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[成果] 1800260256 云南
U441.2 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目为云南省交通运输厅2011年科技项目,属桥涵工程学科。项目针对云南省及国内现有的中小跨径梁桥荷载试验存在的突出问题,项目组通过理论研究、室内试验、数据仿真分析、依托工程验证试验相结合的方式,首次明确提出了公路梁桥荷载试验的加载控制对象,并给出了相应的加载效率控制范围;明确了桥面铺装对桥梁结构受力影响规律,结合大量工程实例提出了桥面铺装对不同桥梁结构形式的应变和挠度校验系数影响的常见范围,使混凝土梁桥承载能力评定更加合理科学;揭示了中小跨径梁桥护栏等附属构件的工作机理,量化了护栏参与受力程度;给出了新、旧规范差异对荷载试验的影响规律,并对中小跨径梁桥满足新、旧规范效应的安全加载范围进行了界定,揭示了不等跨桥梁安全加载原理;建立了考虑桥面不平整度的中小跨径梁桥冲击系数公式,并首次对传统的冲击系数计算提出了加权的改进方法;提出具有概率意义的承载能力评价指标,建立基于不同目标可靠指标的承载能力分级标准,在概率极限状态范畴构建了针对中小跨径梁桥的承载能力的评估方法;建立了服役中小跨径梁桥承载能力抗力概率模型;建立了考虑评估基准期和活载影响修正系数的服役中小跨径梁桥汽车荷载效应概率模型。依托该项目,申请了1项发明专利及1项软件著作权,参编著作1部,发表了论文11篇,其中SCI、EI检索5篇,参加国际学术会议交流2次,培养研究生8人,人员晋升4名,国外访问学者4人次。部分研究成果纳入《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/T J21-01-2015)。研究成果在云南省多条公路桥梁的试验检测上进行了应用与验证,为同类桥梁的荷载试验评估提供了技术支持。研究方法也可供其他类型桥梁的动力分析及评价参考,经济及社会效益巨大,应用前景广阔。
[成果] 1900010328 陕西
P694 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:主要技术内容:该成果属于地质灾害监测预报与防治学科领域。 黄土是水敏性扱强的特殊土。黄土这一特殊的内在属性导致黄土高原成为世界上水土流失最为严重的地区和中国三个地质灾害最为严重的地区之一,严重制约着黄土高原城镇化建设,危及高速铁路、高速公路、西气东输、水利设施等重大工程及国家能源基地安全运营。然而,如何从“水”入手,破解黄土对水的敏感性问题,实现黄土地质灾害有效防控却是一直未能解决的难题。 依托国家地质调查专项、科技支撑及自然科学基金等41个项目,围绕4个重大关键科技问题,组织100余名科技人员,通过10余年持续努力,在黄土高原地质灾害评价与风险防控方面取得了4项原创性的、填补国际空白的创新成果,使黄土高原地质灾害风险得到了有效管控。 系统揭示了黄土高原地质灾害发生规律。通过建立地质灾害调查技术方法体系和实施77个县(市)黄土高原地质灾害详细调查,首次发现了地质灾害在黄土高原、流域、地段3个空间尺度和地质历史时期、年内、日内3个时间尺度的时空发生规律,为黄土地质灾害科学防范筑牢了根基。 发展和完善了黄土的水敏性及其灾变理论。提出了以吸应力为核心的黄土水敏性理论,揭示了黄土遇水后发生崩解、湿陷、滑动等力学行为的本质;提出了基于吸应力和局部安全系数的黄土斜坡灾变分析理论,实现了含水率-吸应力-局部安全系数的耦合,弥补了中国非饱和黄土特性理论研究的短板。 揭示了6种水致黄土地质灾害演化模式与诱发机理。建立了水致黄土地质灾害的6种演化模式,揭示了诱发机理,更新了原有认识,为黄土地质灾害精准防控提供了科学依据。 建立了以“水”为主线的黄土地质灾害风险防控一体化技术。建立了基于黄土灾变理论和6种诱发机理的黄土地质灾害早期识别、精细化预警、水位管控、疏排水等风险防控一体化技术,拓展了地质灾害风险防控的解决方案。 主要技术经济指标:获专利7项。形成国家标准1项、省部级标准4项。发表论文136篇,其中SCI/EI检索23篇。出版专著7部。培养研究生90人(博士22人)。部分成果于2016年获陕西省科学技术一等奖。 应用推广及效益情况:该成果为黄土高原地质灾害防控筑牢了根基,使得灾害风险得到了有效管控。2013年7月中国西部普降暴雨,在延安市、天水市分别触发了7594起、548起地质灾害,地方政府部门依据该成果提供的隐患点采取应急避让措施,及时撤离受威胁群众154万人次和122万人次,使这次巨灾造成的人员伤亡得到有效管控,该成果在极端气候条件下通过了检验。 依托该成果先后对区内受地质灾害威胁的17045户62536人进行了搬迁,累计成功预报地质灾害55处;建立的地质灾害调查评价技术和示范,引领了全国地质灾害调查评价工作;在十余起重大突发地质灾害应急救灾中发挥了重要的技术指导作用。
[成果] 1900010664 湖南
P694 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:高精度、快速、大范围的三维地表形变监测对重大地质灾害应急保障服务和国家重大工程安全运营评价等具有至关重要的作用。雷达干涉(InSAR)具备快速测绘几百乃至几万平方公里大范围地表形变的潜力,但其本身存在噪声源多且成分复杂、只能监测一维形变等问题,因此在复杂地表和水汽环境下难以获得可靠结果甚至完全失效,极大限制了其推广应用。该项目在国家863计划等资助下,突破了复杂地表和水汽环境下的大气噪声改正、信号与噪声最优配置、观测信息与先验信息融合、三维形变探测与模型估计等系列技术瓶颈,建立了具有自主知识产权的InSAR毫米级形变监测及工程化应用的成套技术和软件体系,支撑了矿区、沿海区和滑坡区等复杂环境下InSAR地表形变监测技术发展,极大提升了我国防灾减灾等空间信息支撑保障服务能力。主要创新如下: (1)建立了考虑高程和融合多源资料的高精度InSAR大气改正理论与技术体系。突破了常规技术难以融入多源水汽资料、难以控制大范围复杂地形下的大气噪声问题,解决大气干扰导致InSAR不可靠甚至失效的问题。被国际同行评价为复杂地区大气建模的唯一可选策略,并用于改进著名InSAR软件StaMPS。 (2)提出了基于最小二乘平差的InSAR失相干噪声最优滤波的理论与技术体系。兼顾了噪声滤除和条纹信息保持,解决了复杂环境下InSAR干涉图强滤波对干涉条纹的破坏和形变信号的损失及扭曲问题。被国际知名学者命名为“Li滤波器”,并证明是复杂环境下最有效、最适合的滤波技术。 (3)建立了附加约束的大范囤InSAR地表形变平差理论与技术体系。创造性地引入物理力学约束,突破了传统方法地表匀速运动假设的限制,首次为InSAR大范围形变监测建立了空间基准。被国际著名期刊EEEGRSL引为封面。 (4)提出了多源异质InSAR的三维形变估计理论与技术体系。创建了基于卡尔曼滤波的三维形变序贯平差技术,在国际上率先实现InSAR三维形变序列准实时监测。受邀在地学顶级刊物Earth-Sci Rev (影响因子7.0)发表综述文章。 研究成果应用于:(1)国家重大工程“大同采煤沉陷区国家先进技术光伏示范基地”建设、国家重点治理项目宝大兴塌陷区治理、安徽省“861”重点建设工程实施等,颠覆了复杂矿区地面沉陷监测的传统作业方式;(2)约9万平方公里的广东沿海地区地面沉降灾害普査,是广东沿海区唯一一套大范围高精度、经实际调査和验证是非常可靠的整体地表沉降结果:(3)重庆市滑坡地灾普查和重要灾害点应急预案编制、陕北靖边采油区大范围滑坡调资与监测等,为保障复杂滑坡区人民生命财产安全和基础设施运营发挥了关键作用;(4)南江风电厂、湘潭换流站等电力工程监测,解决了传统手段无法施测的难题。 该项目授权发明专利6项、软件著作权4项;发表SCI/EI论文270篇,总引用4500余次。经专家鉴定认为:“项目总体达到国际先进水平,其中在InSAR大气改正、多源数据融合、形变测量质量控制等方面居国际领先水平”。相关成果分别获教育部自然科学一等奖、国家测绘科技进步一等奖。
[成果] 1900010211 陕西
U446 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:该项目属于交通运输工程学科领域。 项目针对道路与桥梁智能检测理论与关键共性技术难题,通过12年的系统研究,提出了道路与桥梁表面几何形态、结构参数、外观损伤、内部缺陷和预应力缺陷等方面的多源协同智能检测方法,开发了道路与桥梁质量检验、性能检测、安全评价成套技术与系列化检测装备,实现了道路与桥梁的高精度、高效率和高可靠智能化检测。项目取得的技术突破与创新成果主要包括: 首次提出了对称式激光位移检测方法和基准传递与多传感器融合检测方法,研发了高精度、高可靠、抗干扰性强的激光位移系列传感器和多功能激光路面检测系统,实现了道路路面平整度、构造深度、车辙、变形类病害的高速动态检测。开发了路面弯沉光电位移检测传感器,实现了路面回弹弯沉和动态弯沉的高精度测量。 发明了长寿命、高亮度、低功耗多路同步配光、多路聚焦LED连续配光和频闪配光系统,解决了野外复杂光照条件下的路面与桥梁表面全天候高清成像检测难题。基于多种激光位移协同检测和多源数据融合技术,研发了道路与桥梁智能检测系列装备和检测作业平台。 首次研发了道路与桥梁检测稀土超磁致伸缩换能器,发明了具有测强、测缺、测厚功能的混凝土结构层析成像检测系统及分析算法,实现了道路与桥梁混凝土结构三维数字成像分析。系统研究了桥梁混凝土结构损伤、缺陷和裂纹等因素对超声传播特性的影响机理,建立了超声波接收信号与混凝土内部特性的定量和定性关系,为桥梁混凝土超声无损检测和寿命预测提供了理论依据。 首次提出了包含外部损伤、内部缺陷、几何特征及力学性能等多源协同下的混凝土桥梁综合性能评价模型和安全性评价方法,开发了评价软件系统。提出了基于裂缝特征的RC、PC桥梁结构承载力及刚度评价方法以及基于有限点钢束应力特征的PC桥梁承载力评价方法,实现了桥梁损伤后安全性能量化评价。 首次研发了PC桥梁预应力钢束定位、管道压浆状况、钢束锈蚀状况及钢束张力等性能与缺陷检测成套技术和系列化设备,填补了国内外大中跨径混凝土桥梁预应力检测技术的空白。 依托该技术,开发了3种类型30个型号的道路与桥梁智能检测系列产品并实现了产业化。主持和参加编写7项国家行业和地方标准,完善了中国道路与桥梁检测评价标准体系。项目成果获得国家发明专利47项、实用新型专利和软件著作权79项。发表学术研究论文136篇,被国际三大检索收录69篇。项目成果经鉴定达到国际领先水平,并获得3项陕西省科学技术一等奖。 项目关键技术及系列产品在中国陕西、河南、山东、广东、江苏、浙江、湖北、山西、贵州等20多个省市得到推广应用,经济社会效益显著,近3年经济效益超过24亿元。项目成果的应用,解决了行业共性难题,对中国道路与桥梁检测技术进步和产业结构优化升级具有重大推动作用。
[成果] 1800130309 北京
U442.55 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:1.研究目的:中国公路桥梁面临着严重的地震威胁,特别是量大面广的城市和山区公路的弯、坡、斜等非规则桥梁,在历次地震中破坏尤为严重。弯、坡、斜等非规则桥梁在地震作用下空间效应突出,桥梁结构及构件处于复杂受力状态,其强震非线性反应、失效机理和破坏模式以及抗震性能评估与减震技术仍是桥梁抗震设计待解决的关键难题。该项目重点针对这些非规则桥梁,结合结构抗震设计国际前沿和发展趋势,从压、弯、剪、扭等复杂空间受力状态下桥梁主要构件抗震性能入手,采用理论分析、数值模拟和试验研究以及震害验证等手段,建立基于性能的公路桥梁抗震减震设计理论、方法及技术,并服务于工程实践,推动了中国公路桥梁抗震从安全设计向性态设计发展。 2.主要科技创新: (1)建立了复杂空间受力状态下桥梁主要构件非线性分析模型,揭示了其抗震性能影响规律;研发了系列具有自主知识产权的具备抗拉拔/防落梁等功能的桥梁减隔震装置,揭示其工作机理,建立了其分析模型,提出了参数优化设计方法。 (2)发展了考虑地震动空间效应和土-结构相互作用影响的桥梁地震反应分析方法,同时研发了多振动台台阵系统及其协同控制技术和实时混合试验技术,国际上首次实现了同时考虑地震动空间效应和土-结构相互作用的桥梁模型结构实时混合试验,验证了所提出的分析方法;揭示了非规则桥梁地震破坏机理与失效模式,数值再现了强震作用下桥梁损伤演化与破坏倒塌的灾变过程。 (3)基于提出的包括宏单元法和时域地基阻抗力计算方法在内的桩-土动力相互作用分析集中参数模型,发展了考虑土-结构相互作用的多维多点激励下减隔震桥梁设计方法,提出了地震作用下桥梁上部结构减撞、防落梁控制技术与设计方法,建立了直接基于位移的非规则桥梁抗震设计理论与实用简化方法,完善和发展了基于性能的公路桥梁抗震减震设计理论与方法。 3.成果产生的价值:主编/参编国家和行业相关规范/规程2部,获国家发明专利24项,软件著作权7项,出版专著2部,发表学术论文140篇,其中SCI收录36篇,EI收录62篇。成果已应用于北京、河北、内蒙古、陕西、山西、吉林等省市重大桥梁抗震设计,产生了巨大的社会经济效益。谢礼立院士为组长,陈政清院士和岳清瑞院士为副组长的项目鉴定专家组评价“该项目研究成果丰富、具有创新性,总体上达到了国际先进水平,在多振动台台阵系统平台建设与协同控制、实时混合模型试验技术和弯、坡、斜桥梁抗震设计理论与方法方面达到了国际领先水平”。
[成果] 1900010127 陕西
TU398 应用技术 结构性金属制品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于土木建筑工程领域。钢-高性能混凝土组合与混合结构作为一种优越的新型抗震结构体系,特别适用于高层、超高层建筑及大跨、重载结构。钢-混凝土界面的粘结性能是确保两种材料协同工作的基础,对结构的安全、经济设计至关重要,但现有技术并未很好解决钢与混凝土协同工作这一关键技术难题。另一方面,国家现行技术标准和规范中尚未涉及钢-高性能混凝土组合与混合结构计算理论和设计方法,无法满足该类结构的发展需求。基于此,项目历时20余年,在国家重大科技专项和国家自然科学基金等11项国家级、13项省部级科研项目资助下,以材料自身性能增强钢-混凝土界面的粘结性能为突破点,研发出适用于钢-混凝土组合与混合结构、耐久性能和粘结强度均得到显著增强的高性能混凝土材料,进而通过大量试验、理论分析、数值模拟与工程实践,形成了钢-高性能混凝土组合与混合结构集设计、分析、评估、优化及施工于一体的成套基本性能评价及设计理论技术体系。项目成果对行业的科技进步和产业结构优化升级有重大推动和引领作用,具有广阔的应用前景和推广价值。 主要创新成果包括:研发了“钢-混凝土界面粘结滑移理论及增强技术”:首次系统深入地揭示了钢-混凝土界面粘结机理,创新性地建立了界面粘结滑移系统强度理论,提出了考虑粘结滑移的钢-混凝土组合与混合结构数值模拟技术;首次提出了材料自然粘结状态下增强钢与混凝土界面粘结性能的技术途径与制备技术,创新性地完成了适用于钢-混凝土结构的强度等级为C30-C250的高性能混凝土(HPC)及C50-C250高性能纤维混凝土(HPFC)系列技术发明,突破了在钢-混凝土界面不设置剪切连接件而使界面粘结性能显著提升85%以上的技术难题。建立了“钢-高性能混凝土组合与混合结构基本性能评价与设计理论体系”:率先提出了钢-高性能混凝土组合与混合结构体系,通过大量的试验研究,创新性地建立了钢-高性能混凝土结构构件及其组合与混合结构基于粘结滑移理论的承载力、刚度与变形、延性、裂缝宽度等设计理论体系,开发了考虑粘结滑移效应的非线性纤维梁柱单元及梁-柱节点单元,为中国该类结构性能评价与设计及其技术标准和规范的编制提供了技术支撑。研发了“钢-高性能混凝土组合与混合结构多尺度地震损伤及易损性与损失评估技术”:创新性建立了材料-构件-结构多尺度地震损伤模型,提出了钢-高性能混凝土组合与混合结构基于损伤的地震易损性分析及损失评估的理论方法,集成开发出基于损伤的组合与混合结构地震易损性分析及损失评估软件,实现了对该类结构体系的地震灾害损失快速评估。研发了“钢-高性能混凝土组合与混合结构多目标综合优化与决策技术”:首次建立了钢-高性能混凝土组合与混合结构基于粘结滑移理论的材料-结构一体化多目标综合优化设计理论方法,研发出相应的分析软件,形成了结构多目标综合优化分析与决策技术,结构经综合优化后,工程造价降低8%~16%,实现了建设费用与结构性能双赢之设计目标。 该项目获国家授权发明专利27项,另有21项正在审批,登记国家软件著作权22项,制定企业标准1部,出版学术专著8部(2部获国家著作出版基金资助),发表学术论文341篇(21篇被SCI检索,188篇被EI检索),15篇代表论文被国内外学者他引545次;培养硕博研究生、博士后研究人员144名,其中6名获省优博。 成果已应用于武汉绿地中心、天津高银117大厦、西安绿地中心、西安北客站等全国38个单位的80余项建设项目,累计节省投资6亿多元,近3年为企业增加销售额累计达19亿元,取得了显著的经济和社会效益。陕西省组织的专家鉴定结论为:成果具有重大创新性和实用性,整体达到国际先进水平。成果获陕西省科学技术一等奖2项、二等奖1项,住建部华夏建设科学技术一等奖1项,中国冶金建设协会工程设计一等奖1项。
[成果] 1900010155 浙江
TU471.8 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于土木建筑领域。中国大量存在和广泛分布有各种软弱地基,如何提高其承载力和稳定性,有效控制沉降,是工程建设中亟待解决的难题。传统地基处理方法难以满足高承载力与稳定性、低工后沉降和快速处理的要求;桩基础造价高,难以在大面积地基处理中使用。研发高性能地基处理技术是国民经济发展的重大需求。项目组经过近30年的理论和技术创新,创建了复合地基理论体系,研发了系列高性能复合地基技术,形成了完整工程应用体系,突破了传统地基处理技术瓶颈,实现了地基的快速、经济处理,使复合地基成为与浅基础、桩基础并列的土木工程三种主要地基基础型式之一,并成为本科生和研究生教材与教学的重要内容,基础工程类各种设计手册和指南的重要章节。主要创新点为: 创建复合地基理论体系,引领和支撑了复合地基技术研发及工程应用。1992年出版复合地基领域第一部专著,首次提出复合地基的科学定义、形成条件和系统分类,构建了复合地基理论框架;揭示了基础刚度等因素对复合地基工作性状的影响规律,建立了不同类型复合地基承载力和沉降分析理论;阐明了复合地基桩体多模式破坏和渐进破坏机理,建立了稳定分析理论,攻克了黏结材料桩复合地基稳定分析难题;提出了复合地基固结理论,解决了复合地基工后沉降预测的难题;建立了复合地基抗震分析理论,为地震区复合地基技术应用提供支撑。 研发出系列高性能新型复合地基技术,满足了不同类型的工程建设需求。发明了承载力高、沉降小、固结快的系列高性能复合型桩体,单桩承载力提高30%~100%,造价降低30%~50%;研发了可实现桩土刚度与强度沿竖向优化的长短桩复合地基技术和刚柔性桩复合地基技术,比桩基础降低造价20%~25%;研发了水平强加筋垫层-顶部筋箍自约束碎石桩的双向增强体复合地基技术,地基的稳定性和承载力提高21%~46%;研发了低强度桩-柔性筏基的双向柔性加固复合地基技术,有效地解决了软黄土路段不均匀沉降控制难题。 建立了复合地基设计方法和技术标准,形成了复合地基工程应用体系。建立了复合地基承载力、沉降、固结、稳定及抗震设计方法,出版《复合地基设计与施工指南》,主编了复合地基领域第一部国家标准《复合地基技术规范》及其他主要规范共5部,形成工程应用体系,支撑了复合地基技术的应用。 该项目发表论文356篇(SCI检索40篇、EI检索185篇),出版学术著作6部,总他引11320次,单篇论文最高他引474次;复合地基领域他引排名第1、3、4的著作和排名1~4的论文均为该项目成果。获授权国家发明专利17项、实用新型专利34项;获批国家及省部级工法4项;获中国岩石力学与工程学会科技进步特等奖、中国公路学会科学技术一等奖、湖南省科技进步一等奖共3项。 该项目成果已在京津城际高速铁路、京沪高速铁路、广东广佛高速公路、浙江杭宁高速公路等许多重大工程得到成功应用,并广泛应用于建筑工程、高速公路、高速铁路、市政道路、港航等领域。仅提供应用证明的工程近3年新增利润和节约工程造价35.38亿元,社会经济效益巨大。
[成果] 1700240027 广西
TG178 应用技术 金属表面处理及热处理加工 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:该技术成果是等离子微弧氧化技术中用到的阴阳极连接装置,为了保证基体制品与阳极棒连接可靠,防止松脱,避免产生瞬时大电流,击穿或损伤陶瓷层及基体表面,同时保证操作人员安全。技术成果来源于课题组长期的学术研究过程,经过大量的材料形态和性能检测后,申请了发明专利“一种基体试件-阳极棒连接装置”。技术原理及性能指标:该发明涉及一种基体试件-阳极棒连接装置,所述连接装置用于连接微弧氧化基体试件和阳极棒,包括固定部件和连接部件。固定部件与微弧氧化基体试件螺纹连接,连接部件一端与固定部件连接,另一端与阳极棒连接。固定部件为螺钉或螺纹杆,连接部件为导线、挂钩、横梁、杆件,固定部件、连接部件的材质均为铝合金。 技术的创造性与先进性:该发明具有连接可靠、操作简单、效率高、互换性强等优点,可以广泛应用于轻金属表面处理技术领域。 技术的成熟程度,适用范围和安全性:连接方式简单、操作简便,效率高,充分节省试验准备时间;连接可靠,保证了微弧氧化试验的稳定性及操作的安全性;不限定微弧氧化基体试件的外形特征,基体具有螺纹孔能够实现与螺钉或螺纹杆连接即可;不遮挡微弧氧化基体试件的表面,不影响微弧氧化基体试件表面成膜;不仅可以连接一个微弧氧化基体试件,还可以将多个微弧氧化基体试件与阳极棒连接,满足批量加工的需要。 应用情况及存在的问题:技术成果进行了实验室应用测试,效果满足设计要求存在问题:尚需进一步拓宽成果转化渠道。历年获奖情况:该技术成果尚未申报各种奖项,历年没有获奖。
[成果] 1700510441 河南
U414.75 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:项目针对路网工程保畅的关键难题,结合河南省实际,系统研究了现有道路早期常见病害及发展特性,首次提出了一种新型路面养护材料及应用成套技术。基于细观多级互穿体系设计出的材料,具有刚-柔并济的性能,且环境适应性优异;研发出耐久型免压水泥乳化沥青混合料,降低了对原材料和施工的苛求;针对基层扰动提出的材料结构一体化补强设计,提高了结构耐久性;研发的便捷养护车具有拌合、浇筑、表面处理等功能,使得即时处理成为可能;在省内三个地市40多万m3工程的3年多应用,以及省外多地实践,验证了项目研究成果。主要创新:①首次开发出耐久型免压水泥乳化沥青快速修复系列材料,具有早强快硬、模量可调、环境友好和高适应性,可实现不利季节(雨季)、低温(冬季)路面病害的即时快速修复;②针对路网工程养护特点,开发出集原料运输、拌合、浇筑及功能化处理的一体式便捷养护车,显著提高现场养护功效;③基于多地不同气候条件与工程结构形式的3年实施效果,提出成果应用技术指南,为后期大规模推广应用奠定基础。主要技术研究内容:1)河南省路网工程早期破坏特征与养护现状研究。2)耐久型免压水泥乳化沥青快速修复系列材料研究。3)基于材料结构一体化设计的修复结构研究。4)现场便捷式养护设备研发。5)实体工程与施工技术研究。主要技术经济指标:1)开发出耐久型免压水泥乳化沥青快速修复材料可在潮湿环境下施工、可快速开放交通(≯2h),空隙率3~9%、模量1500~20000MPa、冻融劈裂强度比TSR≥90%,且适应性强;2)研究成果具有自主知识产权,可打破国外垄断,价格比国内同类产品低17%~36%,废气污染排放降低70%以上;3)基于材料结构一体化设计的修复结构研究;4)获授权专利9项,其中发明专利4项,实用新型专利5项;5)发表学术论文8篇,其中1篇JCR2区SCI期刊论文,2篇EI收录论文,3篇中文核心期刊论文,1篇科技核心,1篇省级刊物;6)基于开发材料性能特征和实体工程建设,提出相应的施工指南1项。应用推广及效益情况:课题组将研究成果在河南省部分地市干线公路养护工程中进行了推广应用,主要包括:2014-2016年,平顶山S329南石线、省道S241和长安大道沥青路面局部破损快速修复;洛阳市G310等20余条公路及桥面铺装层的裂缝及坑槽快速修复,S104郑常线等7条公路桥面铺装快速修复;信阳市S339线、S224线等5条道路的日常养护工程。应用面积累计约410000m2,节省工程费约4580万元。此外,该项成果于2013-2015年在浙江、海南和陕西等地公路工程养护中进行了推广应用。近3年不同地区、公路结构和不利季节施工的长期跟踪观测证实效果良好,可解决路网工程养护的技术难题,极具推广价值。
[成果] 1700441271 浙江
[U416.217, U418.6] 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:沥青混合料是感温性材料,持续高温对沥青路面的影响很大,会引起车辙、拥包等病害的骤增。但是,沥青混合料配合比设计方法以及沥青路面车辙预估方法中均没有考虑持续极端高温因素的影响。为应对将来可能的持续极端高温天气,需深入研究持续极端高温对于沥青路面车辙影响的机理,并对于的沥青路面材料组成设计和结构设计进行优化。另外,在高温路面的日常养护方面,尚未见对洒水养护的温度条件、洒水的频率等进行研究。该项目针对持续极端高温地区气候特点,采用有限元对持续极端高温地区的沥青路面温度场进行研究,同时采用理论方法研究沥青混合料在温度荷载、车辆作用荷载下的永久变形;并推荐出持续极端高温地区的沥青改性方案及混合料类型;提出持续极端高温地区的沥青路面养护办法。主要研究内容如下:持续极端高温条件下沥青路面内部温度研究;持续极端高温对于沥青混合料永久变形的影响分析研究;考虑持续极端高温影响的沥青路面材料设计和结构设计方法研究;持续极端高温地区纳米改性沥青混合料的选择与开发;现有沥青混合料耐持续极端高温性能的评价;试验路铺筑;持续极端高温时沥青路面养护与管理技术研究。围绕以上研究,形成了1个技术报告《考虑持续极端高温天气的沥青路面设计和养护技术研究》。主要研究成果为:运用有限元软件Ansys模拟持续极端高温天气沥青路面结构层的温度,发现高温持续7天后路表面的最高温度达到74℃,与第1天相比升高了约6℃;中面层中部的温度达到63℃,与第1天相比升高了约8.7℃;下面层底部的温度达到50.1℃,与第1天相比升高了约11℃;随着深度的增加各结构层的温度达到峰值和谷值的时间依次滞后;在同一天各结构层的温度峰值和谷值都随着深度的增加而逐渐减小,而相同时刻第7天的温度值与第1天温度值的差值则随着深度的增加而逐渐增大,表面层的差值为6℃,下面层的差值则达到11℃,约为表面层的2倍。对常用流变模型及流变特性进行了研究,在该基础上结合沥青混合料的流变变形特性及受损特点进行了沥青混合料在荷载反复作用下的永久变形预估,推导了周期荷载作用下沥青混合料的粘弹塑性疲劳损伤模型,给出了粘弹塑性本构模型参数及损伤参数的确定方法,给出沥青混合料在40℃、60℃和67℃下流动数公式。从原材料(集料、沥青)、级配、沥青用量等方面研究了沥青混合料材料组成对永久变形的影响,进而从原材料、级配和沥青用量三方面推荐了持续极端高温气候地区抗永久变形的沥青混合料材料组成,给出持续极端高温气候地区沥青混合料配合比设计方法,并在现有的配合比检验的基础上增加了高温稳定性性能检验方法。该项目对各种纳米改性剂及聚合物改性剂进行了初选,并采用优选的纳米材料及聚合物材料设计三因素三水平正交试验及两因素试验,推荐出较好的纳米复合改性方案即1#:3%ZnO +0.5% TiO<,2>+3.7%SBS、14#:5%CaCO<,3>+4%SBR、15#:5%ZnO +4.2%SBS。进而对纳米复合改性沥青及沥青混合料进行了性能测试,通过综合分析推荐3%ZnO+0.5%TiO<,2>+3.7%SBS作为持续极端高温地区的最佳纳米复合改性方案。进而针对ZnO材料,研究了该材料粒径与形貌对沥青、沥青混合料的性能影响,并得到以下结论:ZnO粒径对纳米改性沥青有一定影响,且粒径越小的ZnO颗粒对沥青的改性效果越好;棒状及圆球状的ZnO颗粒可使改性沥青具有较好的抗车辙性能;随着ZnO颗粒粒径的减小,沥青混合料的路用性能增强;在同粒径的四种形貌中,当ZnO颗粒形貌为棒状和花状时,沥青混合料的劈裂强度比较大;当ZnO颗粒形貌为棒状时,沥青混合料的抗高温车辙能力较强;当ZnO颗粒形貌为圆球状时,沥青混合料的抗弯应变能力较强。为评价3%ZnO+0.5%TiO<,2>+3.7%SBS改性沥青混合料在持续极端高温气温下的抗车辙性能,该项目设计了SMA-13级配和AC-20级配,并分别制备了AC基质沥青混合料、AC-SBS改性沥青混合料、AC-纳米复合改性沥青混合料、SMA-SBS改性沥青混合料和SMA-纳米复合改性沥青混合料试件。采用汉堡车辙试验仪对60℃、67℃、75℃三个试验温度下的沥青混合料进行车辙试验研究,得到以下结论:温度对沥青混合料的抗车辙性能影响非常大。当试验温度为60℃时,不同沥青混合料抗车辙性能由好到次的排序大致为:AC-3>SMA-2>AC-2>SMA-1>AC-1;当试验温度为67℃时,排序则为:AC-3>SMA-2>SMA-1>AC-2>AC-1;当试验温度为75℃时,排序则为:SMA-2>SMA-1>AC-3>AC-2>AC-1。对极端高温气候地区的沥青路面,推荐使用采用3%ZnO +0.5% TiO<,2>+3.7%SBS制备的AC-20沥青混合料和SMA-13沥青混合料。采用3%ZnO +0.5% TiO<,2>+3.7%SBS纳米复合改性方案进行了浙江S208桐千线K81+700~K82+100段试验路的铺筑,并进行了现场热拌沥青混合料的抽提试验、马歇尔稳定度、流值及冻融劈裂试验。对该试验路的改性方案与传统改性方案进行了经济效益对比分析,发现该项目提出的纳米复合改性方案更适用于持续极端高温地区的道路改性。该项目采用洒水的方式对路面温度进行降温,运用有限元软件ANSYS Workbench在连续7天极端高温天气路面温度场的基础上模拟洒水时间和洒水频率对路面温度场的影响,得出以下结论:AC-20沥青混合料在57℃动稳定度突然快速降低产生突变,确定出车辙预警温度是57℃;洒水能够有效降低路面结构层温度,对于39℃以下的持续高温天气,洒水三次后中面层温度下降到预警温度以下,当天不会再次突破预警温度。当气温持续高于39℃时,每天需洒水四次才能使中面层温度保持在预警温度以下;当中面层温度升高至预警温度时路表温度集中在63℃-66℃之间,当气温高于39℃时洒水两次后该区间有所变化变为62℃-64℃,因此可根据该温度区间判断中面层温度是否达到预警温度,进而对路表进行洒水;对于持续高温天气,早上是否洒水对于路面洒水降温的频率和洒水时间影响很小,可以不用考虑这种因素的影响。
[成果] 1700510461 河南
U414.75 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:该项目是由华北水利水电大学与长安大学联合进行的科技攻关项目,属于交通运输科学领域,主要应用于道路工程领域。发展沥青混合料低碳减排技术是落实绿色公路建设理念、转变公路发展方式、推动公路建设绿色健康发展的重要举措,而传统热拌沥青混合料污染较重是绿色公路建设面临的严峻挑战,该项目基于当前国家发展战略和绿色交通发展需求,针对当前沥青混合料减排技术及其效果评价存在问题,通过调查分析、理论研究、室内外试验、自主研发、工程应用等方式,形成了具有自主知识产权的成套关键技术体系,有力推动绿色公路的发展和绿色交通运输体系战略目标的实现。主要创新性成果如下:1.研发了三种具有热拌减排功效的沥青改性剂,攻克了沥青混合料在热拌热铺情况下如何减少污染排放的技术难题,路用性能改善明显,热拌减排功效显著,污染排放减少可达60%。2.基于协同增效复合改性原理,研制了一种新型的无机复合阻燃剂,开发了相应的温拌阻燃改性沥青应用技术,降低沥青混合料施工温度约30℃,显著改善了施工环境,提高了长大隧道及通道运营安全。3.自主开发了室内污染气体排放量测试装置,提出了一种基于旋转压实试件空隙率法的温拌沥青混合料降温效果评价方法,完善了低碳减排沥青混合料性能评价方法。4.完成了国内外50余项沥青混合料低碳减排技术应用效果及60余条公路沥青混合料施工阶段单位能耗量数据采集,综合大量翔实的试验数据及现场数据,建立了沥青混合料污染气体减排效果量化分级标准与沥青混合料施工机械能耗量分级标准。5.提出了基于层次分析法与区间逼近法的沥青混合料低碳减排评价方法,开发了评价系统软件,创建了低碳减排沥青混合料施工工艺与质量控制方法,为低碳减排沥青混合料技术的推广应用奠定了坚实基础。项目研究成果技术创新程度较高,已获国家授权发明专利9项、实用新型专利4项,计算机软件著作权1项,出版专著2部,在国内外核心期刊发表学术论文12篇,其中9篇被EI检索,研究成果经国内知名专家鉴定,达到国际先进水平。项目研究成果于2014-2016年成功应用于河南省及其他省市道路建设工程中,总计节约工程费用5494万元,路用性能改善明显,减少了公路工程全寿命周期内的资源占用、能源消耗、污染排放和环境影响,经济、社会和环境效益十分显著,具有较强的市场竞争力,符合公路建设绿色发展理念,对于推动绿色交通运输体系战略目标的实现具有重要的意义,应用前景广阔。
[成果] 1700660067 内蒙古
U491.54 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2017
成果简介:1、所属学科领域:公路运输。 2、主要研究内容及结果: (1)交通事件下的速度与安全效率问题研究; (2)平直路段交通事件下的限速问题研究,给出了推荐限速值; (3)交通事件下双向四车道高速公路长大下坡的限速问题研究,给出了限速值计算模型; (4)交通事件下匝道、隧道的限速问题研究,给出了限速方法和不同情形下的推荐限速值; (5)交通事件下层级限速标志设置问题研究,给出了层级限速标志的纵、横向设置方法; (6)交通事件下不同路段限速标志设置位置研究,给出了限速标志设置位置的确定方法。 课题研究了双向四车道和八车道基本路段、长大下坡、匝道、隧道和平曲线发生交通事件时基于安全与效率最优的限速值,层级限速方案和限速标志的设置位置,形成技术报告《交通事件下高速公路限速问题研究》一份,《交通事件下高速公路限速问题研究》图册一册。 3、科学发现及技术创新: (1)分析了速度与安全、效率的关系,确定了安全与效率的表征指标,并提出了安全与效率在限速值计算中的权重分配方法。 (2)建立了不同路段下的元胞自动机模型,能够更好的仿真直线路段与长大下坡路段的车辆运行规律。 (3)基于车辆排队长度、驾驶人短时记忆以及重复距离等因素,提出了高速公路事件区限速标志层级限速值和层级限速标志的设置方法。 4、作用意义:通过交通事件下高速公路限速方案的提出以及限速标志设置位置方法的形成,可以为内蒙古自治区协调交通事件下高速公路交通管制策略及安全运行机制提供理论基础,为安全运行管理提供一定的技术支持;项目的研究及实施有助于提高高速公路车辆运行效率以及其应对各种交通事件的能力;制定交通事件影响区限速方案和限速标志设置位置方案,能够有力地提高整个高速公路通行能力,营造更加安全、高效的安全通行环境,有效地减少交通事件影响程度,降低由于交通事件产生的交通拥挤及时间延误所造成的经济损失。 5、应用推广及取得经济效益: (1)该项目于2014年、2015年分别被吉林省高速公路管理局白城分局、内蒙古好通公路投资有限公司和辽宁陆兴交通建设集团有限公司应用,取得了显著的经济效益。 (2)截止至2013年末,内蒙古自治区公路总里程已达15.7万公里,其中高速公路2365公里,基本实现了连接各个盟市之间的交通联系,打通了与外界的联系的通道。根据用户使用报告在2014年和2015年共产生节支总额220万元,包括降低运输成本费用、节约旅客时间价值、减少事故损失费用、节约车辆燃油费用。 通过上面分析来看,预计未来10年可为国家节约直接经济损失资金大概2200万元。
[成果] 1800100268 广西
U416.041 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:技术领域: 该项目的研究内容属于土木工程范畴,具体属于交通运输工程中的道路工程。 简要背景: 沿海地区高速公路作为地区经济发展的大动脉,对港口货物集疏和物流体系建设发挥着巨大的作用。而沿海地区特殊的环境条件对高等级公路提出了更高的要求,常规的沥青路面无法适应沿海气候环境,出现了较严重的病害,对沿海地区经济建设产生不利影响。 为此,广西交通投资集团有限公司、广西玉港高速公路有限公司与长安大学针对广西沿海地区的高温、多雨、含盐的特殊环境,开展了广西沿海地区盐湿环境下的桥梁沥青路面铺装耐久性研究。 该课题的主要技术内容包括: 沥青-集料界面特性变化规律;沥青混合料桥面铺装的耐久性;沥青混合料组成设计;沥青混合料桥面铺装关键施工工艺。 创新点: 基于水煮法试验、沥青薄膜盐蚀试验和表面能理论的海水与水粘附差的定量计算与评价,揭示了盐湿环境中沥青-集料界面特性变化规律;设计了室内盐湿热循环加速模拟试验,系统研究了盐湿热环境对沥青混合料路用性能、力学性能、疲劳性能的影响规律;基于现场测试与实验室研究,提出了沿海地区桥面铺装耐久性设计中材料和结构的基本要求,在优选材料方面作出了合理化建议。 针对广西沿海湿热环境气候特点,提出了沿海地区沥青混合料桥面铺装施工工艺,作出了示范作用;提出了沿海沥青混合料桥面铺装耐盐蚀技术,并进行了长期性能跟踪观测。 促进行业科技进步作用和推广应用、效益情况: 该课题的研究成果在广西玉林至铁山港高速公路以及六景至钦州港高速公路沿海地区主线大桥、分离式立交桥桥面铺装推广应用。该地区矿产资源和海洋资源丰富,高速公路海产品运输车辆较多,交通繁忙,同时,桥址位于沿海处,桥梁和桥面材料更易受到海水、海风等侵蚀。该课题的研究成果有力的保障了该地区桥的桥面铺装的耐久性,对保证该地区交通顺畅、提高运力具有积极作用。此外,该课题的研究成果对中国其他同类型工程具有良好的参考作用。 社会效益: 拉动广西经济、推进北部湾经济区和中国-东盟自由贸易区建设具有重要意义。 经济效益: 项目再实际运营中,从开通至今桥面没有发生病害,减少养护费用。生态效益可提高沿海工程的使用寿命,减少翻修及养护的作业次数,从而减小施工机具及车辆的运行和工作,从而减小公路工程对自然环境的影响。
[成果] 1700510446 河南
U448.225 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:1.任务来源:《河南省交通运输厅立项(合同编号: 2014K48)》2.应用领域和主要技术内容:该项目是河南省交通运输厅京珠高速公路新乡至郑州管理处、长安大学联合攻关项目,成果属于交通运输工程领域,主要应用于道路交通行业。目前对钢管混凝土拱桥的检测只是针对于拱桥上部结构,现有的技术手段和考虑因素往往也只是局限于上部结构自身,而忽略了下部结构尤其是基础对于上部结构所产生的影响。为此,课题研究在现场调研、现场测试和理论分析的基础上,通过数值仿真,分析在役跨黄河下承式钢管混凝土系杆拱桥桩基础的承载特性,提出适合跨黄河下承式钢管混凝土系杆拱桥桩基础的冲刷、沉降、倾斜等测试技术,建立桩基础安全评价模型,评价桩基础的可靠性,并在此基础上提出下承式钢管混凝土系杆拱桥桩基础的加固处治技术。研究内容为:下承式钢管混凝土系杆拱桥桩基础病害调查和成因分析;下承式钢管混凝土系杆拱桥桩基础的承载特性研究;下承式钢管混凝土系杆拱桥桩基础的测试技术研究;下承式钢管混凝土系杆拱桥桩基础工程可靠性评价研究;下承式钢管混凝土系杆拱桥桩基础加固处治技术研究。3.论文发表、授权专利情况:结合课题研究进展,已发表专著《梁桥加宽桩基础沉降差控制技术及工程应用》一部;公开发表论文16篇,其中3篇EI,5篇CSCD;发表专利10项,1项发明型专利,9项实用新型专利。4.技术经济指标:通过调研京港澳高速郑州刘江黄河公路大桥所在黄河区岩土体特性、地形及水文情况,对在役跨黄河下承式钢管混凝土系杆拱桥基础类型及病害形式进行总结、归类。技术经济指标:(1)分析了拱桥桩基础的承载特性;(2)提出了下承式钢管混凝土系杆拱桥桩基础的测试技术;(3)评价了桩基础工程的可靠性;(4)提出了桩基础的加固处治技术。5.应用推广及效益情况:项目研究成果对在役跨黄河下承式钢管混凝土系杆拱桥桩基础设计与施工的有效指导,将极大提高对公路的总体评价,可保障京港澳高速京港澳高速郑州刘江黄河公路大桥实体工程运营期间的安全,具有重要的理论意义和工程实用价值,具有巨大推广应用前景。项目研究成果直接应用于京港澳高速郑州刘江黄河公路大桥桩基础的加固设计与施工过程中,为确保郑州刘江黄河公路大桥的加固和养护提供了可靠的技术保障,节约加固投资约6000万元。有效指导了依托工程的加固设计方案,最大限度满足了加固设计方案的经济性与合理性,其社会效益、经济效益显著。
[成果] 1800100100 广西
TG174.453 应用技术 金属表面处理及热处理加工 公布年份:2017
成果简介:微弧氧化技术是在轻金属表面通过高电压原位击穿氧化的表面陶瓷化防护技术,被广泛应用于航空航天、汽车、机械和其他民用工业中。技术在极端应用环境、原位显色多样性、节能降耗和应用领域拓展方面仍有较大的提升空间。该项目在国家自然科学基金和广西科学研究与技术开发计划等项目的支持下,围绕工艺技术难点进行攻关,在复合陶瓷层制备工艺、原位显色多样性和工艺过程装置三个核心关键技术方面取得了多项发明创造。 采用常规微弧氧化工艺制备的陶瓷层受技术特性限制,陶瓷层外层结构多孔疏松,维氏硬度多为800-1500HV,无法适应特殊构件的高速冲击载荷摩擦环境。项目组有针对性地发明了相关工艺体系,制备了硬度达2000HV的TiAlAl2O3、ZrO2复合陶瓷层,陶瓷层与基体结合强度高,能够显著提高服役材料的耐冲击、耐磨损性能,尤其适用于周期性运动构件。另一类微弧氧化复合陶瓷层主要面向医用抗菌领域,发明了载银复合抗菌陶瓷层,兼具优良机械性能和高度抗菌性。 现有原位制备显色工艺制成的微弧氧化陶瓷层多为灰白色系和黑灰色系,项目组通过使用多种添加剂并调控电解液参数,发明了绿色系和黄色系微弧氧化陶瓷层的制备工艺,其中军绿色陶瓷层具有较高的应用价值,它耐磨耐蚀性好、色泽均匀、稳定性好,特别适用于军用产品的伪装需要。 为适应工业批量化微弧氧化生产需要,采用快速装夹技术思想,发明了适用于回转体工件微弧氧化处理的阴极工具装置,该装置既能实现同类型不同规格回转体工件的快速处理,又能极大减小整体工件处理时的单位面积,大幅度降低处理电流,节约电能。同类发明还有可调极距式微弧氧化电极夹具,通过调节阴极夹具与阳极工件之间的距离,有效降低电解液阻抗,节约电能;一种基体试件和阳极棒的连接装置,旨在发明一种快速连接工装夹具,同时保证微弧氧化工件处理后表面无损。 该项目获授权知识产权22件,其中国家发明专利18件,实用新型专利4件。发表与项目内容相关的学术论文35篇,其中SCI/EI收录论文16篇。研究成果已在广西、陕西等地多家企业应用,使其产品表面防护性能大幅度提升,取得了明显经济和社会效益。近三年来,为企业增加销售收入及降耗节支达22366.3万元。
[成果] 1700640301 云南
U414.75 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:中国“十三五”发展规划中对交通行业的节能减排提出了新的要求。规划中为积极应对全球气候变化,把大幅降低能源消耗强度和二氧化碳排放强度作为约束性指标,有效控制温室气体的排放,合理控制能源消耗总量。同时,交通运输部公路养护“十三五”发展纲要中,高速公路、普通国省道废旧路面材料回收率分别达到l00%、98%,循环利用率分别达到95%、80%以上。沥青路面维修改建面临着艰巨的任务,采用合适的新技术、新材料、新工艺,进行科学合理的维修,提高路面使用品质,延长使用寿命,是面临的迫切任务。然而近年来开展再生利用技术,大部分是利用旧沥青混合料做基层或者下面层使用,用于上面层较少。鉴于此,该项目通过对微表处混合料技术特性的研究,开发出掺加再生料的微表处混合料并将其用于高速公路沥青路面的维修养护工程。该联合攻关项目由云南省交通运输厅主持,云南公投建设集团有限公司承担,长安大学参加,三方联合攻关。 主要技术内容包括:(1)再生微表处配合比设计研究;(2)再生微表处混合料技术性能研究;(3)基于MMLS3试验的微表处混合料长期性能检验;(4)再生料对微表处混合料的改性机理分析;(5)再生微表处混合料技术经济效益分析;(6)再生微表处混合料试验路铺筑。 具体技术指标包括:(1)提出基于扭剪试验的再生微表处混合料配合比设计方法。包括乳化沥青优选标准、和易性评价方法、乳化沥青用量确定方法的整套配合比设计方法;(2)揭示再生微表处强度形成机理,包括RAP与乳化沥青融合技术状况的判定及RAP与乳化沥青粘接性能的研究;(3)降低0.5%的改性乳化沥青用量,减少新集料用量,减少环境破坏并降低养护成本,减少土地占用,推行低碳经济;(4)优化研究,提高再生混合料用量,实现RAP30%~50%。 经济指标为:实现再生料的掺配比例为30%~50%,降低0.5%的改性沥青用量,节省经济成本10%左右。 项目所获成果:已受理发明专利一项,发表ISTP论文一篇,施工技术指南立项一部。项目研究成果已成功应用于云南永武高路公路、云南平锁高速、云南思小高速的路面病害处治工程,累计应用里程达250.366公里,处治面积2879209m2,产生经济效益409.59万元。
[成果] 1800070263 河北
U457.2 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:所属科学技术领域:隧道及地下工程领域。 技术研究内容及成果:鉴于国家发改委和交通运输部颁发的《中长期铁路网规划》和《交通基础设施重大工程建设三年行动计划》,交通基础设施建设是中国最近一段时期经济发展的重要引擎,同时也是国家“一带一路"发展战略的重要组成部分。隧道是公路、铁路等交通基础设施的重要构成,已逐渐向自然条件恶劣的高纬度或高海拔的寒冷地区延伸。在气候严寒、围岩裂隙水丰富两大客观因素影响,以及设计考虑不足和施工质量不达标等主观因素下,隧道冻害频繁发生,故对严寒环境下隧道防排水及防冻综合技术研究显得异常迫切。通过多方协作攻关,采用建立理论计算模型、推导新型计算方法、开发新材料和新工艺等手段,对寒区隧道渗流场规律、冻胀力特征、温度场规律、防排水技术、主动供热防冻方法等主要方面进行研究。 1.开展系统的数值模拟正交试验,揭示了隧道长度、主导风风速、洞外温度、围岩初始温度、隧道横断面型式和主导风等因素对寒区隧道温度场分布的影响规律。 2.鉴于列车活塞风影响,考虑高速铁路隧道交通的高速度和大密度,以及洞口保温层防冻效果不理想,提出严寒地区不同长度高速铁路隧道的保温层合理铺设范围。 3.揭示了隧道开挖、围岩及支护渗透特性对地下水位的影响规律,提出冻胀压力的约束冻胀模型和理论分析公式,以及衬砌结构刚度的荷载结构模型求解方法。 4.基于地下水渗流场规律、水位标高及冻胀力计算理论,结合寒区隧道运营期间衬砌的冻胀偏压影响,优化了隧道洞口段结构设计,避免了冻害迸发症,建立隧道洞口段的防冻、抗冻技术体系。 5.提出寒区隧道“先堵水减少水、后防水不漏水、加保温不冻水”的防冻新理念,开发了先进的机械式密封塞注浆技术和“环向张拉法”新技术;提出中央深埋排水沟保温出水口的施工方法和渗井作为保温出水口排水新思路,形成了一套先进的寒区隧道防排水系统“堵、防、排”综合施工技术。 6.基于寒区隧道衬砌无缝-无水-无冻胀-无破坏的逻辑关系,通过系统改进衬砌台车及钢筋定位台架、优化洞门浇筑技术、减少环纵向浇筑次数、优化通风方式、提高混凝土自身性能、开发保温防水层工艺、创新工装、升级冬施混凝土拌合技术等方式,建立寒区隧道衬砌裂缝综合控制技术。 7.提出寒区隧道主动供热防冻新方法;建立寒区隧道主动供热防冻理论模型,推导了寒区隧道主动供热系统的保温层厚度和长度修正的计算方法,提出一种考虑时间积分效应的寒区隧道主动供热防冻系统发热功率的计算公式;二次开发了寒区隧道主动供热防冻系统温度场有限元分析的专用模块;提出了一种采用纯机械结构方式的温控电路。 项目获国家发明专利7项、实用新型专利3项,发表论文20篇。研究成果在吉图珲客专、京张客专崇礼段、赤喀铁路、长春至珲春高速公路、宁夏固西高速公路等大型隧道工程中得到应用和推广,既节约了直接投资又保障隧道安全运行,经济、社会效益显著。
[成果] 1700390188 青海
[U416.217, U416.04] 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:该项目针对高寒地区气候及材料特点,系统开展了废旧沥青路面材料就地热再生技术研究。创新性的将改性剂A用于再生沥青混合料,显著提升了再生沥青混合料的高、低温及水稳定性,有效保证了再生沥青混合料在高寒地区的应用。研究了旧料保温温度、再生剂加热温度、拌合时间及投料顺序等因素对再生沥青混合料性能的影响,据此提出了适用于当地特点的施工工艺及质量控制方案,并编制了《高寒地区废旧沥青混合料就地热再生施工技术指南》。发表论文5篇,授予专利2件。利用所得技术在西宁周边多条高等级公路大量应用,累计工程量达226万平方米,节省数千万施工及材料费用,并且该研究为未来青海省多种复杂地区沥青路面热再生提供基础技术参考。成果达到国内领先水平。
[成果] 1800030193 青海
U457.3 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:该课题通过对东垣隧道饱和软土地质条件下隧道基础加固、边仰坡防护、结构设计、施工工艺进行了系统的研究。课题的主要研究成果,如饱和软土隧道基础加固技术,饱和软土边坡防护技术,竖向旋喷桩结合水平旋喷桩,饱和软土隧道暗洞结构设计等技术在类似地质条件下,以及湿陷性黄土、软塑围岩等地质条件下的隧道工程具有广阔的应用前景。特别是隧道基础加固技术,非常好的兼顾了工程的实际需要和工程造价之间的关系,造价较小,效果良好。 成果达到国际先进水平。
[成果] 1700640296 云南
U418.6 应用技术 道路运输辅助活动 公布年份:2017
成果简介:主要技术内容: 该项目研究开发了两种不同的沥青路面抗凝冰技术,以解决冬季寒冷地区的行车安全问题。(1)研究开发了成熟可靠的智能化的路面凝冰预警系统,并使之与内置碳纤维发热融冰方案有机结合,成为一种智能化的沥青路面融冰化雪系统。可以实现提前2小时自动预警路面凝冰,并自动启动路面内置碳纤维体系通电给路面加热,从而预防路面凝冰,在预警系统判读路面解除凝冰危机后,则自动给碳纤维融冰系统断电,节约电能,从而真正意义上形成一种智能化的沥青路面融冰化雪系统,有效解决了沥青路面冬季凝冰的问题。(2)研究开发了环保、缓释型的具有较长功能耐久性的抗凝冰剂和抗凝冰沥青混合料,铺筑了具有自融冰效果的抗凝冰沥青路面;其能防止路面凝冰,提高行车安全性,通过室内模拟是试验研究,其功能耐久性可达8年以上,且不会像普通的抗凝冰改性剂一样对桥梁结构物造成损害。 授权专利情况: 1、《路面凝冰预警时间的预测方法及预测系统》(受理号:201410331250.3)。2、《一种沥青路面智能融冰化雪系统》(专利号:ZL 2016 2 0811486.1)。 技术经济指标: 1、开发了一种智能化的沥青路面融冰化雪系统。该系统的凝冰预警准确率达85%,防止路面凝冰效果100%。可以实现提前2小时自动预警路面凝冰,并自动启动路面内置碳纤维体系通电给路面加热,从而预防路面凝冰,在预警系统判读路面解除凝冰危机后,则自动给碳纤维融冰系统断电,节约电能,有效解决了沥青路面冬季凝冰的问题。 2、开发了环保、缓释型的抗凝冰改性剂,可将冰点降低至-20℃;开发的抗凝冰沥青混合料具有良好的自融冰效果,铺筑的抗凝冰路面功能耐久性达8年以上。以上两种路面抗凝冰技术,可以最大限度的降低因冰雪造成的道路交通事故。 应用推广及效益情况:1、2014年12月,项目组在麻昭高速公路冬季易结冰的左幅铺筑了1120m抗凝冰沥青混合料AC-13试验路。 2、2014年12月,项目组在麻昭高速公路左幅上高桥隧道出口与打堡寨2#隧道之间铺筑了共计48m(扣除桥梁伸缩缝后)的基于碳纤维发热线的智能化融冰化雪系统试验路。 3、2014年9月,项目组在G213线昭通小凌子口段铺筑了1.5km抗凝冰沥青混合料AC-13试验路。 产生的经济效益:每段试验路每年减少由于凝冰问题造成的直接经济损失约为29.8万元。而因提高行车安全和道路通畅率所获得的社会经济效益则无法估量。
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