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我公司参与申报2019年国家科学进步奖项目"沥青路面高效养护关键技术及应用"公示

发布时间:2019-01-11 18:54:09

  由我公司参与完成的"沥青路面高效养护关键技术及应用"项目拟申报2019年度国家科学进步奖。根据相关要求,现对项目基本信息进行公示。公示期2019年1月11日-2019年1月17日。

  公示期间,任何个人或单位如对项目完成情况,完成人等持有异议的,可在公示期内以实名和书面形式向我单位反映,并提供必要证明材料。提出异议的个人或单位须在书面材料上签名或盖章,并提供有效联系方式。凡匿名,冒名和超出时限的异议不予回应。

  联系人:宋学娟   13810882680

北京市政路桥建材集团有限公司

2019年1月11日

 

国家科学技术奖提名公示

 

一、项目名称

沥青路面高效养护关键技术及应用

二、提名者及提名意见

提名者:交通运输部

随着我国公路网基本形成,公路发展由“建设为主”转入“建养并重”阶段,养护技术不匹配、不协调、不适应的矛盾凸显。该项目以养护频度最高、养护需求最大的沥青路面为研究对象,针对传统养护与服役功能主动保持不同步、节能生产与耐久性不兼容、大比例旧料再生与路用性能不协调的三大技术瓶颈,历经十余年的科研攻关,形成了具有自主知识产权的沥青路面高效养护关键技术和标准体系。创新成果包括:研发了快速化预防性养护技术,解决了服役初期传统养护方法无法适应服务功能主动保持的难题,实现了对路面性能衰变的有效控制;研发了高节能耐久性铺面技术,解决了路面生产能耗高与材料疲劳寿命不兼容的技术难题,实现了服役中期路面的耐久低碳化加铺;研发了高性能原位再生技术及装备,解决了厂拌热再生旧料掺配比例小和冷再生应用品质低的技术难题,实现了服役末期路面高效循环和重建。

成果成功应用于交通运输部绿色交通科技示范工程和节能减排示范项目、2008奥运工程、长安街改造工程(获“詹天佑”奖)等30多个省份10000余车道公里养护工程以及6大洲20余个国家,树立了“降能20%以上、减排60%以上、旧料100%利用、延缓大中修2~3年”的世界沥青路面养护新标杆,引领了我国道路行业的科技进步,支撑了“一带一路”倡议和“走出去”战略。多位院士专家评审认为成果具有显著的创新性,应用前景广阔,总体达到国际领先水平。

提名项目申报2019年国家科学技术进步奖二等奖。

三、项目简介

沥青路面直接承受交通荷载和自然环境频繁作用,性能衰变快、服役周期短、维养需求大,目前我国每年仅高速公路沥青路面养护工程就超过2万公里,是新建通车里程2倍以上。沥青路面养护占用巨额财税资金和通行费,消耗巨量不可再生资源,目前每年已达到开山采石3亿吨、产生废旧路面材料2亿吨、混合料生产消耗燃料油25亿升并排放CO2500万吨的规模,并将随着我国道路网扩容和运营期增长持续快速增加。因此,亟需解决沥青路面服役功能衰变快、资源能源消耗高、废旧材料数量大的技术难题。这直接关系到公路网巨额资产的保值、数万亿元养护投入的效益、13.8亿老百姓的畅通出行,意义十分重大。

项目围绕沥青路面服役初期的功能保持、服役中期的低碳铺筑、服役末期的原位再生,针对传统养护与服役功能主动保持不同步、混合料节能生产与耐久性不兼容、大比例旧料再生与路用性能不协调的三大技术瓶颈,依托国家科技支撑计划等重大研发项目,历经15年“产-学-研-用”联合攻关,取得以下创新成果:

1、快速化预防性养护技术。揭示了橡胶粉-改性剂-增塑剂三相复合体系性能演变行为,研制了自粘式贴缝带、酰胺多胺衍生系列乳化剂等材料,开发了连续式微表处施工机组配置系统及成套装备,提升养护效率2~4倍,延缓大中修2~3年,节省养护成本10%以上,实现了路面病害耐久处治和服役功能快速提升,主编了路面局部病害处治材料和微表处试验-检定-设计-施工-验评系列标准。

2、高节能耐久性铺面技术。基于两亲基团改性降黏作用机制及高分子材料与沥青的三维网状交联机理,开发了表面活性剂类温拌剂和水基高分子类冷拌改性剂,建立了“变温度-等体积”混合料协调设计方法,实现了生产能耗降低20%以上、CO2和沥青烟等有害气体排放减少60%和80%以上、疲劳寿命延长10%以上,铺筑了全球首条温拌SMA路面示范工程。

3、高性能原位再生技术及装备。揭示了新-旧沥青界面混溶机理及活化改性橡胶粉-水泥浆体致密作用机制,提出了再生材料与结构一体化设计方法,开发了多步法就地热再生机组和厂拌冷/热再生系列装备,实现了大比例旧料(45~65%)厂拌热再生原位应用和冷再生混合料性能提升20%以上,主编了国内首部沥青路面再生技术规范行业标准。

项目获省部级一等奖6项,授权发明专利26项、实用新型专利38项,制定行业标准、国家级工法15部,发表SCI/EI论文58篇、专著9部,建立了3个国家级科研平台和2个省部级创新团队。成果应用于交通运输部绿色交通科技示范工程和节能减排示范项目、2008奥运工程、长安街改造工程(获“詹天佑”奖)等30余省份10000余车道公里养护工程以及6大洲20余国家,形成了具有自主知识产权的沥青路面高效养护关键技术和标准体系,树立了“降能20%以上、减排60%以上、旧料100%利用、延缓大中修2~3年”的世界沥青路面养护新标杆,引领了我国道路行业的科技进步,支撑了“一带一路”和“走出去”战略。多位院士专家评审认为成果“具有显著的创新性,应用前景广阔,总体达到国际领先水平”。

四、客观评价

1.与国内外同类技术的比较

(1)病害处治技术方面:本项目在国内首次建立了完整的路面局部病害快速处治材料标准体系,为国内同类技术提供了技术遵循;本项目研发的裂缝处治材料适用的最低环境温度达到-40℃,国外同类技术只有-30℃。

(2)功能提升技术方面:本项目在国内首次建立了微表处设计-施工-检测-验收系列方法,为国内同类技术提供了技术遵循;本项目研发的微表处技术,根据我国现实需求进行针对性开发和性能提升,创造性地将其大规模应用在高速公路,而国外同类技术主要适用于中、低交通量道路。

(3)温拌沥青技术方面:本项目首次提出了“等体积-变温度”设计方法,将最佳生产施工温度的控制精度控制在±5℃;首次提出了温拌效果鉴别方法,鉴别准确率达到95%以上。

(4)冷拌冷铺技术方面:本项目的沥青与集料黏附性达到5级,混合料冻融劈裂强度比大于75%,可满足沥青面层使用要求,而国内、外同类技术仅为3级和40~50%。

(5)热再生技术方面:研发的大比例厂拌热再生旧料掺配比例为45~65%,而国外同类技术一般为30%左右。

(6)冷再生技术方面:本项目在国内首次建立了再生技术规范,为同类技术提供了技术遵循;研发的高性能冷再生技术,开放交通时间缩短至3d,而国外同类技术一般为7d。

2.鉴定验收意见

(1)中国工程院郑健龙院士等多名专家对“沥青路面高效养护关键技术及应用”项目的科技成果评价:“项目成果具有显著的创新性,应用前景广阔,总体达到国际领先水平”。

(2)中国公路学会对“道路铺面材料废物循环利用技术及示范”项目的科技成果评价:“该项目揭示了改性沥青再生相态特性和沥青多次再生机理……,该项目研究成果总体上达到国际领先水平。”

(3)中国循环经济协会对“沥青路面再生利用与低碳建造关键技术研究及应用”项目的科技成果评价:“构建了废旧SBS改性沥青混合料再生设计及性能评价体系……,该项目成果整体技术达到国际领先水平。”

(4)交通部科技司对“改性乳化沥青稀浆封层养护技术”项目的科技成果鉴定:“提出了材料的技术要求、混合料设计指标与方法、施工工艺……,该项目研究成果总体达到国际先进水平。”

(5)中国公路学会对“沥青路面裂缝处治技术及标准研究”项目的科技成果评价:“揭示了裂缝处治失效破坏机理,建立了沥青路面裂缝处治材料标准体系……,研究成果总体达到国际领先水平”。

3.外籍院士评价意见

白俄罗斯国家工程院院士韦连科·弗拉基米尔教授认为:该项目成果具有显著的技术先进性,对白俄罗斯沥青路面绿色养护提供了很有意义的借鉴,其微表摊铺车等路面养护装备和技术在白俄罗斯得到了成功应用。

南非工程院院士Fred Hugo教授认为:该项目成果具有新颖性,为发展中国家沥青路面绿色发展提供了中国方案。南非与中国有非常类似的路面结构,该项目的研究成果,尤其是其中的沥青路面冷再生技术,极具启发性。

4.检测报告

(1)国家道路及桥梁质量监督检验中心检测报告表明:本项目成果之温拌沥青混合料路面的路面技术状况均满足国家规范“优”水平。

(2)国家环境分析测试中心检测报告表明:本项目成果之温拌沥青混合料, CO2、NOx、SO2等温室气体排放减少60%以上,沥青烟、苯可溶物、苯并[a]芘等致癌物的排放降低80%以上。

(3)西安筑路机械测试中心检测报告表明:本项目厂拌热再生设备性能指标满足国标规定及设计要求。

5.获奖情况

序号

获奖项目名称

获奖时间

奖项名称

奖励等级

授奖单位

对应创新点

1

重交通条件下的高比例RAP沥青路面关键技术研究与应用

2015

北京市科学技术奖

一等奖

北京市

创新点3

2

环保沥青路面新材料研发与工程应用

2013

教育部科学技术进步奖

一等奖

教育部

创新点2

3

温拌沥青混合料应用技术研究

2014

中国公路学会科学技术奖

一等奖

中国公路学会

创新点2

4

沥青路面裂缝处治技术及标准研究

2015

中国公路学会科学技术奖

一等奖

中国公路学会

创新点1

5

沥青路面就地热再生技术及设备的推广应用

2017

中国公路学会科学技术奖

一等奖

中国公路学会

创新点3

6

沥青路面再生利用与低碳建造关键技术研究及应用

2018

中国循环经济协会科学技术奖

一等奖

中国循环经济协会

创新点2、3

 

6.优质工程

(1)“北京市长安街改造工程”项目荣获第十三届中国土木工程詹天佑奖。

(2)交通运输部科技示范工程“庐山西海高速公路安全绿色交通科技示范工程”经交通运输部科技司验收合格,并取得诸多创新成果。

(3)“泡沫沥青厂拌冷再生技术在陕西的应用”项目入选交通运输部第五批节能减排示范项目。

(4)“北京市平谷区平蓟路大修工程”荣获2015年度北京市政基础设施竣工长城杯金质奖工程。

五、应用情况

项目成果在交通运输部绿色交通科技示范工程“庐山西海高速公路”、节能减排示范项目“泡沫沥青厂拌冷再生技术在陕西的应用”,北京2008奥运工程、长安街改造工程(获“詹天佑”奖)等30多个省份10000余车道公里的路面养护工程,以及6大洲20余个国家得到成功应用。

表5 主要应用单位情况表

序号

单位名称

应用的技术

应用对象及规模

应用起止时间

单位联系人/电话

1

中国葛洲坝集团公路运营有限公司

整体应用

高速公路

70万㎡

2005~2015

屈庆余/18371722334

2

山东高速集团有限公司

整体应用

高速公路

715万m2

2013~2015

张建民/18654553636

3

北京市政路桥管理养护集团有限公司

整体应用

国道等

12000车道公里

2008~2018

卢九章/13331107545

4

中交第二公路工程局有限公司

创新点1、3

高速、海外

960万m2

2008~2015

王飚/02989560319

5

湖南高速百通建设投资有限公司

整体应用

高速公路

300万m2

2005~2018

李杰/13607448752

6

北京市政路桥建材集团有限公司

创新点2、3

长安街等

2442万m2

2005~2015

宋学娟/13810882680

7

河南省高远公路养护技术有限公司

创新点1

高速、海外

2500万m2

2003~2015

石颖/13966726861

8

新疆交通建设集团股份有限公司

创新点1

高速、国道

4.5万m2

2012~2015

黄勇/13565931958

9

山西喜跃发道路建设养护有限公司

创新点1、3

高速、国道

1012万m2

2007~2015

金芳/18636167788

10

四川天助公路工程有限公司

创新点1

高速公路

1000万m2

2006~2015

江礼忠/13330994300

11

福建省高速公路养护工程有限公司

创新点1

高速公路

300万m2

2003~2015

高晓影/(0591) 87077395

12

深圳市盛通万虹公路养护工程有限公司

创新点1

高速公路1000万m2

2012~2015

曾淑红/13923432292

13

辽宁省高速公路运营管理责任有限责任公司养护管理中心

创新点1

高速公路140万m2

2015~2015

王鑫/024-82364412


 

六、主要知识产权和标准规范等目录

知识产权(标准)类别

知识产权(标准)具体名称

国家

(地区)

授权号(标准编号)

授权(标准发布)日期

证书编号
(标准批准发布部门)

权利人(标准起草单位)

发明人(标准起草人)

发明专利(标准)有效状态

标准

《公路沥青路面再生技术规范》

中国

JTG F41-2008

2008.4.1

交通运输部

交通运输部公路科学研究所

黄颂昌;徐剑;秦永春,等

其他有效的知识产权

发明专利

用于评价贴缝胶的施工性能的测试组件及方法

中国

ZL201410424657.0

2017.1.11

2341020

交通运输部公路科学研究所

李峰;徐剑,等

有效专利

发明专利

一种环氧树脂改性乳化沥青混合料设计方法

中国

ZL201610015341.5

2018.3.27

2857617

北京建筑大学

季节,等

有效专利

标准

《乳化沥青稀浆混合料湿轮磨耗试验仪》

中国

JJG(交通)090-2009

2009.4.24

交通运输部

交通运输部公路科学研究所

徐剑;李峰;秦永春,等

其他有效的知识产权

发明专利

沥青路面精细抗滑保护层及其铺筑方法

中国

ZL201210303375.6

2014.7.9

1440271

河南省高远公路养护技术有限公司

刘廷国;岳学军,等

有效专利

发明专利

一种高RAP比例的热再生沥青混合料的设计方法

中国

ZL201410406713.8

2016.8.24

2202958

北京建筑大学,等

季节,等

有效专利

发明专利

就地热再生复拌机斜刮板式输送机

中国

ZL200910260771.3

2011.12.14

878929

山东省路桥集团有限公司

周新波,等

有效专利

发明专利

一种橡胶粉改性水泥稳定碎石混合料中三因素水平的确定方法

中国

ZL201510038806.4

2016.5.18

2074422

北京建筑大学

季节,等

有效专利

其他

《公路全寿命周期能耗分析与节能策略》

中国

专著

2016.7.8

出版机构:人民交通出版社

交通运输部公路科学研究所

徐剑,等

其他有效的知识产权

论文

《Laboratory evaluation of short and long term performance of hot-poured sealants》

美国

SCI检索号:000404196700004

2017.5.4

期刊:Construction and Building Materials

北京航空航天大学

李峰,等

其他有效的知识产权

 


 

七、主要完成人情况

姓名

排名

行政职务

技术职称

工作单位

完成单位

对本项目技术创造性贡献

徐剑

1

主任

正高级

交通运输部公路科学研究所

交通运输部公路科学研究所

项目总负责人,对创新点1,2,3均做出贡献。主要包括:1.提出了以微表处技术为主体的沥青路面预防性养护技术体系;2.提出了温拌沥青混合料成套铺装技术;3.揭示了冷再生混合料的内部交互作用机制和强度形成机理,提出了相应的冷再生路面典型结构。

季节

2

/

正高级

北京建筑大学

北京建筑大学

对创新点2,3做出贡献。主要包括:1.提出了冷拌冷铺沥青混合料设计方法;2.开发了生物复合沥青再生剂,提出高比例RAP热拌沥青混合料设计方法;3.构建了不同交通荷载下的橡胶粉粒径、掺量及新水泥/二灰剂量三因素之间的匹配方法。

秦永春

3

/

正高级

交通运输部公路科学研究所

交通运输部公路科学研究所

对创新点1,2,3均做出贡献。主要包括:1.揭示了微表处混合料强度形成机制;2.揭示了界面化学法沥青混合料的降温拌和机制,提出了基于拌和阻尼与压实能指数的温拌沥青混合料施工特性评价方法;3.揭示了SBS改性沥青老化与再生相态特性的作用机理。

李峰

4

/

正高级

北京航空航天大学

北京航空航天大学

对创新点1,2,3做出贡献。主要包括:1.开发了路面局部破损快速养护材料,并制定了相关材料的交通运输部行业标准;2.提出了温拌沥青混合料能耗评价体系;3.提出了泡沫沥青冷再生混合料泡沫沥青发泡特性控制方法及标准。

周新波

5

董事长

正高级

山东省路桥集团有限公司

山东省路桥集团有限公司

对创新点1,3做出贡献。主要包括:1.参与了微表处混合料设计、施工研究;2.主要完成了就地热再生机组的开发,提出了沥青路面多步法就地热再生工法;3.负责沥青路面热再生等技术的推广应用。

李宝生

6

副部长

副高级

北京市政路桥建材集团有限公司

北京市政路桥建材集团有限公司

对创新点2,3做出贡献。主要包括:1.提出了基于流变特性的温拌沥青混合料路用性能评价指标;2.提出了废旧SBS改性沥青精准回收评价和再生剂最佳用量确定方法。

刘廷国

7

董事长兼总经理

正高级

河南省高远公路养护技术有限公司

河南省高远公路养护技术有限公司

对创新点1做出贡献。主要包括:1.参与揭示了微表处混合料强度形成机制,研发了微表处摊铺车等路面快速养护系列装备;2.负责微表处、局部病害修补等技术的推广应用;3.参与研发了高性能冷补料、灌封胶等路面快速养护材料;

岳学军

8

副总经理

正高级

河南省高远公路养护技术有限公司

河南省高远公路养护技术有限公司

对创新点1做出贡献。主要包括:1.参与研发了慢裂快凝乳化剂、改性乳化沥青等路面快速养护材料;2.参与揭示了沥青路面裂缝形成机理;3.研发了微表处摊铺车等路面快速养护系列装备。

张建民

9

副主任

副高级

山东省路桥集团有限公司

山东省路桥集团有限公司

对创新点1,3做出贡献。主要包括:1.参与研发了微表处用乳化沥青;2.参与了大比例废旧料的再生混合料设计方法研究;3.主要完成了沥青路面热再生技术的推广应用。

薛成

10

总工办副主任

正高级

中交第二公路工程局有限公司

中交第二公路工程局有限公司

对创新点1,3做出贡献。主要包括:1.参与了微表处混合料性能评价的研究;2.参与了泡沫沥青冷再生混合料强度形成机制的研究;3.主要完成了沥青路面冷再生技术的推广应用。


 

八、主要完成单位及创新推广贡献

主要完成单位

创新推广贡献

交通运输部公路科学研究所

交通运输部公路科学研究所主持了项目研究工作,是创新点1、2、3的主要完成单位,对项目主要贡献如下:建立了以微表处、局部病害快速处治技术为主体的沥青路面预防性养护技术体系;提出了温拌沥青混合料成套铺装技术;形成了高性能冷再生沥青路面材料与结构一体化设计方法与性能评价体系,揭示了SBS改性沥青老化与再生相态特性作用机理,引领和推动了我国温拌、微表处预防性养护、沥青路面再生技术的发展和推广应用。

北京建筑大学

北京建筑大学是创新点2、3的主要完成单位,对项目的主要贡献如下:开发了生物复合沥青再生剂;提出了冷拌冷铺沥青混合料设计方法和高比例旧料再生沥青混合料设计方法,并应用到实体工程;提出了利用表面改性橡胶粉对路面结构的增柔改性技术,并应用到实体工程。

北京航空航天大学

北京航空航天大学是创新点1、2、3的主要完成单位,主要贡献如下:揭示了橡胶粉-改性剂-塑化剂三相复合体系性能演变行为;提出了路面局部破损处治材料的性能评价方法;提出了泡沫温拌沥青发泡特性控制方法。

山东省路桥集团有限公司

山东省路桥集团有限公司是创新点3的主要完成单位,主要贡献如下:开发了具有自主知识产权的沥青路面就地热再生机组;提出了沥青路面多步法就地热再生工法,促进了沥青路面热再生等技术的推广应用。

河南省高远公路养护技术有限公司

河南省高远公路养护技术有限公司是创新点1的主要完成单位,主要贡献如下:研制了改性乳化沥青、灌封胶、贴缝带等路面快速养护材料;开发了微表处摊铺车等路面快速养护系列装备,促进了微表处、局部病害修补等技相关材料、设备在国内外的推广应用。

中交第二公路工程局有限公司

中交第二公路工程局有限公司是创新点3的主要完成单位,主要贡献如下:提出了沥青路面冷再生混合料生产、摊铺、压实成套施工技术,建立了泡沫沥青冷再生路面施工质量控制标准,促进了沥青路面冷再生技术的应用。

北京市政路桥建材集团有限公司

北京市政路桥建材集团有限公司是创新点2、3的主要完成单位,对项目的主要贡献如下:提出了温拌沥青混合料施工质量控制标准,形成了再生SBS改性沥青路面成套施工工艺,促进了沥青路面温拌技术、热再生技术的推广应用。


 

九、完成人合作关系说明

完成人合作关系情况汇总表

 

序号

合作方式

合作者

合作时间

合作成果

证明材料

1

共同评价

徐剑、季节、秦永春、李峰、周新波、李宝生、刘廷国、岳学军、张建民、薛成

2018年

沥青路面高效养护关键技术及应用

评价证书

2

共同立项

徐剑、季节

2006年

温拌沥青混合料应用技术研究(2006 318 223 114)

立项合同

3

共同知识产权

李峰、徐剑、秦永春,等

2015年

路面加热型密封胶(JT/T 740-2015)

行业标准

4

共同知识产权

徐剑、岳学军、秦永春、李峰

2008年

乳化沥青稀浆混合料湿轮磨耗试验仪JT/T 708-2008

行业标准

5

共同知识产权

刘廷国、岳学军

2014年

沥青路面精细抗滑保护层及其铺筑方法(ZL201210303375.6)

发明专利

6

共同知识产权

周新波、张建民

2017年

沥青路面多步法就地热再生施工工法(SDSJGF616-2017)

省级工法

7

产业合作

徐剑、薛成

2014年

合作指导中交第二公路工程局有限公司就地热再生施工和产业推广。

中交二公局文件

8

共同知识产权

秦永春、李宝生

2012

温拌沥青路面施工及验收规程

地方标准

 

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