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　　項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容概況

　　中新天津生態(tài)城的城市定位是：我國(guó)生態(tài)環(huán)保、節(jié)能減排、綠色建筑等技術(shù)自主創(chuàng)新的平臺(tái)，國(guó)家級(jí)環(huán)保教育研發(fā)、交流展示中心和生態(tài)型產(chǎn)業(yè)基地，參與國(guó)際生態(tài)環(huán)境發(fā)展事務(wù)的窗口；生態(tài)宜居的示范新城。

　　“中新天津生態(tài)城綠色生態(tài)型道路關(guān)鍵技術(shù)研究及示范”項(xiàng)目針對(duì)中新生態(tài)城綠色交通系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃核心理念，首次對(duì)綠色生態(tài)型城市道路橫斷面布置，環(huán)保型路基修筑技術(shù)，減排、降噪生態(tài)型路面關(guān)鍵技術(shù)，生態(tài)型城市慢行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，形成了一套完善的綠色生態(tài)型城市道路設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南，對(duì)于國(guó)內(nèi)外生態(tài)城交通模式的研究和應(yīng)用具有重要參考價(jià)值。

固化淤泥試驗(yàn)路鋪筑施工現(xiàn)場(chǎng)

　　關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

　　該項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面。

　　1）首次提出了綠色生態(tài)型城市道路橫斷面構(gòu)成要素設(shè)計(jì)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)。建立了綠色生態(tài)型道路橫斷面路段各構(gòu)成要素的布置標(biāo)準(zhǔn)，確定了合理的交叉口渠化展寬形式及車道寬度，提出了左轉(zhuǎn)二次過(guò)街的非機(jī)動(dòng)車流和行人過(guò)街合理設(shè)置方法，為城市道路橫斷面設(shè)計(jì)工作提供依據(jù)。

　　2）首次建立了綠色生態(tài)型城市道路橫斷面影響評(píng)價(jià)體系。①?gòu)慕煌ò踩�、降噪、空間伸縮、道路綠化、視覺(jué)美感、公眾滿意度、土地利用七個(gè)方面，提出了綠色生態(tài)型城市道路橫斷面影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；并對(duì)其體系構(gòu)成指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，為綠色生態(tài)型城市道路橫斷面評(píng)價(jià)的實(shí)施提供了依據(jù)和參考。②首次提出了基于模糊重構(gòu)DEA的綠色生態(tài)型城市道路橫斷面評(píng)價(jià)模型，該模型采用專家打分法對(duì)二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，運(yùn)用判斷矩陣確定各指標(biāo)的權(quán)重，運(yùn)用模糊評(píng)價(jià)的方法確定各指標(biāo)最終評(píng)價(jià)值，并用MATLAB對(duì)模糊重構(gòu)DEA進(jìn)行編程，用于傳統(tǒng)DEA和模糊重構(gòu)DEA求解。

建成后的瀝青混凝土透水路面

　　3）制定了填筑道路淤泥分類標(biāo)準(zhǔn)及降水處治措施選擇標(biāo)準(zhǔn)。在全面研究淤泥翻曬降水處治措施、輕型井點(diǎn)降水處治措施和電滲降水處治措施的基礎(chǔ)上，依據(jù)各降水處治措施的降水效果和適用條件，對(duì)淤泥進(jìn)行分級(jí)，提出了針對(duì)不同級(jí)別淤泥的降水處治措施選擇標(biāo)準(zhǔn)，便于在淤泥降水施工時(shí)制定合理的降水處治方案。該項(xiàng)技術(shù)研究成果已申請(qǐng)專利1項(xiàng)（201210040031.0）。

　　4）首次開(kāi)發(fā)了淤泥固化設(shè)計(jì)軟件。以淤泥固化性能研究成果為基礎(chǔ)，采用Microsoft Visual Studio 2010平臺(tái)開(kāi)發(fā)了天津?yàn)I海淤泥固化設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)了淤泥固化方案設(shè)計(jì)與效果評(píng)價(jià)的智能化與自動(dòng)化，為道路淤泥固化技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。該技術(shù)研究成果申請(qǐng)軟件著作權(quán)1項(xiàng)：2012SR070134。

　　5）研發(fā)的新型CV、CVC與CDK淤泥固化劑成為創(chuàng)新亮點(diǎn)。采用透射掃描電鏡與紅外光譜試驗(yàn)對(duì)不同固化劑固化淤泥微觀界面結(jié)構(gòu)及固化機(jī)理進(jìn)行了深入分析，通過(guò)系統(tǒng)的力學(xué)性能試驗(yàn)和路用性能試驗(yàn)，對(duì)固化淤泥強(qiáng)度性能、耐水性、抗凍融性及抗沖刷性能進(jìn)行了對(duì)比評(píng)價(jià)。申請(qǐng)專利兩項(xiàng)（201210066840.9，201210004570.9）。

建成后的綠色生態(tài)型道路現(xiàn)況

　　6）建立了固化劑摻量與固化淤泥物理、力學(xué)指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系。通過(guò)對(duì)不同種類固化劑固化淤泥進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)、CBR及無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，研究了固化淤泥最佳含水量與最大干密度、CBR及無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度隨固化劑摻量的變化規(guī)律，建立了最佳含水量、最大干密度、CBR及無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與不同固化劑摻量的相關(guān)關(guān)系式，為確定適合不同工況的固化劑摻量提供依據(jù)。

　　7）對(duì)比評(píng)價(jià)了不同固化劑固化淤泥力學(xué)性能及路用性能。以固化淤泥的擊實(shí)試驗(yàn)、CBR試驗(yàn)及無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)為基礎(chǔ)，針對(duì)HSC301、CVC、CDK三種固化劑固化淤泥進(jìn)行了系統(tǒng)的力學(xué)性能、耐久性能、疲勞性能、干縮、抗沖刷及抗凍融等路用性能進(jìn)試驗(yàn)研究，對(duì)比評(píng)價(jià)了不同種類固化淤泥力學(xué)性能及路用性能。

　　8）系統(tǒng)進(jìn)行了溫拌膠粉改性瀝青流變性能影響因素敏感性分析。對(duì)溫拌膠粉改性瀝青的流變性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，采用流變學(xué)原理，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，測(cè)定了溫拌膠粉改性瀝青的粘度、低溫性能和高溫性能等路用性能指標(biāo)，評(píng)價(jià)了膠粉細(xì)度、膠粉摻量、溫拌劑摻量等三個(gè)影響因素對(duì)溫拌膠粉改性瀝青的流變性能的影響規(guī)律。

綠色生態(tài)型城市道路橫斷面示意圖

　　9）提出了溫拌膠粉改性瀝青混合料配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及最佳溫拌工藝。系統(tǒng)研究了溫拌膠粉改性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法，提出了最佳膠粉細(xì)度及膠粉摻量，確定了溫拌膠粉改性瀝青混合料質(zhì)量影響因素及控制方法，為工程應(yīng)用提供參考依據(jù)。

　　10）建立了透水慢行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系。①基于理論分析與試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)透水混凝土、透水瀝青混合料OGFC-10、大空隙水泥穩(wěn)定碎石、級(jí)配碎石及排水性瀝青穩(wěn)定碎石等材料的配合比設(shè)計(jì)和路用性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，建立了透水慢行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系。②提出了基于降雨分級(jí)的透水慢行系統(tǒng)排水設(shè)計(jì)方案，確定了透水慢行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程，推薦了生態(tài)透水慢行系統(tǒng)路面組合方案。

　　11）制定了透水慢行系統(tǒng)排水效果、降噪效果及降低熱島效果分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)研究了不同透水路面的排水效果、降噪效果及降低熱島效果，并提出了相應(yīng)效果的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

溫拌膠粉改性瀝青路面鋪筑施工現(xiàn)場(chǎng)

　　12）首次建立了綠色生態(tài)型道路效果評(píng)價(jià)體系。以中新生態(tài)城綠色生態(tài)型道路為例，采用基于Spearman等級(jí)相關(guān)系數(shù)組合賦權(quán)與區(qū)間逼近的評(píng)價(jià)方法對(duì)其管理效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，為綠色生態(tài)型道路效果評(píng)價(jià)的實(shí)施提供了依據(jù)和參考。該項(xiàng)研究成果已申請(qǐng)專利1項(xiàng)（201210039565.1）。

　　13）編制了《中新天津生態(tài)城綠色生態(tài)型道路設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南》。根據(jù)課題研究成果編制了《中新天津生態(tài)城綠色生態(tài)型道路設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南》，包括《以綠色、生態(tài)為導(dǎo)向的城市道路橫斷面設(shè)計(jì)指南》；《以節(jié)能、降耗為指導(dǎo)的環(huán)保型道路關(guān)鍵技術(shù)指南》；《以減排、降噪為主題的生態(tài)型路面設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南》及《以舒適、安全為基礎(chǔ)的慢行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南》，為綠色生態(tài)型道路建設(shè)提供參考依據(jù)。

　　與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)的比較

　　綠色生態(tài)型道路是指在道路的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、舒適和高效的道路使用環(huán)境，與自然和諧的道路，又可稱為生態(tài)道路、節(jié)能環(huán)保道路等。綠色生態(tài)型道路要求盡量使用節(jié)能環(huán)保、可回收或廢物利用材料，以人、自然和道路協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)。

　　縱觀國(guó)內(nèi)外綠色、環(huán)保道路技術(shù)的應(yīng)用研究，主要基于改善道路結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)，合理應(yīng)用具有節(jié)能環(huán)保、可回收或廢物及具有生態(tài)功能的道路材料等措施。目前這些技術(shù)尚處于發(fā)展起步階段，還并未形成完善的應(yīng)用技術(shù)體系，相關(guān)規(guī)范也尚未有明確的綠色生態(tài)型道路設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南與標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際現(xiàn)狀為：

　　1）關(guān)于綠色生態(tài)型城市道路橫斷面的布置標(biāo)準(zhǔn)國(guó)內(nèi)外還鮮有報(bào)道，城市道路橫斷面設(shè)計(jì)過(guò)程中往往只根據(jù)道路等級(jí)布置道路橫斷面形式，結(jié)果出現(xiàn)道路“千路一面”的現(xiàn)象。在評(píng)價(jià)優(yōu)化體系方面更是空白。缺乏對(duì)城市道路功能、交通流構(gòu)成的系統(tǒng)研究，道路橫斷面設(shè)計(jì)缺少針對(duì)性及創(chuàng)新性。

　　2）開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的土壤固化新材料，并系統(tǒng)地研究土壤固化新材料的性能和固化機(jī)理，是目前各國(guó)工程師們致力研究的新課題。現(xiàn)有的土壤固化劑多注重對(duì)土壤物理化學(xué)性質(zhì)的改變，沒(méi)有針對(duì)降低土體最佳含水量的專業(yè)固化劑，現(xiàn)行規(guī)范缺乏高含水量土質(zhì)固化處理施工標(biāo)準(zhǔn)及控制要求，固化淤泥填筑道路施工無(wú)規(guī)可依，淤泥處治技術(shù)也難以推廣。

　　3）溫拌膠粉改性瀝青技術(shù)可以在不影響橡膠瀝青膠結(jié)料性質(zhì)和混合料配合比的前提下，使瀝青混合料出料及壓實(shí)溫度較熱拌普通瀝青降低，排放和煙氣均顯著降低，能耗和施工條件大幅改善，施工季節(jié)顯著延長(zhǎng)。溫拌瀝青技術(shù)雖在歐美及中國(guó)得以廣泛的推廣，但極少與橡膠瀝青技術(shù)結(jié)合應(yīng)用。溫拌膠粉改性瀝青混合料路用性能影響因素眾多，影響機(jī)理和影響規(guī)律有待深入研究，且缺乏精確的環(huán)保效應(yīng)評(píng)價(jià)方法。

　　4）目前國(guó)內(nèi)外對(duì)透水路面的研究大多關(guān)注材料的路用性能，然而對(duì)于透水慢行系統(tǒng)路面的專項(xiàng)研究尚不完善，對(duì)于透水慢行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和適用性及透水慢行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面都沒(méi)有深入的研究，同時(shí)也沒(méi)有對(duì)透水慢行系統(tǒng)的生態(tài)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)。

　　“中新天津生態(tài)城綠色生態(tài)型道路關(guān)鍵技術(shù)研究及示范”項(xiàng)目在上述幾方面的相關(guān)技術(shù)研究上，均取得了創(chuàng)新性的應(yīng)用成果。

　　項(xiàng)目應(yīng)用成果與效益

　　該項(xiàng)目研究成果在中新生態(tài)城、濱海新區(qū)及類似城市道路工程中得到廣泛應(yīng)用，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。

　　經(jīng)濟(jì)效益 該項(xiàng)目研究成果應(yīng)用于實(shí)際工程建設(shè)以來(lái)，累計(jì)節(jié)省費(fèi)用約59503.9萬(wàn)元，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，其中：溫拌膠粉改性瀝青使用總面積達(dá)5萬(wàn)m2，總節(jié)省費(fèi)用515.7萬(wàn)元；固化劑處治淤泥及淤泥質(zhì)土技術(shù)已使用面積735.8 m2，總節(jié)省費(fèi)用56594.2萬(wàn)元；透水慢行系統(tǒng)技術(shù)已使用面積14.1萬(wàn)m2，總節(jié)省費(fèi)用2394萬(wàn)元。
該項(xiàng)目綜合研究成果應(yīng)用于中新生態(tài)城、濱海新區(qū)等相關(guān)工程項(xiàng)目后，城市道路橫斷面布置更加科學(xué)合理，減少了交通擁堵；淤泥固化、溫拌膠粉改性瀝青、排水性瀝青路面等環(huán)保新技術(shù)的應(yīng)用，提高了資源利用率，降低了道路建設(shè)成本，減小了廢氣排放和路面噪聲，降低了能源消耗，實(shí)現(xiàn)了“減少城市交通擁堵、降低交通對(duì)環(huán)境的污染、節(jié)約城市資源”的生態(tài)城建設(shè)目標(biāo)，綜合社會(huì)效益顯著。

　　“中新天津生態(tài)城綠色生態(tài)型道路關(guān)鍵技術(shù)研究及示范”項(xiàng)目研究成果將為合理設(shè)計(jì)、建設(shè)道路提供較為科學(xué)、可靠的依據(jù)，對(duì)今后全國(guó)綠色生態(tài)型道路設(shè)計(jì)與建設(shè)具有十分重要的指導(dǎo)意義，對(duì)行業(yè)內(nèi)相關(guān)科學(xué)技術(shù)的研發(fā)起到了引領(lǐng)和推動(dòng)作用，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

　�。ㄌ旖蚴惺姓�工程設(shè)計(jì)研究院 供稿）