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1、科技进步奖推荐号120441科技进步奖推荐号：120-441项目名称高速公路混凝土桥面铺装层高品质快速维修成套技术及工程应用提名单位河北省教育厅项目简介项目所属科学领域：交通运输工程-道路工程桥面铺装层是桥梁上部结构的重要组成部分，同时担负着保护桥梁主体以及为行车提供舒适、安全路面功能的作用。桥面铺装层大量病害的发生，不仅直接影响了桥面的路用性能，而且极大的影响了桥梁的耐久性和运营安全。桥面铺装层的维修已成为当前公路特别是高速公路桥梁养护的重要工作，然而，混凝土桥面铺装层维修仍面临着铺装层破损机理及其关键控制因素模糊、高品质快速修补材料匮乏、桥面铺装层维修设计与施工无章可循、桥面铺装层维修与交

2、通正常运营矛盾凸显等一系列严峻挑战。本项目围绕上述关键技术难题，历经近十年理论攻关、试验探索与工程实践，形成了高速公路混凝土桥面铺装层高品质快速维修成套技术。主要创新成果如下：（1）揭示了混凝土桥面铺装层破损机理和关键控制因素，阐明了行车引起的桥梁振动对新浇筑混凝土强度、耐久性以及新老混凝土粘结性能的影响规律，给出了控制指标。（2）提出了基于灰关联的骨料优选方法及混凝土性能预测的神经网络模型，制备了一种可实现浇筑修补混凝土后1d-3d通车的早强、耐久、经济的高品质快速修补混凝土。（3）制定了专门的桥面铺装层维修设计与施工技术规范，研制了便捷移动式混凝土搅拌生产系统，开发了一套可动态监测混凝土抵

3、抗物质侵入能力的无损测试技术。本项目成果在京秦、京沪、京张等多条高速公路50余座桥梁桥面铺层维修工程中取得成功应用，产生了显著的经济与社会效益。本项目授权国家发明专利6项、实用新型专利7项、发表相关论文60余篇，其中SCI/EI论文27篇。相关成果形成了1部河北省地方标准和1部河北省技术应用指南、纳入1部国家行业标准，起到了引领和示范作用，有力促进了行业进步。主要完成单位及创新推广贡献石家庄铁道大学，项目负责单位，全面负责项目研究工作，主要贡献包括：（1）调研了河北典型高速公路桥面铺装病害特征并开展了成因分析，揭示了混凝土桥面铺装层破损机理和关键控制因素，阐明了行车引起的桥梁振动对新浇筑混凝土

4、强度、耐久性以及新老混凝土粘结性能的影响规律；（2）提出了基于灰关联的骨料优选方法及混凝土性能预测的神经网络模型，研发了高性能复合超细粉体掺合料，配制了一种可实现浇筑修补混凝土后1d-3d通车的高品质快速修补混凝土；（3）开发了一套可动态监测混凝土抵抗物质侵入能力的无损测试技术，研发了便捷移动式混凝土搅拌生产系统；（4）主持编制了桥面铺装层维修设计与施工技术规范。河北省高速公路管理局，项目主要参加单位，全面参与项目研究工作，主要贡献包括：（1）组织协调各管理处进行桥面铺装层病害调查，揭示了混凝土桥面铺装层破损机理和关键控制因素；（2）协助研发了高品质快速修补混凝土，研发了便捷移动式混凝土搅拌生

5、产系统；（3）编制了桥面铺装层维修设计与施工技术规范；（4）对项目的推广应用做出了重要贡献。河北省高速公路荣乌管理处：项目主要参加单位，主要贡献包括：（1）协助制定了桥面铺装病害特征调研方案，并参加了调研和病害成因分析；（2）协助研发了高品质快速修补混凝土；（3）对项目的推广应用做出了重要贡献。河北省高速公路京秦管理处：项目主要参加单位，主要贡献包括：（1）协助研制了便捷移动式混凝土搅拌生产系统，并作为首个试点单位进行了设备的工程应用；（2）对项目的推广应用做出了重要贡献。推广应用及经济社会效益情况（1）推广应用及经济效益情况本项目研究成果突破了桥面铺装层维修面临的一系列理论与技术难题，揭示了

6、混凝土桥面铺装层破损机理和关键控制因素，阐明了行车引起的桥梁振动对新浇筑混凝土强度、耐久性以及新老混凝土粘结性能的影响规律，给出了控制指标，提出了基于灰关联的骨料优选方法及混凝土性能预测的神经网络模型，制备了一种可实现浇筑修补混凝土后1d-3d通车的早强、耐久、经济的高品质快速修补混凝土，制定了专门的桥面铺装层维修设计与施工技术规范，研制了便捷移动式混凝土搅拌生产系统，开发了一套可动态监测混凝土抵抗物质侵入能力的无损测试技术，最终形成了高速公路混凝土桥面铺装层高品质快速维修成套技术。本项目成果在京秦高速公路K165+385、K44+823、京沪高速公路K193+734、K158+175、京张高

7、速公路K120+685、K73+849、京衡高速公路K1354+053、K1358+088等多条高速公路50余座桥梁桥面铺层维修工程中取得成功应用，提高了桥面铺装层维修的质量，有效延长了使用年限，减少了维修频次，且大幅度降低了桥面铺装层维修用时，近三年来研究成果的推广应用产生经济效益10714.08万元，经济效益显著。（2）社会效益针对桥面铺装层维修需解决的关键理论与技术难题，本项目最终形成了高速公路混凝土桥面铺装层高品质快速维修成套技术，本项目授权国家发明专利6项、实用新型专利7项、发表相关论文60余篇，其中SCI/EI论文27篇。相关成果形成了1部河北省地方标准和1部河北省技术应用指南、纳

8、入1部国家行业标准，起到了引领和示范作用，有力促进了行业进步。研究成果显著提高了桥面铺装层维修的质量和耐久性，且大幅度减少了桥面铺装层维修用时，大大缓解了桥面铺装层维修与交通正常运行的突出矛盾，有效减轻了交通管理部门的社会压力。课题的推广应用，为我省和我国类似工程基础设施维保提供了有力的技术支撑，为我国高速公路桥面铺装层维修和建造技术体系的完善和水平提升做出重要贡献，将产生巨大的、长远的经济效益、环境效益和社会效益。代表性论文专著目录1 Wei Wang；Shuo Liu；Qizhi Wang； Wei Yuan； Mingzhang Chen； Xiaotian Hao； Shuai Ma；

9、Xuanyu Liang. The Impact of Traffic-Induced Bridge Vibration on Rapid Repairing High-Performance Concrete for Bridge Deck Pavement Repairs. Advances in Materials Science and Engineering. Article ID 632051, Volume 2014(2014). 2 Lijuan Kong, Yong Ge. Mechanism study of effect of coarse aggregate size

10、on permeability of concrete. ACI Materials Journal. 2015, 112(6): 767-774. 3 Lijuan Kong, Yuanbo Du. Interfacial interaction of aggregate-cement paste in concrete. Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed. 2015, 30(1): 117-121.4 Lipeng Wu, Peng Dai, and Yong Li. Determination of the

11、Transport Properties of Structural Concrete Using AC Impedance Spectroscopy Techniques. Journal of Engineering, Article ID 2630186, Volume 2016 (2016).5 孔丽娟, 张蓓, 沈英明, 王伟, 孙国文. 强化污水对水泥砂浆腐蚀的交流阻抗研究. 混凝土. 2017, (2): 98-102. 6 史磊.连续箱梁桥桥面混凝土铺装层的受力分析J.公路交通科技,2014,114(06):296-300主要知识产权证明目录1. 发明专利：混凝土受硫酸盐侵蚀深

12、度实验室测定方法（专利号：ZL201610931510.X）2. 发明专利：隧道衬砌硫酸盐腐蚀探测方法（专利号：ZL201610931257.8）3. 发明专利：碳纤维布预约束超高性能混凝土柱的制造方法（专利号：ZL201710048944.X）4. 发明专利：钢筋与混凝土粘结损伤测试方法（专利号：ZL201610145020.7）5. 发明专利：快捷移动式混凝土搅拌站（专利号：ZL201320803940.5）6. 发明专利：一种基于快捷移动式混凝土搅拌站的混凝土施工方法（专利号：ZL201310682386.4）7. 实用新型专利： 混凝土抗裂性能测试装置（专利号：ZL2018209937

13、39.0）8. 实用新型专利：一种钢筋锈蚀检测装置（专利号：ZL201821004063.4）9. 实用新型专利：一种水泥基材料交流阻抗测试装置（专利号：ZL201721632553.4） 10. 实用新型专利：混凝土中氯离子收集及移除装置（专利号：ZL201620182642.2）11. 实用新型专利：一种混凝土现场真空饱水设备（专利号：ZL201320128781.3）12. 实用新型专利：混凝土收缩变形测量装置（专利号：ZL201820993771.9）13. 实用新型专利：导电混凝土电阻抗层析成像测试装置（专利号：ZL201721557138.7）主要完成人情况表（排名、姓名、技术职称

14、、工作单位、对本项目技术创造性贡献、曾获奖励情况）排名姓名技术职称工作单位完成单位贡献曾获奖情况1王伟教授石家庄铁道大学石家庄铁道大学项目负责人，全面负责项目研究工作，对创新点一、二、三有贡献：（1）揭示了混凝土桥面铺装层破损机理和关键控制因素，阐明了行车引起的桥梁振动对新浇筑混凝土强度、耐久性以及新老混凝土粘结性能的影响规律；（2）配制了一种可实现浇筑修补混凝土后1d-3d通车的高品质快速修补混凝土；（3）主持编制了桥面铺装层维修设计与施工技术规范；（4）研发了便捷移动式混凝土搅拌生产系统。曾获2015年河北省科技进步三等奖，排名1。2赵宝平教授级高工河北省高速公路管理局河北省高速公路管理局

15、项目的主要完成人之一，对创新点一、三有贡献：（1）编制了桥面铺装层维修设计与施工技术规范；（2）研发了便捷移动式混凝土搅拌生产系统。此外，对项目的推广应用做出了重要贡献。曾获2003年河北省科技进步三等奖，排名2；曾获2002年河北省科技进步三等奖，排名4。3吴立朋副教授石家庄铁道大学石家庄铁道大学项目的主要完成人之一，对创新点三有重要贡献，开发了一套可动态监测混凝土抵抗物质侵入能力的无损测试技术，是项目推广应用过程中现场技术的主要负责人。4史磊高工河北省高速公路管理局河北省高速公路管理局项目的主要完成人之一，对创新点一、三有贡献：（1）揭示了混凝土桥面铺装层破损机理和关键控制因素；（2）编制了桥面铺装层维修设计与施工技术规范。此外，对项目的推广应用做出了重要贡献。5孔丽娟副教授石家庄铁道大学石家庄铁道大学项目的主要完成人之一，对创新点二有重要贡献，提出了基于灰关联的骨料优选方法及混凝土性能预测的神经网络模型，研发了高性能复合超细粉体掺合料，配制了一种可实现浇筑修补混凝土后1d-3d通车的高品质快速修补混凝土，是项目开展过程中室内试验的主要负责人。6沈英明副教授石家庄铁道大学石家庄铁道大学项目的主要完成人之一，对创新点一、三有贡献，协助调研了河北典型高速公路桥面铺装病害特征和成因分析，参编了桥面铺装层维修设计与施工技术规范，是项目开展过程中室内试验的主要负责人。曾获20