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1、1重庆市科学技术奖申报书（适用于自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖）一、项目基本情况中文 低造价县乡道路修筑技术的研究项目名称英文 Low Cost Inter-Township and Rural Road Construction Techniques主要完成人 1、刘清泉 2、何兆益 3、唐伯明 4、陈学文 5、蒙 华 6、乔 墩 7、黄维蓉 8、王庆珍 9、李树光 主要完成单位 交通部公路科学研究所、重庆交通大学、重庆市公路局通信地址 北京市海淀区西土城路 8 号 邮政编码 100088固定电话 01062027640联 系 人 刘清泉 电话号码移动电话项目基本信息第一完成单位项目应用
2、情况 推广应用 完成单位类别 研究院所推荐部门 重庆市交通委员会申报日期 2006 年 4 月 10 日 密 级 无奖种 科技进步奖 市成果登记号 9502006Y0124申报等级 一等奖 学科专业分组 223主 题 词 低造价，县乡道路，修筑技术学科(专业)分类580：交通运输工程58010：道路工程 所属国民经济行业 (E) 建筑业项目申报信息任务来源 交通部西部交通建设科技项目 2001 318 000 45 项目起止 时间 2001 年 09 月 15 日至 2003年 12 月 31 日已获科技奖励信息2二、项目简介（项目所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况）本研究项目属于
3、公路交通行业重大工程技术研究，其应用领域为我国西部县乡道路和农村公路的设计与施工。主要内容：对我国西部县乡道路的技术现状、交通现状、轴载适应性以及存在问题进行了广泛调研和分析，在大量的室内材料性能试验、室内足尺路面模型疲劳试验、理论研究与分析计算、大量试验路铺筑与验证的基础上，针对西部二级自然区划，首次系统的提出了我国县乡公路典型路面结构；针对县乡道路薄 弱 路 面 结 构 和 实 际 交 通 轴 载 ， 首次提出并建立了适宜于县乡道路结构及交通特点的县乡道路路面简易设计方法；针对西部地区县乡道路低造价的要求，全面、系统的研究廉价地方筑路材料、非标准材料、地方工业废渣废料在县乡道路中的应用技术
4、，同时研发了固化土、稳定土路面材料新技术，研究并提出了这些路面材料的力学强度参数、材料组成设计方法和施工工艺；针对西部的施工水平提出了以碎石封层、稀浆封层、沥青表处和超薄沥青混凝土面层为代表的我国县乡道路路面面层结构形式及适用条件、材料配合比设计以及施工工艺；针对小交通量道路的交通组成及特点，提出了我国县乡公路路基路面宽度和横断面设计的建议。最后将低造价县乡道路筑路成套关键技术编写为西部县乡道路路基路面设计与施工指南指导县乡公路建设。课题针对小交通量的特点和修筑低造价县乡道路的目标进行研究，研究工作弥补了现行相关规范在县乡道路方面的空白与不足。立足于研究、推广简单实用技术并与实际的结合，同时积
5、极探索新材料、新技术与新工艺应用于县乡道路建设是本课题的重要特点。研究成果最终达到降低我国西部县乡道路建设养护综合成本，提高路面性能和寿命的目的，为缓解西部地区公路建设资金匮乏的问题提供了技术保障。项 目 研 究 期 间 先 后 在重庆、四川、内蒙古、新疆 4 个省（区）修建了 8 条不同类型累计里程 20km 的县乡道路试验路，节约建设资金 16%18%。在课题研究的基础上，重庆、四川、内蒙古、新疆四省（区）对研究成果进行了大力推广，截止 2005 年底初步统计推广应用里程近 10000 km，仅重庆市的推广应用里程就达到了 3000 多公里，取得了显著的经济效益和社会效益。另外，课题组还通
6、过技术培训的形式进行成果推广和人才培养，目前已进行了 7 期培训，累计受训人员达 1350 人次，取得了极为显著的社会效益。3三、项目详细内容1立项背景改革开放以来，随着我国经济的快速发展，我国的高等级公路尤其是高速公路和国道主干线建设取得了举世瞩目的成就，针对高等级公路建设的研究及技术也取得了长足的进展。在我国高等级公路建设蓬勃发展的同时，我国县乡农村公路的建设由于受经济发展和建设资金的约束，建设相对滞后，针对县乡农村公路建设技术的研究也十分薄弱，缺乏相关技术规范和标准指导，县乡道路的建设成本较高，县乡道路和农村公路的技术状况仍然较差。路网密度低、通达深度不够、路面破损、平整度差，这些就是我
7、国县乡道路和农村公路的基本技术状况。随着我国西部开发、构建和谐社会和社会主义新农村建设战略的实施，县乡道路和农村公路的建设被提到了前所未有的高度，备受社会注目。为了尽快“让农民兄弟走上油路和水泥路” ，近年来县乡道路和农村公路的建设速度加快，但是大规模的建设面临建设资金不足，融资渠道不多等困难，因此如何降低县乡道路工程造价，提高县乡道路和农村公路路面的使用品质和服务水平是当前需要解决的关键问题，迫切需要相关技术作支持。我国县乡农村公路建设规模大、建设资金短缺决定了在小交通量县乡道路和农村公路的建设中，研究和推广应用低造价筑路技术的重要性和必要性。目前，我国现行规范在指导县乡道路修筑方面尚存在诸
8、多不足，相关规范对于小交通量道路路面结构、材料、组成设计和施工工艺方面的研究和技术储备还很不够，缺乏针对性，且不能满足大规模建设的需要；现行的路面设计规范材料设计参数、轴载换算公式、设计弯沉公式、设计指标等也主要是针对二级及以上高等级公路路面提出的，不适宜于小交通量道路路面的设计；针对县乡道路建设特点，充分利用地方廉价材料、以及现行规范规定以外的非标准材料、工业废渣废料筑路方面还未形成较成熟的技术指南；采取合理的路面结构、薄面层材料和施工工艺以及新材料、新技术，如固化土、稳定土路面材料的研究与应用方面尚未系统开展并取得实用成果。综上所述，为满足我国县乡道路和农村公路大规模建设的需要，提高路面使
9、用品质，降低工程造价，立项进行了本课题的研究具有十分重要的意义和重大实用价值。42详细科学技术内容总体思路：因为此课题是工程技术研究，属实证科学范畴，所以以实验研究和理论研究相结合，并以实验研究为主要研究手段。首先收集与分析了现有国内外相关技术资料，对我国西部目前现有的县乡道路技术状况进行大规模的调查和分析；在此基础上筛选成功结构，进行路面材料和结构的优化，制定了详尽的室内试验计划和足尺路面模型试验方案进行验证性研究，同时进行理论分析和验算，最后根据已取得的成果修筑具有代表性的实体示范工程并进行研究成果的提炼和总结。技术方案：将项目按主要研究内容分解为三个专题分别实施独立研究。按专题细化的研究
10、内容和技术路线分述如下：1) 适应小交通量的路基路面材料和结构型式研究该专题的研究内容有： 小交通量路面的交通量和轴载适应性研究具体研究小交通量道路轴载特性、交通量特性以及不同等级小交通量道路的交通量划分或轴载等级划分，为研究小交通量道路路基路面设计方法和不同交通荷载下小交通量道路路基路面典型结构组合型式提供了交通荷载划分标准。 不同地质及自然条件下的小交通量道路的路基路面结构型式研究研究不同自然、水文和地质条件下，小交通量道路路基的状况和强度特性，建立小交通量道路在不同自然、水文和地质条件下，路基含水量、密实度、路基 CBR 值、路基抗压弹性模量 E 、路基回弹弯沉 L 以及路用性能之间的关
11、系，提出路基强度设计指标和划分原则。00研究了小交通量道路路基路面结构整体强度和刚度特性，提出路基路面结构型式。 天然砂砾、其它地方材料及固化土应用研究重点研究了天然砂砾、片块石、规范以外的非标准低强度集料、级配碎（砾）石等天然材料以及旧沥青面层回收材料在路基和路面中的应用，同时研究人工处治当地材料（如稳定土、加固土、固化土、加筋土等） 。研究这些材料对不同自然、水文和地质条件、不同交通荷载条件的适应性、强度特性和稳定性。 小交通量路面的使用品质与使用性能研究5研究了小交通量道路路面在不同自然、水文和地质条件、不同交通荷载作用下，路面的使用质量和路用性能，包括路面的强度、刚度、稳定性、耐久性及
12、表面特性等路用性能。该专题的研究技术路线为：(1) 研究资料调查和西部地区现有县乡道路的技术状况调查资料调查的目的是进一步研究国内外在该研究方向的现状和发展趋势，借鉴成功经验，使我们的研究有一个比较高的起点。关于小交通量道路国外有很多研究，有些国家已有设计手册或系统的设计方法供实际应用。目前信息技术已高度发展，我们可以通过多种途径进行检索和查询，为提出适应我国西部的小交通量道路的交通分级方法和标准以及路面结构型式提供参考。西部地区现有县乡道路的技术状况调查的目的是了解现有路用材料、结构对自然条件和交通条件的适应性，筛选出适应于不同交通量的比较好的路面结构供进一步研究用。调查内容包括自然条件（气
13、候、地理、地质）、交通量、交通组成、轴载统计分析、路基路面材料和结构型式以及破坏状况等。交通量、交通组成和轴载统计，主要通过交通量观测和现场轴重仪实施轴载调查获得；路面材料、结构型式和破坏状况调查主要通过现场测量弯沉、平整度、车辙、裂缝率、路面厚度等数据和钻芯取样进行室内试验等手段完成。路基路面材料、结构状况和破坏情况的调查应结合交通量和轴载特性调查进行，以便对比分析。(2) 进行路面材料与结构的初步室内试验在上述研究工作的基础上，筛选出适宜于小交通量道路特性的、较成功使用的路面材料或新开发的较经济的路面材料进行室内力学性能试验和路用性能实验，如抗压强度、劈裂强度、CBR 值、弹性模量、疲劳特
14、性等力学性能；材料的水稳定性、干温缩特性、抗冲刷性能、抗磨耗性能等。在此基础上，选择力学性能和路用性能较好的材料组合成不同的路面结构在室内试槽中铺筑试验路，通过埋设应力、位移传感器做进一步的路面结构受力性能研究，同时研究路面结构的强度特性和路用性能，以验证路面结构对不同交通荷载的适应性，并为小交通量路面设计方法的建立提供实验验证。(3)根据以上研究结果进行足尺路面模型试验，修筑试验路并进行跟踪观测在室内缩尺试验结果和初步理论分析的基础上，进行足尺路面模型试验，在实际的自然，6水文、地质条件和实际车辆荷载作用下考验室内试验所确定的材料和结构的性能。通过长期观测，研究试验路在实际环境因素、交通荷载
15、作用下，路基路面结构的受力状况、路基路面结构的强度、变形特性、承载能力、路用性能及其衰变规律。现场试验主要以实际环境因素、交通荷载作用下，路基路面结构的整体强度（弯沉）、路基路面结构路用性能（车撤、平整度、裂缝、修补、水温稳定性等）的观测为主，并埋设应力、位移、温度、湿度等传感器以进一步研究路面结构在不同环境因素、交通荷载作用下的受力性能和状态，以验证路面结构对不同环境因素、交通荷载的适应性，并为小交通量路面设计方法的建立提供进一步的现场实验验证。（4）铺筑补充或验证性试验路对上述研究成果进行补充和验证。补充性试验路主要对前一轮试验路中没有涉及到的材料或结构型式进行试验，或在不同的自然环境下进
16、行试验。验证性试验路主要检验成果的可重复性。（5）铺筑实体示范工程用所研究出的修筑技术铺筑不少于 10km 的实体示范工程。（6）进行数据分析和成果总结对所有的室内试验、足尺路面模型试验、试验路和实体示范工程的数据进行分析整理，同时进行一些必要的理论分析，撰写研究报告及鉴定验收文件，完成鉴定验收。2) 适应小交通量的路面设计方法研究该专题的研究内容有： 小交通量路基路面的材料设计参数与材料组成设计方法研究研究小交通量道路路基强度特性，通过研究不同自然、水文和地质条件下，小交通量道路路基含水量、路基密实度、路基 CBR 值、路基表面回弹弯沉和路基回弹模量 E 之间的关0系，最终研究并提出不同自然、水文和地质条件下，小交通量道路路基设计参数。研究小交通量道路路面材料设计参数，包括各种小交通量路面材料的强度（抗压强度、CBR 值、劈裂强度等） 、弹性模量及疲劳特性等设计参数并建立强度指标间的相互关系，同7时研究这些材料的配合比设计方法。 小交通量路基路面的结构设计方法研
