《交通運輸科學技術(shù)新成果推廣目錄》（２０２1）第三部分 基礎(chǔ)設(shè)施篇《長三角地區(qū)重載高速公路路基路面改擴建成套技術(shù)研究與示范應用》

完成單位：東南大學、江蘇中路工程技術(shù)研究院有限公司、江蘇中路信息科技有限公司、江蘇長路智造科技有限公司、江蘇中億通道路新材料有限公司、南通市公路事業(yè)發(fā)展中心、中路交科檢測技術(shù)有限公司、江蘇中路新材料科技發(fā)展有限公司。

主要完成人：馬濤、金光來、關(guān)永勝、章定文、蔡文龍、何啟軍、唐建亞、祝爭艷、臧國帥、袁青泉、朱俊清、李猛、顧正闖、周棟、翟金陵

項目簡介

（一）項目背景

　　“十四五”期間，改擴建工程將成為我國高速公路建設(shè)新的熱點。江蘇省滬寧高速改擴建最具代表性，因此有必要以滬寧高速改擴建等實體工程為基礎(chǔ)，結(jié)合新時期的改擴建工程，對新老路基處治、重載車道結(jié)構(gòu)與材料設(shè)計、新老路界面拼接、路面質(zhì)量智能化管控等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸進行長期技術(shù)攻關(guān)，為下一輪改擴建奠定基礎(chǔ)。

　　改擴建工程目前仍存在以下技術(shù)瓶頸與難題：（1）重載高速公路路基路面長期性能演變規(guī)律不明確；（2）老路基、不良路基以及新老路基結(jié)合部等路基改擴建關(guān)鍵技術(shù)不完善；（3）重載車道結(jié)構(gòu)與材料設(shè)計、新老路界面拼接等路面改擴建關(guān)鍵技術(shù)存在瓶頸，路面質(zhì)量智能化管控不足。

　　項目以長期跟蹤觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以突破改擴建工程中的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸為核心目標。揭示性狀演變規(guī)律，開發(fā)了路基改擴建成套技術(shù)，建立了改擴建工程的關(guān)鍵技術(shù)與控制技術(shù)標準，開發(fā)了瀝青質(zhì)量與施工過程質(zhì)量智能化管控技術(shù)，建立了“江蘇省高速公路瀝青路面質(zhì)量數(shù)據(jù)中心”。

（二）技術(shù)概況

　　本項目屬于交通運輸領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)類項目。

　　1.開展了十五年重載高速公路實體工程跟蹤觀測，揭示了地基性狀、路基沉降、路面性能、拼接界面的長期性能演變規(guī)律。

　　2.構(gòu)建了老路基性能評價與提升、地基處理方法選擇與優(yōu)化、新老路基結(jié)合部處治等重載高速公路路基擴建工程成套技術(shù)。

　　3.建立了重載路面改擴建成套控制技術(shù)標準，研發(fā)了系列高性能材料，開發(fā)了施工質(zhì)量智能化管控技術(shù)。

　　項目獲得授權(quán)專利30項（其中發(fā)明專利15項）、取得軟件著作權(quán)10項、主編團體標準2部、出版專著1部，發(fā)表論文27篇（SCI/EI收錄24篇）。成果支撐了京滬高速沂淮江段、滬陜高速江廣段、福銀高速昌九段等重載高速改擴建工程建設(shè)，技術(shù)應用規(guī)模超過300億，累計創(chuàng)造經(jīng)濟效益50億元。項目成果總體上達到國際領(lǐng)先水平，顯著提升了改擴建工程的建設(shè)質(zhì)量，經(jīng)濟社會效益顯著，推廣應用前景廣闊。

（三）獲獎情況

　　獲“中國交通運輸協(xié)會科學技術(shù)進步獎”一等獎。

項目創(chuàng)新點

　　本項目以滬寧高速擴建15年長期數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以突破重載交通高速公路路基路面改擴建工程中的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸為核心目標。通過跟蹤觀測、理論與數(shù)值分析及工程驗證等手段，對路基路面性能演變規(guī)律、路基性能評價與新老路界面拼接、重載路面結(jié)構(gòu)與材料設(shè)計、信息化質(zhì)量監(jiān)管等關(guān)鍵技術(shù)進行了系統(tǒng)研究，取得以下創(chuàng)新性成果：

　?。ㄒ唬╅_展了十五年重載高速公路實體工程跟蹤觀測，揭示了地基性狀、路基沉降、路面性能、拼接界面的長期性能演變規(guī)律。基于擴建工程新老路基勘探分析，提出了路堤濕度計算方法，揭示了路基濕度演變規(guī)律；基于擴建工程運營期沉降觀測，明確了不同地基處理形式下新老路基差異沉降特征；基于快速無損檢測手段，揭示了車轍“三階段型”、裂縫“指數(shù)型”、界面拼縫“突變型”等路面關(guān)鍵性能演變規(guī)律。

　?。ǘ?gòu)建了老路基性能評價與提升、地基處理方法選擇與優(yōu)化、新老路基結(jié)合部處治等重載高速公路路基擴建工程成套技術(shù)。開發(fā)了老路堤頂面處治提升技術(shù)與工作性能快速檢測方法；揭示了新舊路基不均勻沉降對改擴建工程路基路面的破壞機制，提出了軟土地基差異沉降控制方法；提出了老路堤松散臺階處治、坡面和坡腳滲水處治、土工合成材料加筋等新老路基結(jié)合部成套處治技術(shù)。

　?。ㄈ┙⒘酥剌d路面改擴建成套控制技術(shù)標準，研發(fā)了系列高性能材料，開發(fā)了施工質(zhì)量智能化管控技術(shù)。針對重載車道路面結(jié)構(gòu)，提出了分層性能、界面拼接以及關(guān)鍵材料質(zhì)量的技術(shù)標準；研發(fā)了一系列高性能材料；針對瀝青面層施工各環(huán)節(jié)質(zhì)量控制，開發(fā)了系列信息化、自動化采集物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)裝備，首創(chuàng)了過程質(zhì)量評價指標，建立了IDSS專家輔助決策系統(tǒng)，建設(shè)并運營了“江蘇省高速公路瀝青路面質(zhì)量數(shù)據(jù)中心”。

應用案例

　　（一）應用情況

　　項目成果在京滬高速公路沂淮江段段、滬陜高速江廣段、福銀高速昌九段、滬蓉高速合寧段等重載高速公路改擴建工程建設(shè)中進行應用，并在全國新建工程中予以應用，應用里程超過2000km，支撐工程建設(shè)300億元，顯著提升了工程建設(shè)質(zhì)量，經(jīng)濟社會效益顯著。

　?。ǘ┩茝V條件及前景

　　本項目基于江蘇省滬寧高速擴建15年長期數(shù)據(jù)分析，對重載交通高速公路路基路面改擴建工程中的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸進行突破研究，主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

　　1.通過全壽命周期性能觀測研究，揭示了車轍三階段型、裂縫指數(shù)型、界面拼接突變型、路基平衡濕度等關(guān)鍵性能的演變規(guī)律。

　　2.揭示了新舊路基不均勻沉降對改擴建工程路基路面的破壞機制，提出了以雙向攪拌樁和控沉疏樁復合地基為代表的軟土地基差異沉降控制方法和新舊路基結(jié)合部成套處治技術(shù)。

　　3.建立了分層性能控制、界面拼接控制等重載路面改擴建成套控制技術(shù)標準。研發(fā)了新型高模量高強瀝青混合料、不粘輪乳化瀝青粘層、陰陽離子反應型速凝界面劑等系列高性能材料。

　　“十四五”期間，全國范圍內(nèi)存在10000km高速需改擴建，其中江蘇省待擴建里程超800km，正在或即將開展寧通高速平廣段、沿江高速、長深高速淮連段、汾灌高速等高速公路的改擴建工程建設(shè)。本項目所提出的長期性能演變規(guī)律、路基評價與處治、路面結(jié)構(gòu)與材料、界面拼接、信息化質(zhì)量監(jiān)管等關(guān)鍵技術(shù)，可為改擴建工程提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐，并且也為新建工程領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)提供借鑒與指導，應用前景十分廣闊。

社會效益與經(jīng)濟效益

　　（一）社會效益分析

　　本項目成果支撐了京滬高速沂淮江段、滬陜高速江廣段、福銀高速昌九段等重點工程建設(shè)，帶動了行業(yè)相關(guān)技術(shù)發(fā)展，提高了交通便捷性，提升了人們生活水平。采用智能化質(zhì)量管控技術(shù)，有效減少工程人員質(zhì)量管理負擔，實現(xiàn)了瀝青路面施工過程工藝數(shù)據(jù)實時采集與反饋，采集數(shù)據(jù)準確率達到95%以上，提升了施工工程效率與工程建設(shè)質(zhì)量，具有顯著的社會效益。

　　（二）經(jīng)濟效益分析

　　本項目成果支撐了成果應用于滬寧高速公路全線249km累計25年的養(yǎng)護工程實踐，技術(shù)應用規(guī)模超過100億，累計創(chuàng)造經(jīng)濟效益30億元。