新编大厚度宽幅水泥稳定碎石基层一次性施工技术研究

新编大厚度宽幅水泥稳定碎石基层一次性施工技术研究内容摘要：

围； （ 3）提出大厚度宽幅 水泥稳定碎石基层施工的施 工机械设备匹配 及调整 方法 ； （ 4）提出反映大厚度 水泥稳定碎石基层 压实特性的压实度检测方法。 3 预期成果 （ 1） 研究报告 ①总报告 —— 大厚度宽幅水泥稳定碎石基层施工关键技术研究 ②分报告 1—— 水泥稳定碎石振动成型及方法及其应用 ③分报告 2—— 水泥稳定碎石配合比设计方法研究 ④分报告 3—— 大厚度宽幅水泥稳定碎石施工技术研究 ⑤分报告 4—— 大厚度宽幅水泥稳定碎石压实度检测技术研究 （ 2）大厚度宽幅 水泥稳定 碎石基层试验路一条； （ 3）大厚度宽幅 水泥稳定 碎石基层一次性施工技术指南； （ 4）在国内外重要期刊或国际会议 上发表论文 2~3 篇； （ 5）培养研究生 1~2 名。 4 预期的经济效益和社会效益 本研究 提出的振动试验方法和骨架密实级配，如果以传统设计方法强度为基准，考虑施工拌和均匀性， 高速公路可节约水泥用量 550~790 吨 /km。 该成果的应用 可以大幅度提高工作效率，加快工程进度、缩短施工工期，对节约施工成本具有重要意义。 项目研究成果可将 传统方法设计施工的水泥稳定碎石基层裂缝间距 （ 2030m）延长到801O0m 以上 ,有望解决沥青路面早期破坏、延长路面使用寿命，保守估计至少可以延长路面使用寿命 3 年以上，按 3 年计算，则收 益率至少为路面工程总投资 (设计年限按 12 和 15 年计 )的 2025%(3 年 /12 年 3 年 /15 年 )。 预期将减少水泥稳定碎石收缩裂缝 80%以上，由此可预测每年可节约裂缝养护费用约 32004800 元 /km，按 12 年设计年限计算，可节约裂缝养护总费用约 万元 /km。 同时， 水泥稳定基层沥青路面开裂的减少，沥青路面早期损坏问题 的 解决， 能 确保沥青路面使用品质和车辆的行驶质量，延缓大修期的时间和降低车辆运营成本 ； 而且也可减少因养护工作带来的交通不畅问题。 这不仅对节省公路建设投资，而且树立良好的交通行业社会形 象和可持续发展，无疑具有重大的经济社会效益。 三、拟采取的研究方法和技术路线（包括研究工作的总体安排和进度，理论分析、计算、实验方法和步骤及可行性论证，可能遇到的问题和解决方法等。 ） 技术路线 研究工作的总 体 安排和进度 2020 年 1 月至 2020 年 3 月 课题前期准备工作，搜集国内外相关资料，完善研究大纲，完成 室内振动成型参数的确定； 2020 年 3 月至 2020 年 5 月 采用振动试验方法 对代表性的集料级配进行了比较研究 ，完成骨架密实型水泥 稳定碎石混合料配合比设计方法，提出戈壁地区水泥稳定碎石混合料级配范围； 2020 年 5 月至 2020 年 6 月 确定水泥稳定碎石施工机械参数方案和施工工艺，以及压实度和水泥剂量检测方案； 2020 年 7 月至 2020 年 8 月 铺筑试验路，总结施工工艺及压实度检测方法，验证试验路铺筑方案的合理性； 大厚度宽幅水泥稳定碎石基层施工技术研究 室内试验 现场试验 试验路铺筑与检测 路用性能 成型方法 综合效益分析 撰写报告、结题验收 配合比设计 施工机械 施工工艺 压实度检测 2020 年 9 月至 2020 年 12 月 补充完成 重型击实法和静压成型 与振动成型水泥稳定碎石混合料的效果差异试验研究； 2020 年 1 月至 2020 年 3 月 完成水泥稳定碎石基层混合料物理力学性能试验研究； 2020 年 4 月至 2020 年 6 月 完 成水泥稳定碎石基层施工经济效益分析； 2020 年 7 月至 2020 年 9 月 补充完成遗漏试验； 2020 年 10 月至 2020 年 12 月 整理课题研究成果，完成研究报告，完成课题鉴定。 项目可行性论证 （ 1）大厚度宽幅水泥稳定碎石基层摊铺 及压实 的可行性 近几年来，国内外学者厂商设计开发出当代超级型摊铺机，如 DT1600 摊铺机最大摊铺厚度可达 50cm，摊铺宽度为 016m， 摊铺速率为 ， 即 1h最大可摊铺近 1km的水稳基层 ， 因此日摊铺速度是决定水稳基层的施工进度。 在超级摊铺机发展的时候重型压路 机也在层出不穷， 如由中大机械集团生产 的 YZ32振动压路机，自重 32T 振动频率 2833HZ 振幅 4559T 能保证混合料摊铺 60cm厚时碾压密实。 （ 2） 丰富的戈壁地区水泥稳定碎石基层施工经验 甘肃路桥建设集团有限公司曾参与甘肃省内嘉峪关至安西高速公路、清水至嘉峪关高速公路、金昌至永登高速公路等多条戈壁地区水泥稳定碎石基层的施工，积累了丰富的戈壁地区水泥稳定碎石基层施工经验，为课题试验段的铺筑和检测提供了有力保障。 （ 3）强有力的科技支撑 兰州交通大学作为省内唯一一所从事交通土建教学和 科研的高等院校，在路基施工及检测、施工机械等相关领域开展的多年的科研工作，参与了国内多条铁路和公路路基的建设和科研工作，具有扎实的理论基础和较强的科研能力，可为课题的实施提供强有力的科技支撑。 四、实现本项目预期目标已具备的条件（包括过去的研究工作基础，现有的主要仪器设备，研究技术人员及协作条件，依托工程及配套资金的落实情况等。 ） 研究工作基础 甘 肃路桥建设集团有限公司 是 隶属于甘肃省交通厅 ， 具有公路工程总承包壹级，路基、路面、桥梁、隧道工程专业承包壹级资质 的大型施工企业。 该集团公司先后承建了省内 外国道 312 线、国道 310 线、国道 109 线、国道 212 线等一批高速公路及重点公路工程建设项目，工程质量优良率达 98%。 中标承建的兰州中川民用机场飞行区场道工程荣获中国建筑工程“鲁班奖”和甘肃建设工程“飞天金奖”，国道主干线天馋公路路面工程、 G312 线永昌至山丹公路一期路面工程等 9 个建设项目获甘省建设工程“飞天奖”。 作为甘肃省公路建设行业最大的一级资质施工企业，在工程施工中，积极推广应用“新材料、新技术、新工艺、新设备”，通过开展“ QC”小组技术攻关活动，较好的解决了施工中的技术难题和难点，保证了工程质量和 施工进度。 为进一步深化企业品牌战略，增强施工水平和企业市场竞争力，促进施工企业技术创新和积累，提高施工水平和工程科技含量，积极开展了工法的开发、编写和推广应用，内容涉及桥梁、隧道、路基、路面、交通工程等，已有 13 项通过甘肃省建设工程应用型施工技术成果鉴定，其中国内领先 3 项（成果鉴定编号）、国内先进 6 项。 甘肃路桥建设集团目前拥有企业级工法 15 项，省 (部 )级工法 10 项。 为推动企业技术进步，提升甘肃省公路行业施工技术水平起到了积极作用。 甘肃路桥建设集团有限公司曾参与甘肃省内嘉峪关至安西高速公路、清水至嘉峪关高速公路、金昌至永登高速公路等多条戈壁地区水泥稳定碎石基层的施工，积累了丰富的戈壁地区水泥稳定碎石基层施工经验。 兰州交通大学土木工程学院 科研实力雄厚。 近五年来，先后获得国家、省部级科技奖励 40 余项，多项科研成果达到国际或国内领先水平，填补了诸多领域的空白。 近年来学院先后承担完成了国家科技支撑计划项目、国家科技攻关项目、国家自然科学基金资助项目及横向课题 511 项，科研经费累计 14805 万元，其中 35 项荣获国家、建设部、铁道部及甘肃省等省部级科研奖项。 发表学术论文 800 余篇，其中被 SCI、 EI、 ISTP 三大检索 收录 125篇。 出版教材专著 30 余部。 学院充分发挥科技与人才优势，紧密围绕国家经济建设主战场，为国民经济和我国交通事业做出了突出贡献。 科学研究成果极大地推动了交通事业的发展，产生了巨大的社会经济效益。 主要仪器设备 甘肃路桥建设集团有限公司下属企业甘肃路桥试验检测有限公司 具有交通运输部“公路水运工程试验检测机构综合甲级”；“建筑工程检测、地基基础和主体结构检测”、“市政工程检测乙级”资质。 拥有 1360 台（套）具国内领先技术水平的成套公路工程试验、检测仪器设备，如 MALA 探地雷达系统、 TGP206 隧道地 质预报系统、 1000 吨电液伺服压剪试验机、基桩动测仪、落锤式弯沉仪、材料试验机、大行程万能试验机 GWE1000B、多点数据采集系统、旋转压实机、 QCZ自动车辙试验仪、钻心取样机、落锤式弯沉仪（ FWD）、材料试验仪（ MTS）、大型直道动疲劳加速加载试验系统、 JCMC2 自动路面摩擦系数测试设备、 COPERS2020 考普勒斯路面质量综合检测系统、 FM300 高剪切分散乳化机、 YXJA沥青混合料弯曲实验仪、 YAW300 微机控制恒加载速率压力试验机、 恒温双数显沥青延伸度仪、 SYD2801F 低 温针入度仪等路面综合测试系统，并配有各吨位的压力机、万能试验机；并率先在甘肃公路建设项目中应用地震波（ TSP）技术开展隧道地质超前预报业务。 兰州交通大学土木工程学院 土木工程学院现有甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室，铁道部结构试验中心等 2 个省部级重点实验室。 该实验室拥 英国产 GDS 试验机、英制大型高压三轴仪、低温动三轴仪、大型振动三轴仪（ SUM）室内 CBR 测定仪、国产静力三轴仪、桩基静载测定仪、 PDA 打桩分析仪、 2020 吨级桩基静荷载试验装置、多功能大型土工模型试验槽、 XY1 型地质钻机、现场土基回弹模量试 验仪、现场土基 CBR 值试验仪、旁压测定仪、土工微机自动采集系统 、 MTS 疲劳试验系统、 振动压实机 等先进实验仪器设备，完全可以保证 大厚度宽幅水泥稳定碎石基层的 相关试验工作得以顺利进行。 研究技术人员 甘肃路桥建设集团有限公司的研究人员均来自于道路工程生产一线，具有丰富的基层施工经验，主要负责施工工艺和施工质量控制的研究。 兰州交通大学的主要研究成员均为从事路面工程教学和科研工作多年的教师，及其研究生，其理论功底深厚、创新能力强，主要负责大厚度宽幅水泥稳定碎石基层室内试验研究和理论分析，并为试验路铺筑提供技 术支持。 依托工程 本项目 依托工程为瓜州至星星峡（甘新界）高速公路 GX08 合同段与 GX09 合同段， 该公路是国家高速公路网连云港至霍尔果斯高速公路的组成部分，是连接甘肃、新疆两省区的主通道。 项目路线起自瓜州县，路线全长。 工程投资来源为国家投资和国内银行贷款。 GX08 合同段和 GX09 合同段拟于 2020 年 4 月至 2020 年 9 月进行路基路面工程施工。 依托工程项目的实施由课题组提出相应试验路实施计划并经讨论通过后，结合工程总体进度，积极协助课题组完成依托工程试验段的铺筑与检测。 配套资 金 本项目配套 资金 20 万元主要来自于甘肃路桥建设集团有限公司科研发展基金及试验路段项目科研发展基金。 五、申请者和项目组主要成员业务简历（按人填写主要学历和研究工作简历，近期发表的与项目有关的主要论著目录和科研成果名称，并注明出处及获奖情况。 ） 项目负责人 刘建勋 ， 1970 年 3 月出生， 博士， 教授级高工 ， 甘肃路桥建设集团有限公司总经理，交通部公路工程评标专家库技术成员。 先后主持完成了甘肃省高等级公路通信、监控、收费总中心的筹建，实现了六条高等级公路一 次性并网收费；建成了征稽局、处、所三级网络，实现了集中管 理，为 甘肃省 省高等级公路的信息化建设作出了重大贡献。 先后获得省科技进步二等奖 3 项、三等奖 1 项，中国公路学会科学技术进步奖 2 项、三等奖1 项，完成国家科技部火炬项目计划 2 项； 2020 年获得第十三届 “ 甘肃青年五四奖章 ”。 在知名期刊上发表论文 10 余 篇，其中 EI 检索 4 篇。 项目技术负责人李 波 ， 1981 年 5 月出生， 男， 博士，副教授，兰州交通大学道路工程研究所所长， 主要从事 路基路面 材料与结构相关教学与研究工作。 主持甘肃省交通建设科技项目《隧道温拌阻燃改性沥青路面施工技术研究》，参与 国家西部交通科技建设项目“水泥混凝土 路面表面功能研究”、 陕西省交通科技建设项目 《 重载交通水泥稳定碎石路用性能改善措施研究 》 和 《 基于抗滑降噪功能的 SMA 路面研究 》 的 研究 ，撰写了 这些 研究课题的可行性研究报告，参与了研究大纲的制定、试验路方案的制定和现场检测，对 路基路面 有较为深入的研究。 在知名期刊 及重要会议 上发表论文 25 篇，其中 EI 检索 8 篇。 获得国家发明 专利一项 （专利 号： ），申请国家实用新型发明专利一项（专利申请号： ）。 与申请课题相关的论文代表作如下： （ 1） 固化剂硬化二灰土研究，路基 工程， 2020（ 2） （ 2） 基于模糊正交法的水泥稳定碎石集料级配优选 . 武汉理工大学学报 ， 2020(7) （ 3） 骨架密实型沥青混合料集料的分形特征，建筑材料学报， 2020， 12（ 1）（ EI 检索） （ 4） 基于集料 分形 特征的沥青混合料配合比设计方法，武汉理工大学学报， 2020， 31（ 12）（ EI 检索） 六、 推荐意见（申请者不具备高级专业技术职务职称的，须由两名同行高级科技人员推荐，推荐意见要说明项目的意义和取得预期成果的可能性，申请者和项目组成员的学术水平及研究能力，现有工作条件等。 ）。