害评价结果表现出和GWP结果相似的规律㊂2)在生命周期内(40年使用寿命),由于ECC路面具有维护率低的优点,各ECC面层的GWP和终点损害都远小于C-REF㊂其中,ECC-REF面层的GWP只占C-REF的60.6%,人类健康㊁生态系统和资源损害分别只占C-REF的62.1%㊁61.9%㊁58.0%㊂在成本方面,虽然ECC面层在短期内不占优势,但在后期由于其超长的使用寿命而体现出明显的成本优势,各ECC面层在生命周期内的成本只占C-REF的9.6%~ 63.1%㊂3)从长期来看,在路面面层领域ECC材料是一种比普通混凝土更绿色和经济的材料㊂在双碳政策的背景下,ECC材料值得大力推广㊂参考文献[1]㊀SUN Y,ZHANG X B,REN G Y,et al.Contribution of urbanization to warming in China[J].Nature Climate Change,2016,6(7):706-709.[2]㊀AO Z W,FEI R L,JIANG H W,et al.How can China achieve its goal of peaking carbon emissions at minimal cost?A research perspective fromshadow price and optimal allocation of carbon emissions[J].Journal of Environmental Management,2023,325:116458.[3]㊀国家统计局.中华人民共和国2022年国民经济和社会发展统计公报[J].中国统计,2023(3):12-29.National Bureau of Statistics.Statistical bulletin of national economic and social development of the People s Republic of China2022[J].China Statistics,2023(3):12-29(in Chinese).[4]㊀KHAKSAR E,ABBASNEJAD T,ESMAEILI A,et al.The effect of green supply chain management practices on environmental performance andcompetitive advantage:a case study of the cement industry[J].Technological and Economic Development of Economy,2015,22(2):293-308.[5]㊀SAMAD S,SHAH A.Role of binary cement including 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路面验收 宽度标准

路面验收宽度标准一、水泥混凝土路面宽度标准说明水泥混凝土路面宽度是指路面横截面中水泥混凝土部分的宽度,通常以米(m)为计量单位。

路面宽度是路面设计的重要参数之一,同时也是路面施工、验收的重要检验指标。

水泥混凝土路面宽度的标准规定涵盖了路面的各个环节,包括设计、施工、验收等。

二、水泥混凝土路面宽度标准规定根据《公路水泥混凝土路面技术规范》(JTG F30-2004)规定,城市道路的路面宽度应不小于6.5米,农村公路路面宽度应不小于5.5米。

在这个基础上,按照不同情况制定了不同的标准,主要包括以下:1. 简易路面:路基基础稳定可靠,非主要通行道路。

规定标准为:道路设计速度小于或等于60km/h,路面宽度不小于4.5m;道路设计速度大于60km/h,路面宽度不小于5.5m。

2. 普通路面:规模适中的城市主干道,普通县乡公路等。

规定标准为:道路设计速度小于或等于60km/h,路面宽度不小于6m;道路设计速度大于60km/h,路面宽度不小于8m。

3. 高速路面:城市高架路、高速公路等。

规定标准为:路面宽度不小于23m。

其中主车道宽度不小于3.75m,超车道宽度不小于3.5m,应急车道宽度不小于3.5m,中央隔离带宽度不小于2m。

三、水泥混凝土路面宽度标准的重要性水泥混凝土路面宽度是路面设计、施工、验收的重要参考指标之一。

它直接关系到路面的安全性、稳定性和承载能力等。

如果路面宽度不足,车辆行驶时容易出现危险情况,严重时甚至会导致车祸发生。

另外,合理的路面宽度也能够提高路面的承载能力,避免路面损坏。

因此,对于水泥混凝土路面宽度的标准规定,不仅要在设计时充分考虑,还要在施工过程中严格执行,保证路面质量。

19道路线形设计的主要参数

了解道路线形设计的主要参数主要内容序文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯.⋯⋯3 能见度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯. ⋯⋯5 横向截面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯14 平面线路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯.⋯..16 纵向截面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯..20 平面线路- 纵向截面的协调性.. (22)参考书目⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯..23 附录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯..24 附录1 :规章制度⋯⋯⋯⋯⋯.⋯..25 附录 2 :停车距离⋯⋯⋯⋯⋯⋯...26 附录3 :凹半径中的垂直加速⋯ (27)本文件的目的在于揭示道路主要线形特征的依据,以重温它们的意义。

本文的论述未尽详细,不能取代工程管理部门通过并应用到其公路网上的有关公路线形设计指引文件(尤其是针对国家公路网的ARP [1] 和ICTAAL [2] )。

自由-平等-博爱法兰西共和国旅游和海洋设备运输部了解道路线形设计的主要参数2006年1 月了解道路线形设计的主要参数基础系列本文由Sétra 在《报告》系列中发行。

这个系列汇编了有关设计、研究、实验、探索等方面的报告。

序言本文的目的在于揭示有关道路线性特征的几个基本要素。

它以相关领域的实际认识为依据,但不能取替现有的有关设计的指引。

包含在道路设计指引中的某些要求被引用为例子,但不能够作为现存所有向公共交通开放的道路都必须至少具有的特征。

例如,能见度的线形研究显然不能促成现有道路上可见全部的规定。

本文的目的仅在于提供一些元素使我们能够估计为新建道路预设的或者现有道路上看到的线性特征可能带来的后果,并在充分了解其原因的情况下作出有关整治的选择。

同时,有必要重申道路法规和道路网法规不但从车辆、道路的角度,而且从驾驶员的角度提出了道路设计方面的规定要求。

假如说这些仅有的规定对于提供地区性交通服务的道路大体上已经足够,那么对于主要的公路网来说就显得有必要进行道路整治以保证与道路功能相一致的安全性和舒适性,从而为使用者承担责任。

新编整理市政道路快速路方案设计研究

市政道路快速路方案设计研究市政道路快速路方案设计研究【关键词】城市;快速路;规划设计1快速路功能与作用城市车流量逐渐加大,给城市交通造成巨大压力,因此,快速路的推广逐步展开,作为保证市内机动车能够快速通过当前路段的重要保障道路,要适时与城市交通网中的其他道路相融合。

作为城市道路交通网的骨架,连接其他道路,保障城市交通顺畅。

快速路大大提高了城市交通流量,确保机动车辆的快速通过,从宏观来看,有效提高了城市交通的便捷性。

同时,利用快速的建设,为人们出行提供便利,缓解其他道路交通压力,对有限资源进行合理分配,从整体上提升城市交通网的出行功能。

除此之外,合理建设快速路,还可以对城市道路进行有效扩容,对外境车辆起到分流的效果,使得外境车辆在外围完成交通转运,提高道路运输效率,缩减城市运输时间,提高其效率。

2快速路设计的原则在进行城市快速设计时,要进行科学合理化设计,遵循建设规则,保证其能真正起到缓解市内交通的作用。

从整体上对快速路进行规划,结合城市特点与其他道路分布,进行合理布局,这就要求设计人员要准确把握快速路的建设位置、周边建设环境以及现有道路的分布和车流量情况,使得快速路可以在不改变原有交通路线的前提下,为城市交通提供便利。

同时,还应注意建设安全、设计美观与切实可用的原则,优化设计方案,采用科学的设计标准,提升城市交通能力。

3快速路设计的要点3.1结合道路建设位置、施工时间及服务对象确定其职能与特征进行城市快速路设计时,要考虑不同城市的交通特点,在不同区域进行科学布局,并结合不同区域特点进行合理分配交通资源,其重点在以下几个区域。

3.1.1商业区商业区作为城市建设的重要区域之一,对土地使用情况有着极高的要求,要在有限的范围内,开展重要商业活动,达到利益最大化的效果。

在此区域进行快速路设计时,要注意其人流量大的区域特点,对人行与机动车行驶道路进行合理分流,可以根据城市特点适当增强轨道交通,分担地面交通流量,减轻该区域交通规划压力。

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龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 基于城市道路的横截面设计研究 作者:郭蕾 来源:《城市建设理论研究》2013年第04期

摘要:城市道路横断面的设计是否合理,极大的影响改造后的城市道路的交通功能和使用效果。近年来,随着全国经济的繁荣与发展,机动车数量的急速增加,为了满足快速增长的城市交通量的需求,城市道路的交通功能急需提高。目前城市道路横断面设计在理清交通功能、道路功能、保护城市特色、机非分流、路边停车、公交优先、人文交通等方面还存在不少问题。本文指出了现在存在的几点问题,并提出了一些建议,供大家参考。

关键词:城市;道路设计;问题;建议 Abstract: The design of city road cross section is reasonable, traffic function and using effect greatly affected the city road. In recent years, along with the prosperity and development of the national economy, the number of motor vehicles increases rapidly, in order to meet the rapid growth of city traffic demand, traffic function in urgent need of city road improvement. At present the city road cross section design in clarifying the traffic function, road function, protect the city characteristics, of shunt, the roadside parking, bus priority, human traffic, there are still many problems. This paper points out some problems existing now, and puts forward some suggestions, for your reference.

Key words: city road design; problem; suggestion; 中图分类号:U416 一、道路横断面规划设计概念 城市道路的横断面,是指垂直于道路中心线方向的断面,通常由车行道、人行道、绿带和分车带等部分组成。道路横断面规划设计的主要任务在于:根据道路的功能、红线宽度、两侧用地使用情况以及有关交通资料,同时综合考虑建筑艺术、绿化环境、秩序管理、管线布置等方面要求,确定以上各部分的宽度,合理规划道路横断面,在适应交通需求的前提下尽可能提高土地资源利用效率,保障交通有序安全,体现以人为本。

二、城市道路横断面设计基本要求及原则 2.1横断面设计基本要求。① 路基的结构设计。应根据其使用要求和当地的自然条件,并符合施工条件进行设计。② 路基的断面型式和尺寸。应根据道路的等级、设计标准和设计任务书的规定以及道路的使用要求,结合具体条件确定。③ 路基设计。应满足当地农田基本建设的需要。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 2.2城市道路横断面布置原则。道路横断面形式及其尺寸的确定,应在城市交通规划的指导下,综合考虑各方面因素合理布局,布置原则有以下几点:①符合城市总体规划和城市交通规划,或在此基础上适当进行调整;②与道路等级、功能相匹配,保证道路交通通达有序、安全舒适;③充分考虑城市交通方式的构成及其发展趋势,使道路横断面在近远期均能满足交通需求;④满足城市道路绿化率的要求,减少道路对周围环境及行人的污染,实现绿色交通;⑤近期建设与远期规划相结合,既节省投资又满足近远期道路交通使用要求;⑥与周围地形紧密结合,适当调整断面形式,既美化环境,又降低造价;⑦与道路两侧建筑及景观相协调;⑧满足道路规划管线的布置要求,保证城市工程管线的安全敷设;⑨支路横断面规划应考虑路边停车的需求。

三、城市道路横断面设计中存在的主要问题3.1道路功能及交通流构成分析不够。目前市内道路规划设计缺少对道路功能以及交通流构成的分析.常常简单套用固定的模式造成道路横断面形式与使用功能不匹配。设计过程中应对道路在规划路网中的功能,交通组织.机动车的交通特性.周边的用地性质.各种交通出行方式.服务对象等因素进行细致的分析,以合理地布置道路的横断面。3.2机动车宽度偏宽。机动车道的宽度与车型和行驶速度.安全距离有关。我国城建部门在2O世纪60年代根据调查资料得出了车辆横向安全距离及车身与侧石间安全距离的经验公式,并据此得出了机动车道宽度与车速间的计算结果,现行《城市道路设计规范》(CJJ37—9O,以下简称“规范”)的车道宽度采用的就是该成果。目前本市道路交通流状况与《规范》制定时相比发生了很大变化,原标准已不能适应新交通流的发展要求。道路机动车道宽度引用《规范》定为3.5~3.75m偏宽,浪费了城市宝贵的土地资源。3.3分隔带的宽度及设置缺乏使用功能分析。大多数的四幅路断面.道路中央隔离带的宽度较小,一般为1.5~2m左右.不易布置道路附属设施,无法在路段上设置行人过街安全岛。不利于行人及机动车辆的交通安全,无法设置调头车道.也不利于交通组织。现状机非隔离带大多数为2m左右,难以设立公交港湾停车站。公交车的停靠几乎完全隔断了相邻车道的车流,影响道路的通行能力。如果公交车改在非机动车道上停靠,则又会对非机动车形成较大干扰;如若向人行道方向拓宽,又由于沿街用地的限制使道路无法拓展.压缩人行步道,则会对行人造成影响。3.4对非机动车道宽度和位置缺乏道路交通构成分析。某市大多数道路采用一幅路的形式,机.非靠划线分隔,随着城市机动车数量的增加,这种组织方式越来越暴露出它的弊端,主要表现在机动车交通主流与自行车交通主流重合,机、非相互干扰,既不安全.也影响道路的通行能力,尤其是道路交叉El。由于机非冲突及缺乏机非分隔设施,交叉口通行能力将损失20~30% 。3.5对路边停车缺乏合理安排。路边停车包括路边临时停车和路边存车。在没有施划停车泊位的路边临时停车,会干扰道路正常的交通行驶不可取;在有停车泊位的路边,存车现象极为普遍。由于停车场配置不够,随着私人轿车数量的增加.停车难的问题将越发突出。

四、对城市道路横断面设计的几点建议 4.1 在进行道路横断面设计前,应首先对该设计道路在城市总体规划路网系统中的地位、作用及交通功能进行详细分析,避免简单地套用固定模式,使道路横断面千篇一律现象出现。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 4.2 注重道路功能设计,提高城市道路的交通安全性,改善城市景观,体现“以人为本”的设计理念。城市道路横断面的分配,随道路等级的提高,交通功能越强,则人、非机动车流交通优先级越来越弱。考虑人、非机动车交通的安全性,在主干路上,要解决人、非机动车交通的过街安全性问题。除主干路上必要处设人行过街安全设施外,其他路段人行过街要有安全岛。因此,建议主干路上为便于人行过街,路口车道渠化和美化城市环境,要设置不低于3m宽的中央分隔带。同时也建议规划设计部门在做城市路网规划时,在学校、大型商业区周边,人流密集区,布设行人交通路网系统,体现“以人为本”的设计理念。

4.3 对旧城改造道路和新区新建道路应区别对待,对交通特性作到充分分析,明确建设目的,满足总体规划要求。

4.4 为了使机动车道宽度更合理,节约道路用地资源,降低工程投资,建议《规范》对机动车道宽度作修订,将车道宽度按不同的道路建设性质(新建道路有条件仍可用原规定值,旧城改造道路因地制宜,车道宽度可缩小)、车速、车道类型、路段、路口规定不同的数值。

4.5 以交通功能为主,妥善处理文物、树木与道路的关系。 4.6 旧城道路改造工程中合理解决路边停车问题,保障道路安全。在旧城改造的道路建设中,道路两侧商业密集路段,由于旧城区停车场设施缺乏,车辆一般靠路右侧停车,这样,机动车在停车和启动过程中两次与非机动车交叉,影响非机动车正常行驶,极易发生交通事故。因此,建议在有辅路的道路上,机动车靠辅路左侧停车,非机动车在右侧行驶,可减少交通事故;在学校、医院门前,有条件时,辅路尽量加宽,以满足路侧临时停车需求。

4.7 考虑交通发展,机动车道和非机动车道路面宽度设计要远近期结合,具有可持续性,为远景交通发展、路面使用功能的转换留有空间。随着社会经济发展,人民生活水平的提高,机动车拥有量迅猛增加,公交系统、轨道交通系统的逐步完善,非机动车交通流正逐年弱化,但目前,非机动车交通流仍是旧城区的一支交通大军,还应该得到重视。因此,在横断面设计时,其路面宽度既要满足目前交通需求,同时也要为远期转换为机动车道留出空间条件,建议非机动车专用道宽度为6m。另外,在新区新建道路横断面设计时,也要远近期发展相结合,在近期交通流量不大时,建议在道路红线范围内将道路用地用足,即道路用地由红线处向路中做,为节省投资,路面可分期实施,因此,可以先修筑中央分隔带,绿化美化城市,但不允许种植大树,待交通量增长时,可以拓宽现有中间绿化带,作为车道使用。

4.8 合理设置公交专用路或车道。建议在城市总体规划中对公交系统作出详细规划,道路设计根据总体规划要求作出公交专用道路或车道,使公交运输形成网络系统,发挥公交优势,改变人们的出行方式,缓解道路交通拥堵状况。

随着公路事业的快速发展,研究城市道路横断面应如何科学配置,解决如何在满足交通需求的前提下提高土地资源利用率、尽可能提高资金利用效率、建设特色交通设施等问题显得尤为重要。

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