1、2016年度安徽省科學技術獎推薦項目公示內容（科技進步獎）項目名稱高速公路泥化透水性泥巖路基修筑關鍵技術項目簡介1、項目背景安徽省北沿江馬巢高速公路及泛巢湖地區普遍發育泥巖，泥巖具有抗壓強度低、透水性強、遇水易泥化、崩解等特點，容易引起路基沉降、邊坡溜坍、路基翻漿等工程地質問題。廢棄泥巖不僅污染環境，而且將帶來大面積的取土場及棄土場，工程造價大幅提高。為解決泥巖是否能作為路基填料、如何作為路基填料、應采取何種措施問題，特成立課題組進行高速公路泥化透水性泥巖路基修筑關鍵技術的研究。2、主要研究內容及核心專利主要研究內容：泥巖基本物理特性、路用性能研究；泥巖技術分級方法及其標準研究；泥巖路基填筑優

2、化組合施工方案；泥巖路堤沉降控制標準和措施；泥巖路基高邊坡穩定性分析和安全防護關鍵技術；泥巖路基典型斷面設計；泥巖路基施工技術指南。研究成果被同行知名專家鑒定為“達到國內領先水平”，獲得與本項目相關專利授權5項，另有4項專利處于實質審查階段，獲得學術論文9篇。針對泥巖路基修筑的問題，項目核心專利如下：提出了“一種治理橋頭跳車的過渡路基”（授權發明專利號：ZL20101 0560364.7），基本解決了泥巖段路基路面沉降導致的橋頭跳車問題，完善了公路路基填筑的施工技術體系。提出了“一種用于確定沖擊碾壓最佳松鋪厚度的方法”（申請發明專利號：201510309355.3）和“一種利用沖擊碾壓形成的多

3、填料層路基結構”（授權實用新型專利號：ZL201520389473.5），有效避免了盲目增加沖擊輪的質量或碾壓遍數以提高壓實度的方法，節省工程造價，延長泥巖路基使用壽命。提出了“一種泥巖填方路基結構”（授權實用新型專利號：ZL201520929579.X）和“一種泥巖填方路基結構及其施工方法”（發明專利申請號：201510805963.3），有效地提升路基整體穩定性和強度，較少路基的不均勻沉降，保證路基修筑的工程質量。3、技術創新通過大量泥巖物理特性和力學性能測試；依據現行規范，提出了基于物理特性與路用性能的泥巖分類方法和分級標準。提出了“破碎機+羊足碾+三層填筑振壓+沖擊補壓”的最佳組合壓實

4、技術，創新了根據沖擊壓路機機具質量確定土體最佳分層補壓厚度的方法。建立了路基深度、粘土封水層厚度、雨后路基晾曬時間以及泥巖風化程度與路基含水率的預估模型，創新了泥巖路基封水過渡層典型結構及關鍵施工技術。從壓實度、路面結構層附加應力、坡度、舒適度四個方面提出泥巖路基差異沉降度控制標準及治理泥巖路基橋頭跳車的過渡結構，構建基于多層次分析方法的邊坡穩定影響因素權重確定模型。4、經濟效益項目研究成果已成功應用于北沿江高速公路一期馬鞍山至巢湖段，通過科學合理利用泥巖填料，節省路基填料84.47萬方，產生直接經濟效益3693.18萬元，節約工期約90余天。項目研究成果正服務于北沿江高速公路二期巢湖至無為段

5、，從2014年至今，節省路基填料42.34萬方，已產生直接經濟效益2317.12萬元，預計竣工后將獲得直接經濟效益4832.93萬元。5、應用推廣情況本項目研究成果已成功應用于北沿江高速公路一期馬巢段和二期巢無段，已產生顯著的經濟和社會效益，直接經濟效益仍在持續增長中，馬巢段通車兩年來，泥巖段路基路面使用性能良好，未見任何病害和不穩定跡象，研究成果不僅可應用于安徽，還能為全國泥巖段公路建設提供科學指導。主要完成單位及創新推廣貢獻主要完成單位創新及推廣貢獻安徽省交通控股集團有限公司項目負責單位，籌措研究資金，組織制定總體技術路線，全面負責課題的組織與管理，協調項目實施，并負責提供研究資料。成功地

6、將項目的研究成果在北沿江高速公路馬巢段第23路基合同段進行推廣應用，目前正在應用于北沿江高速公路二期巢湖至無為段。對泥巖的力學性能和路用性能進行了系統研究，揭示了馬巢段泥巖的物理特性和路用性能，并進行技術分類和分級，提出了相應的處置措施。通過試驗段鋪設粘土封水層的試驗，建立了路基深度、粘土封水層厚度、雨后路基晾曬時間以及泥巖風化程度與路基含水率的預估模型，提出了泥巖路基封水過渡層典型結構及施工控制要求，并提出“破碎機+羊足碾+三層填筑振壓+沖擊補壓”組合壓實技術。提出了“一種泥巖填方路基結構”（授權實用新型專利號：ZL201520929579.X）和“一種泥巖填方路基結構及其施工方法”（發明專

7、利申請號：201510805963.3），有效地提升路基整體穩定性和強度，較少路基的不均勻沉降，保證路基修筑的工程質量。根據現場沖擊壓實試驗研究，得到了沉降量、壓實度、土基回彈模量隨壓實遍數的變化規律，提出了沖擊壓實施工工藝和泥巖路堤沉降控制標準。對第1、2、3創新點做出重大貢獻。合肥工業大學項目研究的主要技術依托單位，制定總體研究技術路線；對科研的方向、創新點起到總體把關的技術作用。通過密度實驗、液塑限實驗、顆粒分析與破碎試驗、崩解與膨脹率實驗、擊實實驗、承載比實驗、單軸抗壓強度、泥巖回彈模量實驗等，揭示了馬巢段泥巖的物理特性和路用性能，并進行技術分類和分級，提出了相應的處置措施。依據現場重

8、型、輕型動力觸探試驗測試，得到振動碾壓遍數與動力觸探錘擊次數間關系，提出了泥巖路基密實度分類標準和路基壓實控制標準，針對互通式立交橋頭路段的路基差異沉降，提出了“一種治理橋頭跳車的過渡路基”（授權發明專利號ZL201010560364.7），基本解決了泥巖段路基路面沉降導致的橋頭跳車問題。針對人為選定及控制碾壓厚度所存在的問題，提出了“一種用于確定沖擊碾壓最佳松鋪厚度的方法”（申請發明專利號：201510309355.3）和“一種利用沖擊碾壓形成的多填料層路基結構”（授權實用新型專利號：ZL201520389473.5），有效避免了盲目增加沖擊輪的質量或碾壓遍數以提高壓實度的方法，節省工程造價

9、，延長泥巖路基使用壽命。從壓實度、路面結構層附加應力、坡度、舒適度四個方面提出泥巖路堤差異沉降度控制標準，構建了基于多層分析方法的邊坡穩定影響因素權重確定模型，確定了14個影響因子在邊坡穩定性評價中的權重值。依據邊坡穩定監測得到了應力、應變隨時間、邊坡高度的變化規律，對第1、2、4創新點做出重要貢獻。推廣應用情況泥巖作為路堤填料，有效解決了泥巖發育段筑路材料短缺和泥巖大量換填占用耕地、污染環境等問題。研究成果的成功應用為泥巖發育地區高速公路征地取土困難和占用耕地、污染環境等問題提供了一條新的有效解決途徑，具有較好的工程推廣應用價值。研究成果已成功應用于北沿江高速公路一期馬鞍山至巢湖段，節省路基

10、填料84.47萬方，節省工期90天，產生了巨大的經濟和社會效益，合計節約工程投資費用3693.18萬元，在土地、環保、農業等方面產生間接經濟效益2.12億元。北沿江高速公路馬鞍山至巢湖段通車兩年以來，泥巖段路基路面使用性能良好，未見任何病害和不穩定跡象。為全國泥巖發育段的公路建設提供參考，做到有章可循。本項目成果正在應用于北沿江高速公路二期巢湖至無為段，巢無段路基01標及04標已經節省路基填料42.34萬方，節約工期140天，已獲經濟效益2317.12萬元，預計竣工后獲得經濟效益4832.93萬元，該項目研究成果滿足安徽省公路建設的需要，提高了泥巖路基施工質量，大大降低泥巖沉降及邊坡滑塌等工程

11、問題出現的概率，同時發展和完善了泥巖路基設計及施工的成套技術體系。主要完成人情況表姓名技術職稱工作單位完成單位對本項目技術創造性貢獻曾獲科技獎勵情況陳發根高工安徽省交通控股集團有限公司安徽省交通控股集團有限公司負責項目的總體協調以及技術路線的制定，對第1、2、3創新點做出重大貢獻。具體見附件1核心知識產權證明中專利4、5，以及附件6中學術論文1、3。1、“公路泥巖路基修筑關鍵技術研究”，2015年安徽省交通科技進步獎二等獎，編號：2015-2-9-R1；2、主持并參與研究的“通透式拱梁傍山隧道修建技術研究”獲得省政府科學技術二等獎；3、參與修建的“六武高速中大別山隧道群”，獲得第十一屆中國土木

12、工程詹天佑獎；4、參與主持的“銅（陵）黃（山）高速公路湯口至屯溪段高邊坡穩定性及支護設計優化系統研究”，獲得中國公路學會科學技術一等獎。劉凱副教授合肥工業大學合肥工業大學全面負責本課題的研究工作，對第1、2、3、4創新點均做出重大貢獻。具體見附件1核心知識產權證明中專利2、3、4、5、6，以及附件6中學術論文1、3。1、“公路泥巖路基修筑關鍵技術研究”，2015年安徽省交通科技進步獎二等獎，編號：2015-2-9-R2；2、“發熱電纜快導融冰雪橋面鋪復合功能層施工技術研究”，中國公路建設行業協會2014年公路工程科技創新成果二等獎，編號：2014-2-10；3、第八屆全國大學生交通科技大賽指導

13、作品獲“三等獎”：環保型融冰雪路面系統實現及其負荷能力設計；李潤清高工安徽省交通控股集團有限公司安徽省交通控股集團有限公司技術負責人，對第2、4創新點做出重大貢獻。具體見附件1核心知識產權證明中專利4、5，以及附件6中學術論文4。“公路泥巖路基修筑關鍵技術研究”，2015年安徽省交通科技進步獎二等獎，編號：2015-2-9-R3。姚春江高工安徽省交通控股集團有限公司安徽省交通控股集團有限公司負責模擬分析，試驗研究，對第2、3創新點做出貢獻。具體見附件1核心知識產權證明中專利5，以及附件6中學術論文8。“公路泥巖路基修筑關鍵技術研究”，2015年安徽省交通科技進步獎二等獎，編號：2015-2-9

14、-R9陳自福高工安徽省高速公路控股集團有限公司安徽省高速公路控股集團有限公司參與施工技術研究，通過系統分析影響邊坡穩定性的多個因素和模擬計算邊坡坡度、降雨強度、錨桿對邊坡應力、位移的影響規律，構建了基于多層分析方法的邊坡穩定影響因素權重確定模型，對第2、3創新點做出重大貢獻。楊新蘇高工安徽省高速公路控股集團有限公司安徽省高速公路控股集團有限公司負責模擬分析，試驗研究，對第2、3創新點做出貢獻。具體見附件1核心知識產權證明中專利5，以及附件6中學術論文8。孫志彬講師合肥工業大學合肥工業大學建立模型，數值仿真，具體負責邊坡穩定性模擬分析的研究，對第2、4創新點做出重大貢獻。具體見附件1核心知識產權

15、證明中專利2、3、6，以及附件6中學術論文6、9。1、“公路泥巖路基修筑關鍵技術研究”，2015年安徽省交通科技進步獎二等獎，編號：2015-2-9-R52、“高速鐵路淺埋小凈距大跨度隧道群關鍵技術研究”，中國鐵路工程總公司科學技術一等獎。馬天高工安徽省高速公路控股集團有限公司安徽省高速公路控股集團有限公司試驗研究，整理資料。依據現場重型、輕型動力觸探試驗測試，得到振動碾壓遍數與動力觸探錘擊次數間關系，提出了泥巖路基密實度分類標準和路基壓實控制標準。對第1、2創新點做出貢獻。董滿生副教授合肥工業大學合肥工業大學技術顧問，力學試驗負責人，對第1、4創新點做出重大貢獻。具體見附件1核心知識產權證明

16、中專利1，以及附件6中學術論文7。1、“公路泥巖路基修筑關鍵技術研究”，2015年安徽省交通科技進步獎二等獎，編號：2015-2-9-R82、“磷石膏在公路路基路面中的應用技術研究”，2004重慶市科學技術獎（科技進步獎）三等獎。徐良工程師安徽省高速公路控股集團有限公司安徽省高速公路控股集團有限公司主要負責施工技術研究和項目的總體協調，對第1、2創新點做出重大貢獻。具體見附件1核心知識產權證明中專利5。主要知識產權目錄（不超過10件）知識產權類別知識產權具體名稱國家（地區）授權號授權日期證書編號權利人發明人發明專利有效狀態發明一種治理橋頭跳車的過渡路基中國ZL 2010 1 0560364.7

17、969708合肥工業大學董滿生；趙佳佳；侯超群；鄭小燕；胡晴；余志平授權實用新型一種利用沖擊碾壓形成的多填料層路基結構中國ZL 2015 2 0389473.54638911合肥工業大學劉凱；盧林；王芳；陳發根；孫志彬；李潤清；張明偉授權發明一種用于確定沖擊碾壓最佳松鋪厚度的方法中國ZL 2015 1 0309355.3合肥工業大學劉凱；盧林；王芳；陳發根；孫志彬；李潤清；張明偉授權實用新型一種泥巖填方路基結構 中國ZL 2015 2 0929579.X安徽省交通控股集團有限公司李潤清；劉凱；陳發根；于春江；康家鼎；姚春江授權發明一種泥巖填方路基結構及其施工方法中國安徽省交通控股集團有限公司李潤清；劉凱；陳發根；于春江；康家鼎；周基群；姚春江；張衛華；徐良；