科技先导，建设资源节约型环境友好型交通

科技先导，建设资源节约型环境友好型交通--------材料节约与循环利用西部项目概览资源节约、环境友好是我国经济社会发展的客观要求，也是交通事业可持续发展的必然选择。走资源节约型、环境友好型发展道路必须依靠科技创新，发挥科技的支撑和引领作用，积极开展资源节约、环境保护方面的研究，这也是西部交通建设科技项目支持的重点。其中，材料节约与循环利用是一个重要研究领域，包括五个方面：地方材料利用、新材料研发、循环利用、优化设计和绿色能源利用。一、地方材料利用主要目的在于缓解公路建设对建筑材料的巨大需求与材料匮乏的矛盾，就地取材，降低工程造价。相关研究项目有：风积沙路用性能、硅藻土改性沥青混合料路用性能、机制砂混凝土技术、火山灰材料应用、固化剂稳定土路面基层应用、岩沥青路用性能、工业废弃物利用等。1、风积沙路用性能研究沙漠地区砂石等筑路材料相对缺少，运输成本高，但风积沙分布广泛、储量丰富、取材方便，有效利用风积沙作为筑路材料，可大大降低成本，促进沙漠地区公路建设快速发展。主要研究成果：不同等级公路采用风积沙填筑路基的施工方法、施工工艺及质量控制措施。研究成果解决了沙漠地区风积沙用作路基、路面底基层及基层的多项技术难题，为有关技术规范规程提供了科学依据。成果在塔中、塔中一井～且末等6条沙漠公路中应用，取得的直接经济效益6800万元。2、火山灰材料在道路工程中的应用研究(在研)我国火山灰资源丰富，在黑龙江、吉林、内蒙古、新疆、西藏等十二个省份均有分布。火山灰特有的多孔隙结构使其能够对路基和路面基层起到保温作用，对减少我国东北、西北地区公路冻胀、冻裂等冻害发生具有重要作用；火山灰又是一种轻型的路基填料，对处理软土路基，减少路基沉降也将起到一定的作用。预期的主要研究成果：火山灰材料用于路面基层、面层的设计参数，《公路火山灰材料设计与施工技术指南》。3、硅藻土改性沥青混合料路用性能的研究我国硅藻土资源丰富。硅藻土改性沥青有较高的性价比，与普通沥青相比，路面增加的造价仅为0.4元/m2.cm左右，但性能却大大优于普通沥青路面；与SBS改性沥青相比，性能相当，路面造价可降低60%以上。主要研究成果：《硅藻土改性沥青路面设计施工指南》、《沥青路面专用硅藻土改性剂技术标准》和《硅藻土改性沥青路面施工质量控制与检验指标》，已在云南省600公里公路建设中推广应用。4、岩沥青资源开发与路用性能研究（在研）天然岩沥青具有非常优良的路用性能，如果要最大程度发挥其技术性能，不应直接作沥青使用，应将其作为人工沥青的改性剂，少量掺配使用，形成改性沥青。大量研究与工程实践表明，使用天然改性沥青铺筑的沥青路面，具有“四高二强”的特点，“四高”指使用寿命高、稳定性高、摩擦系数高、抗疲劳强度高，“二强”指抗水损能力强、耐微生物侵蚀能力强。预期的主要研究成果：国产岩沥青路用产品，解决路面工程应用国产岩沥青材料的设计与施工技术，路用天然岩沥青产品技术标准和岩沥青改性应用技术指南。5、锶盐废渣在农村公路中的应用研究(在研)西部地区锶矿丰富，但生产锶盐过程中会产生大量废渣，据不完全统计，目前锶盐废渣累计数量已达4000多万吨，如不进行合理处理，会占用土地，污染环境，尤其是地下水，从而严重影响当地居民健康。如果能发掘其路用价值，开发应用于农村公路建设，既能降低农村公路造价，解决农村公路建设资金紧张问题，又能实现环保，达到“双赢”效果。预期的主要研究内容：锶盐废渣物理、化学特性；锶盐废渣混合料强度形成机理；锶盐废渣路面结构组合及典型结构；锶盐废渣路面环境影响评价。二、新材料研发主要目的在于研发能够适应西部地区的自然环境、提高交通基础设施长期使用性能的新型材料。相关研究项目包括：聚合物水泥混凝土技术、轻质混凝土技术、油砾石技术、温拌沥青混合料技术等新型特色路用材料的研究与开发。1、柔性纤维混凝土、聚合物水泥混凝土在路面中的应用研究聚合物水泥混凝土是一种加入高分子材料和特殊助剂的改性水泥混凝土，有“五好”：柔韧性好、热稳定性好、水稳定性好、抗老化性好、耐久性好，有“一高”：强度高；而且功能多样，能够透水、降噪、变化彩色景观、进行彩色标识，并可进行路面薄层铺装，节约资源，降低造价。主要研究成果：强度高、变形性能优的路用聚合物水泥胶结料（首次、自行研制）；聚合物改性水泥混凝土新型路面结构形式。2、轻质混凝土用于大跨径桥梁的研究西部地区多山岭重丘区，在这些地区修筑高等级公路，为尽量避免扰动原生地质层，以及符合环保需要，必然要多采用高墩大跨的桥梁结构形式。大跨径桥梁中应用轻质混凝土，可节约大量材料，有效降低大桥自重，增强桥梁抗震能力。西部地区轻骨料资源储备丰富，便于就地取材，并促进环保。主要研究成果：高性能轻质混凝土的材料性能、高强混凝土构件力学性能和轻质高强混凝土用于大跨径桥梁的设计施工技术。项目成果在安楚高速公路上修建了跨径36米的跨线试验桥，取得了大量的实验数据和完整的阶段性成果，已具备在大跨径桥梁上实施的条件。3、大兴安岭地区油砾石路面技术的开发研究油砾石路面可充分利用当地天然砾石资源，工程造价低、路面抗低温开裂性能好、开裂后能够自愈、变形适应能力强、易于维修养护，经济实用，适合于我国寒区中小交通量公路建设。主要研究成果：油砾石路面的工作机理，适宜我国寒冷地区中小交通量公路的油砾石路面典型结构（首次），应用现有设备生产油砾石材料的工艺方法与质量控制措施，“寒区油砾石路面设计与施工技术指南”。4、温拌沥青混合料应用技术研究（在研）沥青混合料根据拌和、摊铺、碾压温度的高低一般分为两类：热拌沥青混合料和冷拌（常温）沥青混合料。温拌沥青混合料与普通热拌沥青混合料相比，具有以下优点：①减少燃料消耗，节省能源20%～30%左右；②减少沥青烟的排放，降低对环境的污染和对施工人员健康的损害；③减轻热拌过程中沥青的老化，延长沥青路面的使用寿命。预期的主要研究成果：温拌沥青混合料的设计方法和性能评价方法，编制《温拌沥青混合料技术指南》。三、循环利用主要目的在于推进路面材料再生技术的研发和推广应用，提高沥青路面材料的循环利用水平。相关研究项目包括：沥青路面再生利用、水泥混凝土路面再生利用、废旧橡胶粉用于筑路技术、疏浚土综合利用技术等方面的研究。1、沥青路面再生利用关键技术研究（在研）沥青混合料的再生利用是指将需要翻修或者废弃的旧沥青混合料，经过翻挖、回收、破碎、筛分，再和新集料、新沥青材料适当配合，重新拌和，形成具有一定路用性能的再生沥青混合料，用于路面坑槽修补、铺筑路面面层或基层；有利于处治废料，节约能源，保护环境。预期的主要研究成果：沥青高效再生剂，相应的冷再生和热再生沥青混合料的路用性能指标和施工技术指南。2、水泥混凝土路面再生利用关键技术研究水泥混凝土路面再生利用是指将水泥混凝土路面破碎后作为基层或底基层，然后加铺面层。主要研究成果：改造具体破碎施工工艺，不同路面结构下路面破碎后其废料的利用方法。其成果在广西1000公里水泥路面中应用，节约工程费的20－30％。3、废旧橡胶粉用于筑路的技术研究废旧橡胶粉筑路应用技术主要是将废旧轮胎经粉碎加工处理成橡胶粉末，掺加到沥青混合料中以改善沥青混合料性能的目的，使废物重新利用，实现环保的目的。西部项目研究和工程实践表明，废胎胶粉筑路技术能有效改善路用性能，减薄路面厚度，与常规的沥青路面相比，适当使用废旧橡胶粉，在达到相同使用效果的同时可使沥青混凝土面层厚度减薄30％~70％，降低工程造价20%左右，还能够降低路面噪音。研究成果在河北、四川、广东、山东、贵州5省试验路成功应用，制定了相应的技术标准或指南。4、疏浚土综合利用关键技术研究（在研）随着水运工程建设的蓬勃发展，疏浚土综合利用的迫切性已十分明显。合理处置疏浚土，不仅可减轻对环境的影响，还能增加大量的土地资源，提供工农业和生活用地，实现人与自然的和谐发展。疏浚土综合利用在我国尚无明确的技术规范可循。预期的主要研究内容：提出推广疏浚土综合利用的有关扶持政策和法规的建议；研究解决疏浚土综合利用的关键技术，编制符合我国国情的疏浚土综合利用指导性手册。四、优化设计优化基础设施设计可以从源头上实现资源节约。相关研究项目包括：桥梁工程全寿命设计理论与方法、轻型高速公路技术指标、公路隧道智能联动控制技术、低造价县乡道路修建技术、沙漠地区公路路基合理填土高度、超薄沥青混凝土面层技术、超长钻孔灌注桩桩基承载性能等方面的研究工作。1、桥梁工程全寿命设计理论与方法（在研）提高桥梁的耐久性，延长桥梁的使用寿命，对于降低桥梁全寿命周期的总成本、节约总投资都有很大促进作用。预期的主要研究成果：桥梁全寿命设计的体系和框架；不同桥梁结构的全寿命设计理论与方法；桥梁全寿命经济性分析及风险评价的理论与技术；桥梁全寿命设计指南。2、轻型高速公路技术指标前期研究（在研）目前，按照大、中客货车宽度、重量、动力性能设计的高速公路，对占交通量总数51--56%的宽度小、重量轻、动力性能好的小客车和小货车来说，行车道宽度、荷载标准、纵坡指标过于富裕，不利于节约土地、节约投资、保护环境。预期的主要研究内容：研究保证小客车、小货车服务水平前提下的轻型高速公路路线、路面、桥梁、隧道及通行能力等主要技术指标的合理取值。3、公路隧道智能联动控制技术研究（在研）对高速公路特长单体、公路隧道群及毗邻隧道进行联动控制与联网控制可明显改善通风照明效果，增加行车舒适度，提高行车安全性，最大限度地预防重大火灾和其它重大交通事故的发生，增强灾害救援能力，提高车辆通行量，节约电力消耗，节约一次性工程建设投资。实践表明，智能通风照明控制技术可使3000米以上特长隧道较通常情况节约10～20%的电力消耗。公路隧道智能联动控制技术包括公路隧道交通事件机理分类及对策、联动控制流程及方案、运营状态自动检测及识别技术、前馈式为主体的智能通风照明与灾害救援控制技术、联动控制与联网控制系统平台技术。五、绿色能源利用主要目的在于调整优化交通能源消费结构，加快车船技术装备升级换代。相关研究项目包括：乙醇燃料、太阳能技术和船舶电力推进系统等绿色交通技术的研究与应用。1、基于使用纯汽油与乙醇汽油燃料的车辆性能保障技术研究（在研）乙醇燃料作为可再生能源，在当今石油资源供应紧张的情况下，是一种较为理想的汽车燃料。推广使用车用乙醇汽油可较大程度上缓解我国石油资源短缺问题。预期的主要研究成果：制订《使用乙醇汽油的车辆燃油料供给系统清洁检查及清洗工艺规范》、《使用乙醇汽油的车辆性能技术要求》、《乙醇汽油燃料车辆的检查、维护、修理工艺规范》、《乙醇汽油机油性能技术要求》等目前急需的有关乙醇汽油车辆检查、维修的技术规范、标准，为我国推广使用乙醇汽油提供车辆性能保障支持技术。2、太阳能技术在低能耗交通安全设施中的应用研究研究内容：太阳能光伏技术在交通安全设施应用适用性问题。主要研究成果：太阳能交通安全设施设计方案和交通安全成套解决方案，具有自主知识产权、性价比高、适用性好、功能较为完善的太阳能交通安全产品。3、内河小型船舶电力推进系统研制（在研）中小功率电力推进船舶与柴油机推进船舶相比具有明显优势：首先，虽然前者造价比后者高20%左右，但每年的运行和维护管理成本却要低8%；其次，与同功率柴油机常规推进船舶相比，全船柴油机总功率下降约10%，最大航速提高6%左右，节省燃料6～10%。研究目标：研制内河小型船舶功率电力推进系统，提升内河船舶动力装置技术性能和环保节能性能。建设资源节约型环境友好型行业是部党组从可持续发展的角度所作的重大决策，西部交通建设科技项目将根据这一决策的要求，继续支持资源节约、环境保护方面的研究，同时为促进科研成果向生产力转化，将加大对资源节约、环境保护方面科研成果推广应用的支持力度，为资源节约型、环境友好型行业建设做出贡献。