申报山东省科学技术进步奖项目公示材料

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1、申报山东省科学技术进步奖项目公示材料一、项目名称:黄河中下游粉土工程特性与路基长期性能保障技术二、推荐单位意见:黄河冲淤积土占山东省总面积的34%，该项目面向黄河中下游道路建设中存在的环境负荷重、能源效率低、资源瓶颈制约等共性问题，以黄河冲淤积粉土特殊性能判识与表征为基础，经过10多年产学研联合技术攻关和大规模的工程应用，构建了黄河冲淤积地区粉土特征分析方法和理论体系，打破了目前相关研究碎片化、关键科学问题未突破的现状，为黄泛区路基设计、施工和维护提供了理论基础；创造性地提出了黄河冲淤积地区地基工后变形控制和路基填筑和长期性能维护8项技术，研发了全寿命周期黄河冲淤积粉土路

2、基全方位安全监测、诊断与预警系统。形成了一整套黄河冲淤积粉土路基长期性能保障技术体系。项目攻克了黄河冲淤积地区粉土路基长期性能保障的技术难题，成果应用于荣乌高速、青银高速等26条新建和拓宽高速公路工程，产生直接经济效益45091.9万元。对照2017年山东省科学技术奖励条件，山东省交通运输厅推荐该项目申报山东省科技进步一等奖。三、项目简介:本项目所属领域为交通运输工程。黄河中下游的频繁泛滥形成了广袤的黄河冲淤积平原，仅在山东就占国土面积的34%。在该地区建设高速公路面临优质填料匮乏和生态脆弱两大挑战。作为不良的筑路材料，黄河冲淤积粉土毛细作用和冻敏性强烈，水稳定性、抗冲刷

3、性以及动稳定性差。传统的路基修建技术使得路基的长期性能得不到有效保障，持续的“桥头跳车”和反复的路基翻浆和边坡滑塌等工程恶疴严重影响了道路的安全运营和快速畅通。本项目以黄河冲淤积粉土特殊性能判识与表征为基础，以适应黄河冲积平原特有的气候条件和地质地理环境为重点，以提升该地区粉土路基长期使用性能为目标，在多项国家基金和山东省杰出青年基金资助下，经过10多年产学研联合技术攻关，形成了黄河冲淤积粉土路基长期性能保障技术体系。项目主要创新成果如下：（1）基于自主研发的现场交通荷载模拟装置，揭示了交通荷载作用下黄河冲淤积粉土物性变异规律和液化翻浆机制，提出了交通荷载引起的长期累积沉

4、降现场预测方法，建立了冻融循环引起的动强度损伤演化模型；通过大型模型试验揭示了粉土路基毛细上升引起的路基土强度衰变规律，以及粉土路基边坡冲刷淘蚀机制。构建了完善的黄河冲淤积粉土路基长期性能演变理论体系，为路基长期性能保障提供了理论基础。（2）创建了适用于黄河冲淤积地区的地基变形控制技术体系，包括透水混凝土桩复合地基技术、新建或拓宽高填方路基后处理技术、高矿化度地区水泥土桩长期承载性能预测和耐久性技术及振动液化地基强夯加固技术。有效解决了郯庐地震带附近高路基的抗震难题，桥头路基工后沉降控制在了规范规定最大沉降标准的20~30%，基本消除了“桥头跳车”现象。（3）提出了与黄河

5、冲淤积粉土级配特征相匹配的路基压实工艺，建立了二灰（石灰-粉煤灰）稳定粉土底基层耐久性配合比设计方法，路基压实能耗降低40%多，基本消除了春融期翻浆现象；提出了嵌固式土工格栅边坡防冲刷生态护坡技术及过湿路基袖阀管劈裂注浆加固技术，实现了路基边坡浅层和深层一体化防护，以及道路长廊生态快速修复与全服役期低成本护理的有效结合。(4)研制了兼具变形自感知和加固功能的智能土工合成材料，与传统测试手段相比，应变测试量程提高10倍以上，实现了全寿命周期路基内部变形的分布式监测；在此基础上构建了基于大数据驱动的北斗高精度路基大变形远程自动监测系统，测试精度达2mm，解决了路基内、外部变形

6、立体监测与安全预警难题。项目授权发明专利32项；发表学术论文105篇，其中SCI/EI检索55篇；出版著作5部；编制国家标准1项，交通行业标准2项，地方规范和指南4项；项目成果应用于荣乌高速、青银高速等26条新建和拓宽高速公路工程，产生直接经济效益45091.9万元。引领了黄河中下游冲淤积地区交通基础设施建设领域的科技发展，对推动山东省“黄蓝”国家战略经济区的发展和保障京津冀经济圈和长三角经济带之间南北大通道的畅通做出了重要贡献。一、客观评价：(1)科技鉴定评价2017年在中科合创（北京）科技成果评价中心主持下，杜彦良院士等国内外岩土工程和道路工程领域专家对项目进行了总体

7、评价，认为“项目总体研究水平达到了国际先进水平，其中所研发的透水混凝土桩地基加固技术和具有加固与传感于一体的塑料土工合成材料达到国际领先水平”。2010年在山东省交通厅主持下，科学院院士宋振骐教授等专家对项目组研究的山东省交通科技项目“交通荷载作用下软弱土地基的变形和稳定性研究”进行了鉴定，认为“研发了交通荷载现场模拟装置，建立了交通荷载作用下黄河冲淤积粉土地基和路基的累积沉降预测模型，研究成果总体达到国际先进水平”。2007年在山东省科技厅主持下，专家组对项目组研究的山东省科技攻关项目“黄泛区高速公路修建中几个关键技术的研究