“全国市政行业市政工程科学技术奖”获奖项目展示--滨海软土区高速公路改扩建工程成套技术研究

    “滨海软土区高速公路改扩建工程成套技术研究”项目于2009年10月立项，2011年4月完成并通过了天津市高新技术成果转化中心组织的成果鉴定。项目研究主要由天津市市政工程研究院、天津市市政工程设计研究院、天津市市政工程建设公司、天津经济技术开发区基本建设中心、天津市公路工程总公司等单位合作完成。

    该研究项目成果获2012年度“全国市政行业市政工程科学技术奖”一等奖。该研究成果适用于滨海软土区高速公路改扩建工程建设。

改扩建前的津滨高速路

 

    项目研究主要内容

    该项目研究开发内容涵盖滨海软土区高速公路改扩建所有领域，包括交通组织与施工管理、路基拼接关键技术、桥梁拓宽拼接技术、新技术及新材料等方面，该研究项目的主要内容如下。

    1）根据高速公路改扩建工程与桥梁日常养护的差异性，开展津滨高速公路桥梁承载能力评定技术应用研究，提出了桥梁检测的流程以及综合评定技术；开展津滨高速公路桥梁混凝土耐久性应用研究，提出了混凝土耐久性的保障技术以及既有桥梁混凝土耐久性的提升技术，达到了新、旧结构耐久性的统一；针对新桥的混凝土收缩、徐变、基础沉降等因素对连接部位次生应力进行系统分析，研究了的新旧结构的合理连接时机和允许沉降量；针对新旧桥梁基础不均匀沉降问题，开展了桩底压浆技术控制基础沉降的应用研究。

改扩建后的津滨高速路

 

    2）系统开展了的滨海软土勘探调查，提出了基于DCP检测法的旧路基削坡厚度设计方法；分析评价桥头高填方地基土的物理力学性质，与拓宽拼接段路基工程性质土进行对比分析；对改扩建工程涉及不同填土高度、不同扩建宽度的软土路基处理，开展了钉形水泥土双向搅拌桩复合路基处理技术研究、预应力管桩软土路基处理技术研究；通过开展新旧路基土工格栅拼接技术试验研究，提出了土工格栅合理的类型以及基于拓宽车道数的土工格栅拼接设计方法；基于技术经济角度提出预应力管桩作为处理深厚软基技术及其最终沉降量预测的计算方法。利用现场监测数据进行拓宽路基沉降性状研究；编写天津滨海软土区的道路拓宽路基沉降控制标准。

    3）针对津滨高速公路改扩建工程，系统开展废旧路面材料再生利用、设计方法以及技术性能研究，提出了GTM法胶粉改性沥青混合料和温拌沥青混合料、基于振动成型的水泥稳定碎石和水泥冷再生基层材料、水泥冷再生沥青面层材料和泡沫沥青冷再生混合料设计方法；提出了提出响应的路面结构设计参数；提出沥青面层和半刚性基层以及冷再生结构层的施工工艺和质量控制技术。

    4）从决策、设计、管理、效果四个方面，开展改扩建工程交通组织管理研究，创新性提出“潮汐式”交通组织方案；基于精细化管理、关键链等先进管理思想，提出高速公路改扩建精细化协同管理模式、工期控制措施、工期和质量协调控制方法、安全管控及标准、工程质量控制管理办法以及精细化管理的评价系统。

津滨高速沥青路面摊铺施工现场

 

    关键技术及创新点

    该项目的关键技术及创新点主要有以下几个方面。

    1）国内外首次提出了了基于DCP检测手段的旧路基削坡设计方法和PTC桩基"二次复合"沉降量预测方法及土工格栅的选型与拼接设计技术指标。

    2）首次提出了新旧桥梁上部结构最佳的拼接时机及开发应用了混凝土新型排盐防护技术，保证了新旧桥梁的耐久性协调一致。

    3）首次提出了基于振动成型的再生基层材料的设计方法及质量控制标准及基于耐久性的软土地区高速公路改扩建工程沥青路面结构设计方案。

    4）国内外首创高速公路改扩建"潮汐式"交通组织方式，首次提出基于工业工程理论的施工精细化管理模式、体系及方法。 

    5）依托津滨高速改扩建工程，集成应用了桩底压浆、高性能混凝土、GTM温拌胶粉改性沥青混凝土、液态粉煤灰、泡沫轻质土、沥青混合料质量实时监控系统、全宽度摊铺等多项新技术。

津滨高速路收费站

 

    项目应用成果与效益

    经济效益 该项目成果应用于津滨高速公路改扩建工程后，在节约工程投资费用方面所产生的直接经济效益达20390万元，其中：1）采用路基关键技术课题研究成果节省大量土方及路基深层处理费12732.4万元。2）采用桥梁拓宽拼接技术课题成果节省大修费与桩基处理费838.7万元。3）采用新技术与新材料节省材料费3589.0万元。4）采用交通组织与施工管理课题研究成果实现了"不破绿、不断交"，节支3230万元。

    社会效益 该项目成果的社会效益体现在以下几个方面。

    1）该项目成果填补了我国滨海软土区高速公路改扩建工程技术方面的空白，为全国软土高速公路改扩建工程起到积极示范作用，对我国实现交通可持续发展起到重要的技术支撑。

    2）该项目成果成功应用于津滨高速改扩建工程成，实现了"不破绿、不断交、少征地"的目标，工程施工的综合社会效益良好。

    3）通过项目实施，利用既有资源环境效益-不破绿，将对道路沿线环境的影响降至最低；科学设计，减少削坡厚度，大大降低土方处理过程中产生的污染；利用新技术与新材料成果，极大提高废旧材料利用率，改变传统的拌合工艺，减少碳排放，有利于发展模式的转变，促进环境保护与经济发展的协调统一。

    4）课题成果的应用，克服了软土区高速公路改扩建的不利因素，确保在较短的工期内完成了改扩建工程，保障高速公路改扩建工程质量，为百姓出行提供安全通畅舒适的交通环境。（天津市市政工程研究院 供稿）

注：本文刊载于《市政技术》2014年第3期，第1、2页。