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陜西延志吳高速公路建設科技創新篇
全長109.846公裡的延安安塞經志丹至吳起高速公路是陜西省今年通車項目中裡程最長的一個，它的建成通車將結束志丹縣、吳起縣這兩個陜西省十強縣不通高速公路的歷史，同時也為延安開辟一條紅色旅遊大通途，對完善陜西省高速公路網、優化延安市路網結構，促進區域經濟發展，做大做強延安“紅色旅遊業”，實現白於山區的城鄉一體化統籌，增強革命老區自我發展能力，推動陜甘寧革命老區振興規劃變為現實，帶動沿線人民群眾脫貧致富具有重要的意義。延志吳高速公路是陜西省高速公路“2367”路網規劃七橫中延吳線（延水關～吳起）的重要一段，它位於陜西北部黃土高原丘陵溝壑區，路線起於包茂高速公路延安安塞沿河灣立交處，向西途經安塞縣招安鎮、王窯鄉，志丹縣侯市鄉、保安鎮、順寧鄉、紙坊鄉、金丁鄉，吳起縣薛岔鄉，止於吳起縣走馬臺，全長109.846公裡。全線按雙向四車道高速公路技術標準，設計速度80公裡/小時，路基寬度24.5米，全線共有橋梁202座，隧道10座，橋隧比例占建設裡程的57.2%。全線設互通式立交6座，分離式立交2座，服務區1處，停車區2處，養護工區2處，監控分中心1處，匝道收費站4處。項目於2008年12月開工。原項目法人為延安市高速公路建設管理局，2011年8月2日移交省交通運輸廳，項目法人變更為陜西省交通建設集團公司，建設執行機構為陜西省交通建設集團公司延志吳高速公路建設管理處。在建設過程中，延志吳高速公路建設管理處高度重視高速公路建設科技創新，依托實際工程，積極開展科技項目研究工作,大力推廣新技術、新材料、新工藝、新設備在工程實踐中應用，全面提升項目建設品質。為瞭各項科研工作的順利開展，管理處專門成立瞭以常海洲處長為組長的科技管理工作組，進行科技項目管理工作,確保各項工作紮實開展。開展路基懸錨式新型擋土墻可靠度優化設計理論與修築技術研究傳統的重力式擋土墻的穩定性主要依靠墻身自重來保證，因而有墻身斷面大、圬工量大、占地多、不能充分發揮建築材料的強度性能，且不易實施施工的機械化和工廠化等缺點。輕型擋土墻無論從經濟上，還是從結構上均優於重力式擋土墻。從經濟角度考慮，對於同一工程，輕型擋土墻比重力式擋土墻節省投資約20%-30%，墻體越高，節省的就越多，尤其對陜北缺乏石料的地區，其經濟效益將會更可觀；輕型擋土墻可大大地減少用地面積；對地基承載力的要求較低，且能承受一定的不均勻沉降；其抗震性能明顯優於重力式擋土墻；比重力式擋土墻的造型美觀，在公路穿越城鎮路段，輕型擋土結構更符合城市建設的需要。輕型擋土墻在經濟上、結構上更為合理，也更加美觀，更有利於推動公路建設事業的發展。開展黃土地區溝谷地形梁橋下部結構安全評估與壽命周期防護對策研究陜北溝谷地形坡陡溝深，采用標準跨徑的山區橋梁，其下部結構往往呈現以下特點：橋墩沿山體高低佈設，橋墩臺的邊坡為高陡坡甚至為高急坡；運營期橋面集中排水容易沖刷樁基附近軟弱巖土；水土流失或樁基附近巖土崩塌導致有效樁長不足。通過開展溝谷地形梁橋下部結構安全評估與防護管理對策的研究，對於完善黃土沖溝區域梁橋下部結構安全評價方法，發現運營責任期內的性能退化演變規律，提示潛在的危險，形成防護管理對策，為溝谷地形梁橋下部結構制定優化防護策略，實現梁橋安全性能和管養費用的平衡，確保山區梁橋結構的安全運營具有十分重要的意義。同時研究成果可為量大面廣的混凝土梁橋的壽命周期設計與全壽命管養奠定堅實的理論基礎，實現壽命周期費用最省，指導溝谷地形梁橋的壽命周期設計，以及服役梁橋的安全評定與防護管理，從而為合理制定混凝土梁橋的設計、檢測、評定、維修和加固決策提供科學依據。開展夏熱冬寒地區納米改性瀝青路面技術研究陜北地區夏熱冬寒，對於瀝青混合料的高溫和低溫性能要求均很高，目前的納米改性瀝青很難滿足該地區路用性能的要求。項目致力於研究能夠同時改善改性瀝青高溫和低溫性能的納米材料以及表面活性劑，系統地對納米改性瀝青的性能進行分析比較，建立夏熱冬寒地區納米改性瀝青成套技術。項目研究的夏熱冬寒地區納米改性瀝青路面技術的推廣使用，將從根本上同時減少夏熱冬寒地區車轍和開裂現象。而車轍和開裂是我國瀝青路面的兩大主要病害，這兩大病害的同時消除有助於在很大程度上提高瀝青路面的使用壽命，既能減少瀝青路面養護和改建成本，還能節省寶貴的資源和減少對於環境的污染，有利於社會的可持續發展。開展水平層狀圍巖隧道結構穩定性及關鍵施工技術研究當隧道穿越水平層狀巖體時，復雜的受力特性使隧道工作者面臨著嚴峻的挑戰。確保結構穩定、支護和施工方法有效合理，成為水平層狀圍巖隧道首要解決的問題。在水平層狀圍巖隧道的施工中，有兩個問題顯得尤為突出：一是隧道開挖過程中，由於層狀圍巖層間粘聚力較小，在爆破的擾動下，開挖後容易在拱部出現較大面積的超挖，影響工期和增加工程造價。二是在層狀圍巖隧道施工中，開挖後容易在拱肩發生掉塊、較大面積坍塌等威脅工程安全的事故。該課題的研究，可以優化支護參數、施工方法，有效防止隧道開挖過程中拱部掉塊、坍塌等事故，減少隧道開挖過程中出現的超欠挖問題，這對於保證工程安全、縮短工期和降低工程造價意義重大。課題的研究對於陜北地區、乃至西北地區的層狀圍巖隧道的設計和施工都具有重要意義。開展瀝青斜向預應力水泥混凝土復合路面研究瀝青路面使用性能具有巨大的優勢，隨著現代交通的發展，公路超載不斷加劇，使得瀝青路面存在諸多問題。在構造物之間的短路段采用瀝青斜向預應力混凝土復合路面，不僅可以提高短路基、路面的穩定性，解決不均勻沉降這一困擾此類地區的工程技術問題，加強構造物與路基路面的變形協同性，而且可以減少項目前期建設投資和後期養護成本，有效提高道路使用壽命和經濟效益。隨著國傢“十二五”公路規劃建設的逐步推進，中西部高速公路建設裡程出現大幅增長，但是由於中西部地區地質條件差、地形復雜，造成高速公路沿線橋梁等構造物密集。因此，開展瀝青斜向預應力混凝土復合路面研究，不僅可以解決延志吳高速公路構造物之間的短路基路面的穩定性及協同變形等問題，延長路面使用壽命，研究成果可在中西部類似地形的高速公路建設中進行推廣，將產生巨大的社會經濟效益。開展基於耐久的瀝青上中面層材料與結構研究瀝青路面產生病害後，降低瞭路面服務使用性能，對行車造成瞭安全威脅。采用高強、耐久的中面層，對於改善瀝青路面的長期使用性能是至關重要的。課題通過在材料選擇、混合料設計、性能測試和路面結構設計等方面的改善，提高中面層強度，減少上面層厚度，形成高強、耐久、經濟的瀝青路面。該技術的核心是采用廢舊高分子材料，以合理化劑量和適當方法，拌制高粘結性、高粘聚力的改性瀝青混合料，用於強化中面層的強度，配合合理的集料級配類型，達到高強度、耐久的目的；上面層采用合理的級配形式，采用高濃度聚合物改性瀝青形成薄層磨耗層，達到面層抗磨耗耐久，以及節約優質石料和建設成本的作用；同時采用適當措施增強瀝青層之間的粘結及防水作用，提高路面的整體性能，延長期瀝青層使用壽命，降低後期的維修養護工作量。開展瀝青路面半剛性基層收縮裂縫處治技術研究高速公路通車運營2～3年後，往往會出現不同程度的早期損害。從其破壞程度和危害性來看，瀝青路面一般采用半剛性基層，易產生幹縮和溫縮裂縫，進而反射到瀝青面層，早期反射裂縫直接導致的路面結構性破壞大顯突出，影響路面的使用壽命。課題提出瞭在低溫條件下，運用溫度應力，進行半剛性基層裂縫修補的處治方法，提高路面的使用性能和使用壽命。課題研究路面基層處於最低溫度時對裂縫處進行鉆孔處理，並註入強度高、粘結性好、有微膨脹性能的材料進行修補，使路面在低溫收縮狀態下裂縫修補材料能與瀝青路面和基層有效結合形成整體，裂縫處結構穩定；當在高溫膨脹狀態下，裂縫處修補材料與基層材料均產生溫度應力使接縫處連接更加緊密，從本質上解決瀝青路面基層的反射裂縫問題，從而提高瀝青路面的使用性能和耐久性，降低路面周期養護與維修費用。此外，管理處積極參與《LED照明控制技術》、《收費廣場無縫耐久性路面》等三項新技術推廣工作；積極參與《半剛性基層》、《溫拌瀝青》等四項地方標準的申報工作。
新聞來源http://news.hexun.com/2013-12-17/160665583.html
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