高速公路泥化透水性泥岩路基修筑关键技术安徽交通运输厅.docx

2016年度安徽省科学技术奖举荐项目公示内容（科技进步奖）项目名称高速马路泥化透水性泥岩路基修筑关键技术1、项目背景安徽省北沿江马巢高速马路与泛巢湖地区普遍发育泥岩，泥岩具有抗压强 度低、透水性强、遇水易泥化、崩解等特点，简单引起路基沉降、边坡溜坍、 路基翻浆等工程地质问题。废弃泥岩不仅污染环境，而且将带来大面积的取 土场与弃土场，工程造价大幅提高。为解决泥岩是否能作为路基填料、如何 作为路基填料、应实行何种措施问题，特成立课题组进行高速马路泥化透水 性泥岩路基修筑关键技术的探讨。2、主要探讨内容与核心专利项目简 介主要探讨内容：泥岩基本物理特性、路用性能探讨；泥岩技术分级方法与 其标准探讨；泥岩路基填筑优化组合施工方案；泥岩路堤沉降限制标准和措 施；泥岩路基高边坡稳定性分析和平安防护关键技术；泥岩路基典型断面设 计；泥岩路基施工技术指南。探讨成果被同行知名专家鉴定为“达到国内领先水平”，获得与本项目相 关专利授权5项，另有4项专利处于实质审查阶段，获得学术论文9篇。针 对泥岩路基修筑的问题，项目核心专利如下：提出了 “一种治理桥头跳车的过渡路基”（授权独创专利号：ZL20101 0560364.7）,基本解决了泥岩段路基路面沉降导致的桥头跳车问题，完善了 马路路基填筑的施工技术体系。提出了 “一种用于确定冲击碾压最佳松铺厚度的方法”（申请独创专利 号：2.3）和“一种利用冲击碾压形成的多填料层路基结构”（授权好用新型 专利号：ZL2.5）,有效避开了盲目增加冲击轮的质量或碾压遍数以提高压实 度的方法，节约工程造价，延长泥岩路基运用寿命。提出了 “一种泥岩填方路基结构”（授权好用新型专利号：ZL2.X）和 “一种泥岩填方路基结构与其施工方法”（独创专利申请号：2.3）,有效地 提升路基整体稳定性和强度，较少路基的不匀称沉降，保证路基修筑的工程 质量。3、技术创新司新点做出重大贡献。详细见附件1核心学问产权证明中专利5o主要学问产权书目（不超过10件）问权别 学产类学问产权 详细名称国家 （地区）授权号授权日期证书编号权利人独创人创利效态 独专有状独创一种治理 桥头跳车 的过渡路 基中国ZL 2010 1 0560364 .7969708合肥工业高校董满生；赵佳佳；侯超群；郑小 燕；胡晴；余志平授权好用 新型一种利用 冲击碾压 形成的多 填料层路 基结构中国ZL 2015 2 0389473 .5合肥工业高校刘凯；卢林；王芳；陈发根；孙 志彬；李润清；张明伟授权独仓U一种用于 确定冲击 碾压最佳 松铺厚度 的方法中国ZL 2015 1 0309355 .3合肥工业高校刘凯；卢林；王芳；陈发根；孙 志彬；李润清；张明伟授权好用 新型一种泥岩 填方路基 结构中国ZL 2015 2 0929579安徽省交通控股 集团有限公司李润清；刘凯；陈发根；于春江； 康家鼎；姚春江授权.X独创一种泥岩 填方路基 结构与其 施工方法中国安徽省交通控股 集团有限公司李润清；刘凯；陈发根;于春江； 康家鼎；周基群；姚春江；张卫 华；徐良；赵可肖实质 审查独仓lj定软雨深去 确结基挖圻 种固路翻的 一弱岩后度中国合肥工业高校刘凯；张明伟；孙志彬；王芳； 卢林实质 审查独创铁改土与方 用砂胀法 种细膨方施 一尾良的其法中国合肥工业高校储诚富；陈天虎；汪忠明；查 甫生；董满生实质 审查好用 新型一种红砂 岩填料路 堤中国ZL 20132 0286540 .1合肥工业高校卢坤林；朱大勇；刘拴奇；甘文 宁授权独创一种用于 计算压路 机施工次 数的方法 与系统中国合肥工业高校；安 徽汉高信息科技 有限公司徐仕明；潘若愚；费中强；褚伟； 吴昊；梁昌勇；邓陈记；张公让； 蔡传勇；朱克毓；宋海波；潘立 生；齐江林；宋志诚实质 审查通过大量泥岩物理特性和力学性能测试；依据现行规范，提出了基于物 理特性与路用性能的泥岩分类方法和分级标准。提出了 “破裂机+羊足碾+三层填筑振压+冲击补压”的最佳组合压实技 术，创新了依据冲击压路机机具质量确定土体最佳分层补压厚度的方法。建立了路基深度、粘土封水层厚度、雨后路基晾晒时间以与泥岩风化程 度与路基含水率的预估模型，创新了泥岩路基封水过渡层典型结构与关键施 工技术。从压实度、路面结构层附加应力、坡度、舒适度四个方面提出泥岩路基 差异沉降度限制标准与治理泥岩路基桥头跳车的过渡结构，构建基于多层次 分析方法的边坡稳定影响因素权重确定模型。4、经济效益项目探讨成果已胜利应用于北沿江高速马路一期马鞍山至巢湖段，通过科 学合理利用泥岩填料，节约路基填料84. 47万方，产生干脆经济效益3693. 18 万元，节约工期约90余天。项目探讨成果正服务于北沿江高速马路二期巢湖 至无为段，从2014年至今，节约路基填料42. 34万方，已产生干脆经济效益 2317. 12万元，预料竣工后将获得干脆经济效益4832. 93万元。5、应用推广状况本项目探讨成果已胜利应用于北沿江高速马路一期马巢段和二期巢无段， 已产生显著的经济和社会效益，干脆经济效益仍在持续增长中，马巢段通车 两年来，泥岩段路基路面运用性能良好，未见任何病害和不稳定迹象，探讨 成果不仅可应用于安徽，还能为全国泥岩段马路建设供应科学指导。主要完成单位与创新推广贡献主要完成单位创新与推广贡献项目负责单位，筹措探讨资金，组织制定总体技术路途，全面负责课题的组织与管理，协调项目实施，并安徽省交通控股集团有负责供应探讨资料。胜利地将项目的探讨成果在北沿江限公司高速马路马巢段第23路基合同段进行推广应用，目前正在应用于北沿江高速马路二期巢湖至无为段。对泥岩的力学性能和路用性能进行了系统探讨，揭示了马巢段泥岩的物理特性和路用性能，并进行技术分 类和分级，提出了相应的处置措施。通过试验段铺设粘 土封水层的试验，建立了路基深度、粘土封水层厚度、 雨后路基晾晒时间以与泥岩风化程度与路基含水率的 预估模型，提出了泥岩路基封水过渡层典型结构与施工 限制要求，并提出“破裂机+羊足碾+三层填筑振压+冲 击补压”组合压实技术。提出了 “一种泥岩填方路基结 构”（授权好用新型专利号：ZL2.X）和“一种泥岩填 方路基结构与其施工方法”（独创专利申请号：2.3）, 有效地提升路基整体稳定性和强度，较少路基的不匀称 沉降，保证路基修筑的工程质量。依据现场冲击压实试 验探讨，得到了沉降量、压实度、土基回弹模量随压实 遍数的改变规律，提出了冲击压实施工工艺和泥岩路堤 沉降限制标准。对第1、2、3创新点做出重大贡献。项目探讨的主要技术依托单位，制定总体探讨技术 路途；对科研的方向、创新点起到总体把关的技术作用。合肥工业高校通过密度试验、液塑限试验、颗粒分析与破裂试验、 崩解与膨胀率试验、击实试验、承载比试验、单轴抗压 强度、泥岩回弹模量试验等，揭示了马巢段泥岩的物理 特性和路用性能，并进行技术分类和分级，提出了相应 的处置措施。依据现场重型、轻型动力触探试验测试， 得到振动碾压遍数与动力触探锤击次数间关系，提出了 泥岩路基密实度分类标准和路基压实限制标准，针对互 通式立交桥头路段的路基差异沉降，提出了 “一种治理 桥头跳车的过渡路基”（授权独创专利号ZL2. 7）,基本 解决了泥岩段路基路面沉降导致的桥头跳车问题。针对人为选定与限制碾压厚度所存在的问题，提出 了“一种用于确定冲击碾压最佳松铺厚度的方法”（申 请独创专利号：2.3）和“一种利用冲击碾压形成的多 填料层路基结构”（授权好用新型专利号：ZL2.5）,有 效避开了盲目增加冲击轮的质量或碾压遍数以提高压 实度的方法，节约工程造价，延长泥岩路基运用寿命。 从压实度、路面结构层附加应力、坡度、舒适度四个方 面提出泥岩路堤差异沉降度限制标准，构建了基于多层 分析方法的边坡稳定影响因素权重确定模型，确定了 14 个影响因子在边坡稳定性评价中的权重值。依据边坡稳 定监测得到了应力、应变随时间、边坡高度的改变规律， 对第1、2、4创新点做出重要贡献。推 广 应 用 状 况泥岩作为路堤填料，有效解决了泥岩发育段筑路材料短缺和泥岩大量换填 占用耕地、污染环境等问题。探讨成果的胜利应用为泥岩发育地区高速马路 征地取土困难和占用耕地、污染环境等问题供应了一条新的有效解决途径， 具有较好的工程推广应用价值。探讨成果已胜利应用于北沿江高速马路一期马鞍山至巢湖段，节约路基填 料84. 47万方，节约工期90天，产生了巨大的经济和社会效益，合计节约工 程投资费用3693. 18万元，在土地、环保、农业等方面产生间接经济效益2.12 亿元。北沿江高速马路马鞍山至巢湖段通车两年以来，泥岩段路基路面运用 性能良好，未见任何病害和不稳定迹象。为全国泥岩发育段的马路建设供应 参考，做到有章可循。本项目成果正在应用于北沿江高速马路二期巢湖至无为段，巢无段路基 01标与04标已经节约路基填料42. 34万方，节约工期140天，已获经济效益 2317. 12万元，预料竣工后获得经济效益4832. 93万元，该项目探讨成果满意 安徽省马路建设的须要，提高了泥岩路基施工质量，大大降低泥岩沉降与边 坡滑塌等工程问题出现的概率，同时发展和完善了泥岩路基设计与施工的成 套技术体系。主要完成人状况表姓名技术职称工作单位完成单位对本项目技术创建性贡献曾获科技嘉奖状况陈发根高-L安徽省交通控股集团有限公司安徽省交通控股集团有限公司负责项目的总体协调以与 技术路途的制定，对第1、2、 3创新点做出重大贡献。详细 见附件1核心学问产权证明中 专利4、5,以与附件6中学术 论文1、3o1、“马路泥岩路基修筑关键技术探 讨”，2015年安徽省交通科技进步奖二 等奖，编号：2015-2-9-R1；2、主持并参加探讨的“通透式拱梁傍山 隧道修建技术探讨”获得省政府科学技 术二等奖；3、参加修建的“六武高速中大别山隧道 群”，获得第十一届中国土木工程詹天 佑奖；4、参加主持的“铜（陵）黄（山）高速 马路汤口至屯溪段高边坡稳定性与支护 设计优化系统探讨”，获得中国马路学会科学技术一等奖。刘凯副教授合肥工业高校合肥工业高校全面负责本课题的探讨工 作，对第1、2、3、4创新点 均做出重大贡献。详细见附件 1核心学问产权证明中专利2、 3、4、5、6,以与附件6中学 术论文1、301、“马路泥岩路基修筑关键技术探 讨”，2015年安徽省交通科技进步奖二 等奖，编号：2015-2-9-R2；2、“发热电缆快导融冰雪桥面铺复合功 能层施工技术探讨”，中国马路建设行 业协会2014年马路工程科技创新成果二 等奖，编号：2014-2-10；3、第八届全国高校生交通科技大赛指导 作品获“三等奖”：环保型融冰雪路面 系统实现与其负荷实力设计；李润清高工安徽省交通控股集团有限公司安徽省交通控股集团有限公司技术负责人，对第2、4创 新点做出重大贡献。详细见附 件1核心学问产权证明中专利“马路泥岩路基修筑关键技术探讨”，2015年安徽省交通科技进步奖二等奖，编号：2015-2-9-R3o4、5,以与附件6中学术论文40姚春江高工安徽省交通控股集团有限公司安徽省交通控股集团有限公司负责模拟分析，试验探讨， 对第2、3创新点做出贡献。 详细见附件1核心学问产权证 明中专利5,以与附件6中学 术论文8。“马路泥岩路基修筑关键技术探讨”， 2015年安徽省交通科技进步奖二等奖， 编号：2015-2-9-R9陈自福高工安徽省高速马路控股集团有限公司安徽省高速马路控股集团有限公司参加施工技术探讨，通过系 统分析影响边坡稳定性的多 个因素和模拟计算边坡坡度、 降雨强度、锚杆对边坡应力、 位移的影响规律，构建了基于 多层分析方法的边坡稳定影 响因素权重确定模型，对第2、3创新点做出重大贡献。杨新苏高工安徽省高速马路控股集团有限公司安徽省高速马路控股集团有限公司负责模拟分析，试验探讨， 对第2、3创新点做出贡献。 详细见附件1核心学问产权证 明中专利5,以与附件6中学 术论文8。孙志彬讲师合肥工业高校合肥工业高校建立模型，数值仿真，详 细负责边坡稳定性模拟分析 的探讨，对第2、4创新点做 出重大贡献。详细见附件1核 心学问产权证明中专利2、3、 6,以与附件6中学术论文6、 901、“马路泥岩路基修筑关键技术探 讨” ,2015年安徽省交通科技进步奖二 等奖，编号：2015-2-9-R52、“高速铁路浅埋小净距大跨度隧道群 关键技术探讨”，中国铁路工程总公司 科学技术一等奖。马天高工安徽省高速马路控安徽省高速马路试验探讨，整理资料。依股集团有限公司控股集团有限公司据现场重型、轻型动力触探试 验测试，得到振动碾压遍数与 动力触探锤击次数间关系，提 出了泥岩路基密实度分类标 准和路基压实限制标准。对第 1、2创新点做出贡献。董满生副教授合肥工业高校合肥工业高校技术顾问，力学试验负责 人，对第1、4创新点做出重 大贡献。详细见附件1核心学 问产权证明中专利1,以与附 件6中学术论文7。1、“马路泥岩路基修筑关键技术探 讨”，2015年安徽省交通科技进步奖二 等奖，编号：2015-2-9-R82、“磷石膏在马路路基路面中的应用技 术探讨”，2004重庆市科学技术奖（科 技进步奖）三等奖。徐良工程师安徽省高速马路控股集团有限公司安徽省高速马路控股集团有限公主要负责施工技术探讨和项目的总体协调，对第1、2创