《交通運(yùn)輸科學(xué)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(kuò)建成套技術(shù)研究與示范應(yīng)用》

完成單位：東南大學(xué)、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(xiàng)目簡介

（一）項(xiàng)目背景

　　“十四五”期間，改擴(kuò)建工程將成為我國高速公路建設(shè)新的熱點(diǎn)。江蘇省滬寧高速改擴(kuò)建最具代表性，因此有必要以滬寧高速改擴(kuò)建等實(shí)體工程為基礎(chǔ)，結(jié)合新時(shí)期的改擴(kuò)建工程，對新老路基處治、重載車道結(jié)構(gòu)與材料設(shè)計(jì)、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(jìn)行長期技術(shù)攻關(guān)，為下一輪改擴(kuò)建奠定基礎(chǔ)。

　　改擴(kuò)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(kuò)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(jì)、新老路界面拼接等路面改擴(kuò)建關(guān)鍵技術(shù)存在瓶頸，路面質(zhì)量智能化管控不足。

　　項(xiàng)目以長期跟蹤觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以突破改擴(kuò)建工程中的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸為核心目標(biāo)。揭示性狀演變規(guī)律，開發(fā)了路基改擴(kuò)建成套技術(shù)，建立了改擴(kuò)建工程的關(guān)鍵技術(shù)與控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，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(xiàng)目屬于交通運(yùn)輸領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)類項(xiàng)目。

　　1.開展了十五年重載高速公路實(shí)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(jià)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(kuò)建工程成套技術(shù)。

　　3.建立了重載路面改擴(kuò)建成套控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，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(xiàng)目獲得授權(quán)專利30項(xiàng)（其中發(fā)明專利15項(xiàng)）、取得軟件著作權(quán)10項(xiàng)、主編團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)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(kuò)建工程建設(shè)，技術(shù)應(yīng)用規(guī)模超過300億，累計(jì)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益50億元。項(xiàng)目成果總體上達(dá)到國際領(lǐng)先水平，顯著提升了改擴(kuò)建工程的建設(shè)質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著，推廣應(yīng)用前景廣闊。

（三）獲獎(jiǎng)情況

　　獲“中國交通運(yùn)輸協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”一等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

　　本項(xiàng)目以滬寧高速擴(kuò)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(kuò)建工程中的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸為核心目標(biāo)。通過跟蹤觀測、理論與數(shù)值分析及工程驗(yàn)證等手段，對路基路面性能演變規(guī)律、路基性能評價(jià)與新老路界面拼接、重載路面結(jié)構(gòu)與材料設(shè)計(jì)、信息化質(zhì)量監(jiān)管等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)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(shí)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?；跀U(kuò)建工程新老路基勘探分析，提出了路堤濕度計(jì)算方法，揭示了路基濕度演變規(guī)律；基于擴(kuò)建工程運(yùn)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。

　　（二）構(gòu)建了老路基性能評價(jià)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(kuò)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(kuò)建工程路基路面的破壞機(jī)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)。

　　（三）建立了重載路面改擴(kuò)建成套控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)；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(dòng)化采集物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)裝備，首創(chuàng)了過程質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)，建立了IDSS專家輔助決策系統(tǒng)，建設(shè)并運(yùn)營了“江蘇省高速公路瀝青路面質(zhì)量數(shù)據(jù)中心”。

應(yīng)用案例

　　（一）應(yīng)用情況

　　項(xiàng)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(kuò)建工程建設(shè)中進(jìn)行應(yīng)用，并在全國新建工程中予以應(yīng)用，應(yīng)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(jì)社會(huì)效益顯著。

　　（二）推廣條件及前景

　　本項(xiàng)目基于江蘇省滬寧高速擴(kuò)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(kuò)建工程中的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸進(jìn)行突破研究，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)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(kuò)建工程路基路面的破壞機(jī)制，提出了以雙向攪拌樁和控沉疏樁復(fù)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(kuò)建成套控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。研發(fā)了新型高模量高強(qiáng)瀝青混合料、不粘輪乳化瀝青粘層、陰陽離子反應(yīng)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(kuò)建，其中江蘇省待擴(kuò)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(kuò)建工程建設(shè)。本項(xiàng)目所提出的長期性能演變規(guī)律、路基評價(jià)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(kuò)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(dǎo)，應(yīng)用前景十分廣闊。

社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益

　　（一）社會(huì)效益分析

　　本項(xiàng)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(diǎn)工程建設(shè)，帶動(dòng)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(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)了瀝青路面施工過程工藝數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與反饋，采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率達(dá)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(huì)效益。

　　（二）經(jīng)濟(jì)效益分析

　　本項(xiàng)目成果支撐了成果應(yīng)用于滬寧高速公路全線249km累計(jì)25年的養(yǎng)護(hù)工程實(shí)踐，技術(shù)應(yīng)用規(guī)模超過100億，累計(jì)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益30億元。