《交通运输科学技术新成果推广目录》（２０２1）第三部分 基础设施篇《高速公路改扩建工程多种资源高质化利用关键技术》

完成单位：广西桂海高速公路有限公司、广西交投科技有限公司、交通运输部公路科学研究所、广州大学、英达热再生有限公司、蓝派沥青橡胶技术开发（北京）有限公司

主要完成人：谭洪河、朱志勤、刘宇、王大伟、吴旷怀、周志伟、黄鲲、韦楼、蔡旭、杜荣耀

项目简介

　　（一）项目背景

　　我国高速公路总里程已超过16万公里，随着国民经济快速发展，交通流量增长迅速，拥堵时有发生，道路服务水平不断下降。对高速公路进行改扩建是提升道路服务水平的有效措施，仅“十三五”期间全国需要扩容的高速公路里程就达6400公里，未来十年我国高速公路扩容里程将超一万公里。在改扩建工程中存在大量废弃钢护栏、机电、旧路面等既有设施，若不加以合理再生利用，将造成巨大资源浪费。

　　（二）技术概况

　　本项目以改扩建工程中涉及到既有设施再生利用及急需解决的关键问题为重点，开展多种资源的高质化利用研究。通过创建新型结构，实现了中央分隔带钢护栏构件全部高质化再利用；开发了基于旋转压实成型法的集料再生设计方法，解决了了废弃水泥混凝土板高质化利用的问题以及实现了全利用；发明了抗车辙粗粒式应力吸收结构层技术，提出了抗裂型橡胶沥青SMA设计方法，有效提升了橡胶沥青复合式路面性能；创建了沥青路面就地热再生施工过程中对再生层下层路面裂缝的处治方法，延长了道路使用寿命；创立了机电设施分类再利用准则，解决了机电设施难以利用难题，开发了建养一体化智能信息系统，有效降低了投资成本。本项目通过研发新技术、新工艺、新装备、新材料，有效的提剩了高速公路改扩建工程既有多种资源的高质化再利用率。

　　（三）适用范围

　　本项目研究成果可广泛应用于高速公路改扩建或改造工程过程中钢护栏、机电设施、废旧路面等再利用,其中废弃混凝土再利用技术也适合建筑废弃混凝土材料的再利用。

　　（四）获奖情况

　　《高速公路改扩建工程多种资源高质化利用关键技术》项目荣获2021年度中国交通运输协会科学技术奖“二等奖”。

项目创新点

　　（1）基于整体受力思想，创建了新型护栏连接结构，解决了既有波形梁钢护栏防撞能力不满足现行规范问题，使波形梁钢护栏碰撞能量由70kJ提升到280kJ，防护能力达到SBm级，实现了中央分隔带钢护栏全部高质化再利用。

　　（2）发明了基于旋转压实成型法的级配再生集料和水泥稳定再生集料基层的设计方法，解决了废弃水泥混凝土再生集料难以高质化应用难题；基于“分层套用”思想，建立了不同使用层位废弃水泥混凝土再生集料应用技术标准体系，实现了废弃水泥混凝土再生集料100%全利用；

　　（3）研发了粗粒式应力吸收结构层，解决了现有常用的应力吸收层抗车辙能力不足及摊铺施工难度大的难题，提出了抗裂型SMA橡胶沥青混合料设计方法和汉堡车辙试验标准，解决了橡胶沥青混合料抗车辙和抗裂性能难以综合平衡的技术难题，形成了一整套的路面耐久抗裂技术，延长路面使用寿命。

　　（4）创建了就地热再生施工过程中对再生层下层路面裂缝的处治方法，解决了沥青路面病害复杂且难以深层处治难题，提高路面耐久性30%以上。

　　（5）开发出基于建养全流程的融合施工监测和运营管理一体化的智能信息系统，建立了机电设施分类再利用基本准则和条件，解决了既有机电设施性能指标落后难以利用的难题。

应用案例

　　（1）钢护栏高质化再利用技术

　　项目于2014年~2015年在广西六景西枢纽互通加减速车道延长线工程7.5km中进行了应用。在2017~2019年广西柳南改扩建全线245km进行了应用，降低了原有护栏拆除施工费用，缩短了施工工期，减少了资源浪费。

　　（2）废弃水泥混凝土面板高质化再利用技术

　　项目在广西柳南改扩建进行了全面的应用，实现了沿线废弃水泥混凝土全部利用，减少新购集料约44万吨，不仅节约了大量的工程投资，还节约资源，避免了废料堆砌造成的土地占用和环境污染。

　　（3）路面耐久性抗裂技术

　　路面耐久抗裂技术研究成果在广西六景西枢纽互通加减速车道延长线工程中应用，效果良好。2019年在阳鹿高速项目应用本项目橡胶沥青配合比设计和汉堡车辙评价技术，极大提高了路面性能。在Ｋ1225+782~Ｋ1227+020右幅实施粗粒式应力吸收层结构试验段，目前效果良好。

　　（4）沥青路面高质化再生利用技术

　　沥青路面就地热再生技术在柳南改扩建工程应用面积超过11万平米。经过下层裂缝处理，在2年多的运营中，路面技术状况各项指标良好，优良路率100%。

　　（5）机电设施节约利用及交安信息服务技术

　　项目在柳南改扩建项目进行了全线应用，通过建立标准实现机电实施费用节约590万元。在节约利用原有机电系统的同时考虑未来运营需要进行建设，实现资产转移1900万元，节约了大量成本，提高了管理效率。

社会效益与经济效益

　　本项目通过对多种资源开展高质化再生利用研究，有效节约了钢材，减少了矿石开采；有效节约了集料使用，减少了开山采石，降低了土地占用，节省了汽车燃料；延长了沥青路面使用寿命，降低了沥青路面开裂，消耗了废旧轮胎；减少了机电设施的废弃量，降低了工程投资。整个技术有效降低了碳排放，减少了对环境的污染，保护了绿水青山，社会效益非常客观，对助力我国实现“双碳”目标具有重要的意义！