2水泥混凝土路面快速維修與高效再利用關(guān)鍵技術(shù)

1、二、項(xiàng)目名稱： 水泥混凝土路面快速維修與高效再利用關(guān)鍵技術(shù)(一) 申報(bào)獎(jiǎng)種： 國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)(二) 所在專業(yè)評審組名稱： 223 公路水路及航空運(yùn)輸專業(yè)組(三) 項(xiàng)目簡介：本項(xiàng)目屬交通運(yùn)輸科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。我國公路水泥混凝土路面里程超過 165 萬公路，是瀝青路面公路里程的 2.58 倍，維修與改造的任務(wù)艱巨。 本項(xiàng)目針對當(dāng)前水泥混凝土路面維修技術(shù)存在工期 長、成本高、環(huán)境污染大；改造技術(shù)存在廢料利用率低、資源浪費(fèi)、技術(shù)工藝不 成熟等問題， 歷經(jīng)十年的系統(tǒng)研究， 提出水泥混凝土路面使用性能的快速評價(jià)技 術(shù)、合理確定水泥混凝土路面的維修改造方式、 提高路面改造過程中舊水泥混凝 土料利用水平

2、、延長舊水泥混凝土路面瀝青路面加鋪層的使用壽命。 .主要技術(shù)創(chuàng)新如下：(1) 研發(fā)了系列水泥混凝土路面無損檢測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了水泥混凝土路面使 用狀況的快速檢測。 自主研發(fā)了“水泥混凝土路面檢測寬度可調(diào)的連續(xù)測空儀 (ZL 2007 2 0031791.X )、“剛性路面結(jié)構(gòu)連續(xù)性檢測儀” ( ZL 2009 2 0032785.5 )、 “激光路面構(gòu)造深度測定儀( ZL 2006 1 0105075.1 )”、“路面病害調(diào)查處理方法 (ZL 2009 1 0064888.4)，利用聲學(xué)理論和熱電轉(zhuǎn)換方法、數(shù)字化技術(shù)，自動快 速檢測水泥混凝土路面板底脫空狀況， 形成了水泥混凝土路面板底連續(xù)性檢測新

3、 技術(shù)；發(fā)明了“基于結(jié)構(gòu)光視覺的水泥混凝土路面錯(cuò)臺檢測裝置(ZL 2010 10143937.60 )”、“基于圖像的水泥混凝土路面嵌縫料損壞類型識別分類方法( ZL 2010 1 0143925.30)”等無損檢測裝備，提出了基于數(shù)字圖像的水泥混凝土路面 使用性能檢測新方法，為水泥混凝土路面維修與改造方案選擇提供了科學(xué)依據(jù)。(2) 研發(fā)了水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)高效就地原位利用和瀝青路面加鋪層性能 評價(jià)成套設(shè)備，提升了舊水泥路面原位再利用水平和瀝青路面加鋪層使用性能。 研發(fā)了水泥混凝土路面原位破碎利用系列設(shè)備 “多錘頭水泥路面破碎機(jī) (ZL 2005 2 0113623.6 )”、“門板式水泥路面

4、破碎機(jī)( ZL 2006 2 0008249.8 )”，并實(shí)現(xiàn)了 工程化應(yīng)用。經(jīng)過多年實(shí)踐提升， 相關(guān)成果納入了 舊水泥混凝土路面碎石化技 術(shù)規(guī)程(山東省標(biāo)準(zhǔn) DB37T 1160-2009)、舊水泥混凝土路面多錘頭式及門板 式破碎再生利用關(guān)鍵技術(shù) ( 2011002)；研發(fā)了“瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)真空 飽水與浸泡方法( ZL 2008 1 0025556.0 )”和“瀝青路面精細(xì)抗滑保護(hù)層及其鋪 筑方法(ZL 2012 1 0303375.6 )”，提升了瀝青路面加鋪層抗高溫、抗水損害和 抗疲勞性能等性能，解決了水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)利用率低、加鋪結(jié)構(gòu)耐久性差等 技術(shù)問題。(3) 開發(fā)了水泥混

5、凝土路面快速維修材料與灌漿技術(shù)，提高了舊水泥混凝土路面板底脫空的灌漿強(qiáng)度和舊水泥混凝土路面的維修使用壽命。研發(fā)了“抗滑霧封層材料及其施工方法(ZL 2012 1 0305367.5)”、“油氈貼鋪機(jī)(ZL 2007 1 0017862.5)”、“廢舊輪胎橡膠塊制備橡膠瀝青的方法(ZL 2011 1 0114829.0)”, 提出了水泥混凝土路面維修的系列性材料；開發(fā)了混凝土路面快速修補(bǔ)材料(磷酸鎂基快速修復(fù)材料)，剛性路面空洞修補(bǔ)注漿機(jī)(ZL 2011 1 0040977.2),解決 了水泥路面?zhèn)鹘y(tǒng)維修工期長、成本高、環(huán)境污染等問題，并提出了相應(yīng)的水泥路 面快速維修工法(HNJSGF69-20

6、1)解決了舊水泥混凝土路面板底脫空灌漿成型 速度慢的技術(shù)難題，為水泥路面快速修復(fù)技術(shù)提供了全面解決方案。(4) 提出了水泥混凝土路面骨料現(xiàn)場再生處治技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了舊水泥混凝土路面再生骨料的高效再利用。改良了傳統(tǒng)骨料再生工藝，提高了骨料再生的利用 率，研發(fā)了相應(yīng)的現(xiàn)場再生設(shè)備(ZL 2010 2 0523833.3)。成果已納入交通運(yùn)輸 部公路水泥混凝土路面再生利用細(xì)則(JTG/T F31-2014 )、公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D40-2012)。解決了水泥混凝土路面骨料再生中利用率低、 強(qiáng)度低等技術(shù)難題，突破了骨料再生高效利用的關(guān)鍵技術(shù)途徑。項(xiàng)目取得系列自主知識產(chǎn)權(quán)，代表性的授權(quán)發(fā)明

7、專利10項(xiàng)，實(shí)用新型專利6項(xiàng)；出版專著3部、發(fā)表論文58篇，SCI收錄16篇，EI收錄12篇；獲中國 公路學(xué)會一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。核心成果制定國家標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，地 方標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。(四)主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻(xiàn):主要完成單位創(chuàng)新推廣貢獻(xiàn)1中國路橋工程有限責(zé)任公司提岀本項(xiàng)目整體研究思路， 主持項(xiàng)目的全面研究工作； 負(fù)責(zé)開展水泥混 凝土路面快速維修材料的研發(fā)及應(yīng)用工作。完成研究成果的實(shí)體工程應(yīng) 用、質(zhì)量跟蹤監(jiān)測過程中的組織、協(xié)調(diào)以及研究成果的推廣應(yīng)用等工作。2東南大學(xué)東南大學(xué)為該項(xiàng)目的基礎(chǔ)理論研究、 新型試驗(yàn)評價(jià)方法和新型材料研究 提供了先進(jìn)的基礎(chǔ)研究平臺和有力條件， 并在該項(xiàng)目中舊水泥混

8、凝土路 面的瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、舊水泥混凝土路面改造技術(shù)和新型材料 研發(fā)等方面取得了創(chuàng)新成果。3交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院作為該項(xiàng)目的主要科研單位， 主持了西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目 “水泥混凝 土路面再生利用關(guān)鍵技術(shù)研究” (合同號：2004 318 223 01)及其技術(shù)推廣項(xiàng)目（合同號：2008 318 223 92），研發(fā)了水泥混凝土路面多錘頭 破碎機(jī)和門板式破碎機(jī)等水泥混凝土路面原位高效再利用（碎石化破碎技術(shù)）成套裝備。4同濟(jì)大學(xué)作為該項(xiàng)目的參與科研單位，研發(fā)了系列水泥混凝土路面無損檢測設(shè) 備：基于結(jié)構(gòu)光視覺的水泥混凝土路面錯(cuò)臺檢測裝置及方法以及基于圖 像的水泥混凝土路面嵌縫料損壞類型識

9、別分類方法。并成功推廣應(yīng)用于廣西、山西、重慶等地的水泥混凝土路面無損快速檢測和評價(jià)，大大提高了水泥混凝土路面病害（錯(cuò)臺、接縫填縫料失效）檢測的效率和可靠 性，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。5長沙理工大學(xué)對本項(xiàng)目科技創(chuàng)新和推廣應(yīng)用情況的貢獻(xiàn)：作為該項(xiàng)目的參與科研單位，完成水泥混凝土路面骨料現(xiàn)場再生處治技術(shù)的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了舊水泥混凝土路面再生骨料的高效再利用。改良了傳統(tǒng)骨料再生工藝，提高了骨料再生的利用率，研發(fā)了相應(yīng)的現(xiàn)場再生設(shè)備，解決了水泥混凝土路面骨料再生中利用率低、強(qiáng)度低等技術(shù)難題，突破了骨料再生高效再 利用的關(guān)鍵技術(shù)途徑。6河南省高遠(yuǎn)公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)有限公司對本項(xiàng)目科技創(chuàng)新和推廣應(yīng)用情況的貢獻(xiàn)：作為該項(xiàng)

10、目的主要裝備研制單位，研發(fā)了水泥路面無損檢測需要的水泥混凝土路面檢測寬度可 調(diào)的連續(xù)測空儀、剛性路面結(jié)構(gòu)連續(xù)性檢測儀等檢測設(shè)備，該裝備在云南、廣州、上海、安徽、河南等多個(gè)省市進(jìn)行了大量的檢測，其準(zhǔn)確性 和可行性得到了充分驗(yàn)證，取得了良好的應(yīng)用效果。7北京新橋技術(shù)發(fā)展有限公司對本項(xiàng)目科技創(chuàng)新和推廣應(yīng)用情況的貢獻(xiàn)：作為該項(xiàng)目的工程應(yīng)用單位，主要負(fù)責(zé)該項(xiàng)目路面原位高效再利用裝備的工程應(yīng)用。國內(nèi)廣西、廣東、湖北、陜西、重慶、黑龍江等省市、自治區(qū)的多條水泥混凝土路 面維修改造工程中得到應(yīng)用，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。（五）推廣應(yīng)用情況:項(xiàng)目研究成果整體達(dá)到 國際先進(jìn)水平，部分成果達(dá)到國際領(lǐng)先。國內(nèi)

11、應(yīng)用于廣西、山東、安徽、浙江等十余個(gè)省份，累計(jì)應(yīng)用里程4500公里以上，節(jié)約費(fèi)用超過12億元，工期平均縮短30%國外應(yīng)用于非洲安哥拉及赤道幾內(nèi)亞的工 程項(xiàng)目，累計(jì)應(yīng)用里程360公里，節(jié)約費(fèi)用超過1.2億元。取得了巨大的經(jīng)濟(jì)、 社會效益。主要應(yīng)用單位情況表應(yīng)用單位名稱應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用的起止時(shí)間聯(lián)系人經(jīng)濟(jì)、社會效益湖北省公路局多錘頭碎石化破碎技術(shù)2004.1至今養(yǎng)護(hù)機(jī)務(wù)處近三年節(jié)省 養(yǎng)護(hù)費(fèi)用0.71億元浙江方正交通建設(shè)公司骨料再生技術(shù)應(yīng)用2009.112010.1市場部節(jié)省成本費(fèi)用0.08億元廣東省公路局多錘頭碎石化破碎技術(shù)2007.62009.12養(yǎng)護(hù)機(jī)務(wù)處節(jié)省成本0.78億元廣西南寧高速公路有限公

12、司無損檢測技術(shù)應(yīng)用2010.420112工程部項(xiàng)目應(yīng)用節(jié) 約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用0.1億元非洲安哥拉城建部快速修復(fù)技術(shù)及修復(fù)材料2008.6公共建筑管節(jié)省養(yǎng)護(hù)費(fèi)公共建筑管理局的應(yīng)用2012.1理局用0.25億元（六）曾獲科技獎(jiǎng)勵(lì)情況:獲獎(jiǎng)項(xiàng)目名稱獲獎(jiǎng)時(shí)間獎(jiǎng)項(xiàng)名稱獎(jiǎng)勵(lì)等級主要獲獎(jiǎng)人授獎(jiǎng)單位舊混凝土路 面再生利用 及病害快速 修復(fù)技術(shù)研 究2013中國公路學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等李九蘇、李植淮、劉朝 暉、姚佳良、戴聆春等中交路橋、長沙理工大學(xué)等水泥混凝土 路面再生利 用關(guān)鍵技術(shù) 研究2008中國公路學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等李昌鑄、劉月蓮、蘇紀(jì) 開、岳軍聲、趙之杰等交通部公路科學(xué)研究院等水泥混凝土 路面碎石化 技術(shù)應(yīng)用研

13、究2008山東省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等王松根，黃曉明，張玉 宏，李昶，曹茂坤等山東省交通廳公路局、東南大學(xué)等（七）主要知識產(chǎn)權(quán)證明目錄:知識 產(chǎn)權(quán) 類別知識產(chǎn)權(quán)具體名稱家地 國區(qū)授權(quán)號授權(quán)日期證書編號權(quán)利人發(fā)明人發(fā)明專利有效狀態(tài)發(fā)明專利基于結(jié)構(gòu)光 視覺的水泥 混凝土路面 錯(cuò)臺檢測裝置中國ZL201010143937.602013.04.171180085談至明談至明授權(quán)，有效發(fā)明專利基于圖像的 水泥混凝土 路面嵌縫料 損壞類型識 別分類方法中國ZL 2010 10143925.302013.10.301293796談至明周玉民談至明授權(quán)，有效發(fā)明專利剛性和半剛性路面空洞修補(bǔ)注漿機(jī)中國ZL2011100

14、40977.22011.02.181143854劉廷國劉廷國授權(quán)，有效實(shí)用新型多錘頭水泥路面破碎機(jī)中國ZL200520113623.62007.02.28874582北京中桀偉業(yè)道路工程技術(shù)有限公司趙之杰授權(quán)，有效實(shí)用新型門板式水泥路面破碎機(jī)中國200620008249.82008.11.091004019趙之杰趙之杰授權(quán)，有效發(fā)明專利廢舊輪胎橡 膠塊制備橡 膠瀝青的方法中國ZL201110114829.02012.12.071072102劉廷國劉廷國授權(quán)，有效實(shí)用新型混凝土骨料再生設(shè)備中國ZL201020523833.32011.03.161720668長沙理工大學(xué)李九蘇授權(quán)，有效軟件著作權(quán)

15、水泥混凝土路面改造工程管理系統(tǒng)中國0593082004.05.20059308北京新橋技術(shù)發(fā)展有限公司有效行業(yè)規(guī)范公路水泥混凝土路面再生利用細(xì)則中國JTG/TF31-20142014JTG/TF31-2014交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院已發(fā)布（八）主要完成人情況表:姓名排名技 術(shù) 職 稱工作單位完成單位對本項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻(xiàn)獲得國家科技獎(jiǎng)勵(lì)情況黃 曉 明1教 授東南大學(xué)中國 路橋 工程 有限 責(zé)任 公司項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)項(xiàng)目研究內(nèi)容規(guī)劃，確定技術(shù)路線。對創(chuàng)新點(diǎn)1、2有重要貢獻(xiàn)。開發(fā)了新型水泥混凝土路面端 部處理技術(shù)結(jié)構(gòu)、舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和 性能試驗(yàn)評價(jià)方法（獲2項(xiàng)發(fā)明專利），創(chuàng)

16、新提岀了適用于重 載交通的路面瀝青路面加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與評價(jià)方法（岀版著作1部）；整體優(yōu)化了舊水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)和材料（SCI/EI論文8篇）。在該項(xiàng)目研發(fā)工作中投入的工作量占本人工作 總量的75%。2006年，國家科 技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，“國道205線濱 州黃河公路大橋 工程綜合技術(shù)研 究”排名第5， 證書編號： 2006-J-221-2-07-R05李植淮2教 授 級 高 級 工 程 師中國 路橋 工程 有限 責(zé)任 公司中國 路橋 工程 有限 責(zé)任 公司項(xiàng)目的總體規(guī)劃及方案設(shè)計(jì)主要負(fù)責(zé)人之一，制定項(xiàng)目總體研究方案和實(shí)施計(jì)劃，主持項(xiàng)目的總體研究工作， 對創(chuàng)新點(diǎn) 3做岀了創(chuàng)造性貢獻(xiàn)；是該項(xiàng)目順利開展工

17、作、完成最終研 究目標(biāo)的領(lǐng)軍人物。在該項(xiàng)技術(shù)研發(fā)工作中投入的工作量占 本人同期工作總量的百分比為 70%無談至明3教 授同濟(jì)大學(xué)中國 路橋 工程 有限 責(zé)任 公司項(xiàng)目檢測技術(shù)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)項(xiàng)目無損檢測技術(shù)的技術(shù)路線和 方法。對創(chuàng)新點(diǎn)1有重要貢獻(xiàn)。開發(fā)了基于結(jié)構(gòu)光視覺的水 泥混凝土路面錯(cuò)臺檢測裝置及方法以及基于圖像的水泥混 凝土路面嵌縫料損壞類型識別分類方法，用于水泥混凝土路面無損快速檢測和評價(jià)。在該項(xiàng)技術(shù)研發(fā)工作中投入的工作 量占本人同期工作總量的百分比為65%無李九蘇4副教 授長沙理工大學(xué)中國 路橋 工程 有限 責(zé)任 公司項(xiàng)目水泥混凝土再生利用技術(shù)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)再生技術(shù)的技術(shù)路線和方法。對創(chuàng)新點(diǎn)

18、 3有重要貢獻(xiàn)。完成課題申請立項(xiàng)、 研究過程及成果推廣應(yīng)用過程中的組織及成果整理等工作。制定研究目標(biāo)、技術(shù)路線及工作計(jì)劃， 承擔(dān)關(guān)鍵技術(shù)研究工 作。在該項(xiàng)技術(shù)研發(fā)工作中投入的工作量占本人同期工作總 量的百分比為75%無趙之杰5高 級 工 程 師交通 運(yùn)輸 部公 路科 學(xué)研 究院中國 路橋 工程 有限 責(zé)任 公司項(xiàng)目科研、施工技術(shù)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)項(xiàng)目研發(fā)技術(shù)的技術(shù)路線 和方法。對創(chuàng)新點(diǎn)2有重要貢獻(xiàn)。參與完成了交通運(yùn)輸部西 部交通項(xiàng)目水泥混凝土路面再生利用關(guān)鍵技術(shù)的研究；主持了舊水泥混凝土路面再生利用技術(shù)研究與應(yīng)用示范 項(xiàng)目主持研發(fā)關(guān)于多錘頭設(shè)備（專利號：ZL 2005 20113623.6 ）和板式

19、打裂壓穩(wěn)設(shè)備（專利號：ZL 2006 20008249.8 ）的實(shí)用新型專利兩項(xiàng)；主持研究的交通運(yùn)輸部無推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“公路水泥混凝土路面再生利用技術(shù)細(xì)則”。在該項(xiàng)技術(shù)研發(fā)工作中投入的工作量占本人同期工作總量的百分比為85%。劉 廷 國6教 授 級 高 級 工 程 師河南 省高 遠(yuǎn)公 路養(yǎng) 護(hù)技 術(shù)有 限公司中國 路橋 工程 有限 責(zé)任 公司項(xiàng)目檢測裝備研發(fā)負(fù)責(zé)人。提岀并開發(fā)研制了一種基于聲效 法的水泥混凝土路面檢測寬度可調(diào)的連續(xù)測空儀（專利號： 200920032785.5 ），該方法具有快速無損、準(zhǔn)確率高等特點(diǎn)，為水泥混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)提供了有效的檢測依據(jù)。開發(fā)研制了一種散裝水泥注漿車（

20、200820028860.6 ）,明顯提高 了水泥混凝土路面脫空處治過程中的工作效率，降低了施工成本。在該項(xiàng)技術(shù)研發(fā)工作中投入的工作量占本人同期工作 總量的百分比為70%。無盧 山7教 授 級 高 級 工 程 師中國 路橋 工程 有限 責(zé)任 公司中國 路橋 工程 有限 責(zé)任 公司項(xiàng)目工程推廣總體負(fù)責(zé)人，制定國內(nèi)外項(xiàng)目應(yīng)用推廣計(jì)劃， 主持項(xiàng)目總體應(yīng)用工作規(guī)劃。在該項(xiàng)技術(shù)研發(fā)工作中投入的 工作量占本人同期工作總量的百分比為60%無李昶8副教 授東南大學(xué)中國 路橋 工程 有限 責(zé)任 公司負(fù)責(zé)原位破碎技術(shù)的理論分析與現(xiàn)場試驗(yàn)等工作。參加"水泥混凝土路面碎石化技術(shù)應(yīng)用研究” 研究項(xiàng)目，參與山東

21、省 地方規(guī)范舊水泥混凝土路面碎石化技術(shù)規(guī)程（山東省標(biāo)準(zhǔn)DB37T 1160-2009 ）的編制，發(fā)表相關(guān)論文 2篇。在該項(xiàng) 技術(shù)研發(fā)工作中投入的工作量占本人同期工作總量的百分比為80%無侯曙光9副教 授河南 省高 遠(yuǎn)公 路養(yǎng) 護(hù)技 術(shù)有 限公司中國 路橋 工程 有限 責(zé)任 公司項(xiàng)目檢測裝備研發(fā)主要參與人。 提岀了水泥路面改造工藝中 層間結(jié)合處治技術(shù)及罩面技術(shù)，主持及參與了基于聲效機(jī)理 的水泥路面板底脫空檢測及可視化識別研究、水泥路面脫空處治的無機(jī)及有機(jī)材料開發(fā)研究、水泥路面脫空處治工藝工 法及配套裝備研究、剛性路面改造方案設(shè)計(jì)及優(yōu)化等。在該 項(xiàng)技術(shù)研發(fā)工作中投入的工作量占本人同期工作總量的百 分比為80%。無趙美玲10高 級 工 程 師北京 新橋 技術(shù) 發(fā)展 有限 公司中國 路橋 工程 有限 責(zé)任 公司項(xiàng)目科研、施工技術(shù)參加人。作為第二主要完成人參加西部 交通建設(shè)課題“水泥混凝土路面再生利用關(guān)鍵技術(shù)研究與