山西大同山西日报：为重载道路“减负”
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山西省交通科学研究院一项目荣获****年度国家科学技术进步二等奖，**年披荆斩棘——核心阅读： 历时*年，摸排近百条重载高速、干线公路的交通情况；历时*年，收集研究全国各地***个站点最近**年的气象资料，开展了*****组不同材料的耐冲刷试验和三轴重复压缩试验；研发至今，获发明专利**项，成功应用于重载机场、港口铺面工程以及高速公路、国省干线公路的建养工程中，近三年取得经济效益*.**亿元。 **年，于历史，只是光阴一瞬，然而，对于“重载水泥混凝土铺面关键技术与工程应用”项目组来说，**年意味着坚韧的付出、不懈的攀登和持之以恒的科研探索。自****年*月*日项目正式拉开大幕，到****年**月研发成功，整整**年的时间，科研人员披荆斩棘，克服重重困难，在我国乃至世界范围内攻克了重载水泥混凝土路面技术方面的难题，造福山西，裨益世界，最终于今年*月*日荣登国家级领奖台。面对世界级难题，项目研究从****年开始“这个奖项是我省唯一主持完成的获奖项目，也是山西省交通运输领域**年来取得的国家科技最高奖项。”*月**日，项目完成人******赵队家教高说，这一荣誉是省科技厅、交通厅大力支持的结果，也凝聚着山西交通人迎难而上、开拓创新的勇气和精神。如今，水泥混凝土铺面随处可见，我国超过**%的机场跑道、**%的港口堆场和**%的公路路面均采用水泥混凝土铺面。然而，随着现代交通重轴载、多轴化趋势的发展，混凝土铺面普遍面临早期断裂易发、抗滑衰减加快、舒适性能降低、维修难以实施等世界级难题，严重影响运行品质和效率，缩短使用寿命，并危及飞机和车辆安全。对于山西这样的资源大省，运煤重载公路“修了坏、坏了修”的问题同样一直困扰着混凝土路面的建设。为此，自****年起，山西省交通科学研究院牵头联合交通运输部公路科学研究所、同济大学等单位的专家学者，围绕这一难题潜心钻研，开展了重载和环境耦合作用下混凝土铺面结构的设计理论与方法、材料与施工工艺、快速维护技术等研究。精准聚焦各类现实问题，千锤百炼中寻找答案为彻查重载车辆特征及路面损坏原因，项目组先后组织近千人次、历时*年，对近百条重载高速、干线公路的交通情况进行了摸排。调研结果显示，在重荷载、高频次作用下，普通混凝土路面结构、材料，以及常规设计和施工方法均远远无法满足使用需求。厘清重载特征后，项目组在混凝土路面结构和材料上整整下了*年功夫。混凝土铺面的温度场是影响其结构性能的重要因素，而我国南北方气候迥异，温度梯度差别巨大，为了给出全国都能使用的温度梯度计算式，项目组历时*年，先后收集了分布在乌鲁木齐、漠河、拉萨、广州等全国各地***个站点最近**年的气象资料，绘制了不同混凝土铺面结构近**年的温度场图谱，给出了*区**项体系的全国混凝土铺面结构气候分区及分析参数。针对重载作用下基底沉陷、层间脱空等引发的混凝土铺面损坏问题，项目组通过现场取芯、室内成型等方式开展了*****组不同材料的耐冲刷试验和三轴重复压缩试验，仅实验室废件就堆满了两间厂房，最终建立了基层冲刷系数和土基塑性、弹性应变比的预测模型，为解决铺面脱空断裂提供了理论依据。针对机场不停航施工的迫切需求，团队研发了“三维扫描、精细预制、低扰破除和精准装配”一体化快速修复技术，解决了不停航施工难题。针对维修用混凝土的快硬需求与无法长距离运输之间的矛盾，项目组发明了混凝土二次拌和用分散剂和促凝剂，通过对运至现场的大流态混凝土实施二次拌和，以实现混凝土现场自密、促凝，将延续近百年的**天的传统维修周期缩短至*小时。针对脱空铺面结构，基于小尺寸效应和纳米改善液固相接触面技术，并经高速机械搅拌的破壁效应，最终项目组将注浆浆体的流动性由**s提到**s，并且采用纳米改性自流平水泥基注浆修补材料，实现了*小时内达到开放交通的美好愿望，令业内侧目。项目成果达“国际领先水平”，显现社会经济双重效益在突破层层困难，解决一个个的难题之后，项目组建立了双参数地基上的双层复合板模型，突破了传统理论存在奇异点等基础理论问题，将临界荷位应力与位移的计算精度提高了**%以上；系统整合了荷载作用模式和等效温度应力的时空变化特征和*种标准计算模态，提高铺面结构近**倍的耐冲刷能力，降低**%的翘曲应力，降低土基*/*的不均匀沉陷……每一个进步的背后都是科研人员不懈努力的见证。不仅如此，依托项目成果，项目组还编制了《水泥混凝土铺面技术标准》《民用机场水泥混凝土道面设计规范》《港口道路与堆场设计规范》等**部国家行业标准，构建了涵盖设计、施工、试验、验收和养护技术的国家和行业标准体系，对机场、港口堆场、重载公路建养起到了积极的指导作用。“随着‘一带一路’倡议的实施，大型设计、施工企业将越来越多地参与到沿线国家交通基础设施建设中。”项目完成人山西省交通科学研究院刘少文教高告诉记者，主导该领域国际技术标准的制定，对于沿线国家交通基础设施的互联互通具有重要作用。功夫不负有心人。****年*月*日，中共中央、国务院在北京隆重举行国家科学技术奖励大会。山西交控集团旗下的交通科学研究院主持完成的“重载水泥混凝土铺面关键技术与工程应用”项目，荣获****年度国家科学技术进步二等奖。目前，项目成果总体达到了“国际领先水平”，不仅获得**项发明专利，系统解决了重载水泥混凝土铺面结构的理论、设计、施工、维护等技术难题，突破了铺面三十年不大修的技术瓶颈，并成功应用于山西京大、得大、大同西北环等高速公路，大同电煤集运通道、吕梁、朔州等地的重载公路，北京新机场、上海浦东机场、喀麦隆kribi深水港等铺面工程中，近三年取得经济效益*.**亿元。同时，该项成果还在中国及“一带一路”沿线国家近千个机场和港口、上万公里的重载公路和百万公里乡村道路的新建、更新与升级中发挥了重要作用。 （来源：山西日报 冷雪 通讯员 张艳聪）
