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　　一、立項背景

　　國家交通運輸部2017年開始陸續還提出了關于實施綠色公路建設的指導意見，但是，當前公路建設逐漸進入瓶頸，具體表現在：①無地可占，無土可用形勢嚴峻；②占地、取土代價加大；③土質處理、土地復墾成本提升。傳統以地和土為主體建造公路的經濟性和適用性受到嚴重沖擊。國家綠色公路建設需要更多的具體方法的問題，采用結構化的觀點、工業化的模式，在規?；?、系列化的水平上，實施公路的少土、無土、高效、低價建設，是應對現實挑戰，響應綠色發展的必然選擇。

合縱高速公路新建樁板式結構工程效果圖

　　立足于安徽省內十三五期間新建及改擴建高速公路特點，必須依靠科技創新，尋求一種新的道路結構，以“施工速度快，少征地不征地，少填土不填土”為特征，來解決上述難題，“裝配式混凝土樁板結構”正是在這一背景下應運而生。

　　樁板式道路結構，是由工廠化預制的板梁、管樁組成的框架結構體系。作為一種創新結構，相對于傳統的填土道路結構，具有剛度大，工后沉降小的特點，可用于代替3~8m高的填土道路結構拼寬。樁板式道路結構相對于傳統道路結構取消了放坡寬度，較大節省了征地面積；預制板梁、管樁可在工廠完成，現場組裝，施工速度快；在改擴建項目中樁板道路結構可取消涵洞等結構物接長，水溝等附屬設施也可繼續利用，在加快施工進度同時，充分利用既有結構，節約工程造價。

　　目前，樁板式道路結構已在安徽省的多條高速公路改擴建工程中得到應用。

樁板式道路結構應用實景圖

　　二、研究內容

　　1.首次系統性的提出了基于耐久性的樁板式道路結構設計和計算方法。

　　提出了適合高速公路新建樁板式道路結構的原型設計。針對原型設計建立了基于耐久性的樁板式道路結構設計方法。建立了結構靜力性能、疲勞性能、抗震性能分析模型和計算方法。開展了沉降性能、構件專項養護和可更換性及橋面鋪裝新體系的專題研究。全面形成了系統性的基于耐久性的樁板式道路結構設計和計算方法。

實體模型與有限元模型

　　2.國內首次進行了針對樁板連接接頭的200萬次疲勞試驗。

　　樁板連接接頭的的疲勞壽命，是樁板結構疲勞性能的一個重要指標。項目組創新性的設計了一套樁板接頭1:1足尺模型疲勞試驗裝置，采用兩臺MTS疲勞作動器循環加載，在國內首次完成了針對樁板式道路結構樁板連接接頭的200萬次疲勞加載試驗，驗證了設計所采用的樁板接頭完全滿足疲勞性能要求。

樁板接頭疲勞試驗足尺模型試件

　　3.研發了一系列樁板結構連接構造及附屬構造的新形式。

　　研發了適用于板板連接的濕接縫帶底托的o型鋼筋連接形式，無需吊模施工，極大減少了鋼筋焊接工作量，方便了施工。研發了一種包含多重剪力鍵的柱板連接裝置，并通過有限元模擬與試驗測試等方法，驗證了連接構造的安全性、耐久性。研發了適用于樁板式道路結構的新型板式橡膠支座和型鋼伸縮縫，增強了附屬構造的耐久性。

新型板板連接構造和樁板連接構造

　　4.研發了一種樁板式道路結構橋面鋪裝新體系。

　　本研究提出密實型瀝青砂與SMA組合鋪裝結構，充分考慮結構的功能、受力需要以及施工便利性，研發了一種密實防水、功能持久的復合結構。

　　三、關鍵技術和創新點

　　本項目創新提出了應用于道路橋梁工程的裝配式混凝土樁板結構體系，建立了考慮結構耐久性的設計方法和成套技術。開發了適用于裝配化施工的板板連接、板樁連接構造，以及新型板式橡膠支座和型鋼伸縮縫。探明了樁板式結構樁板接頭的疲勞性能特征，建立了相應的抗疲勞評價方法。開發了密實型瀝青砂與 SMA 組合的樁板式結構橋面鋪裝新體系。

　　四、社會經濟效益

　　道路工程裝配式混凝土樁板結構相比較于橋梁結構與傳統路基結構，既具有橋梁的耐久性強，承載能力高的品質，又具有傳統路基般的造價。道路工程裝配式混凝土樁板結構的應用大幅縮短了工期、節約了土地資源、降低了造價，同時簡化了施工管理，系統地提高了施工質量，集中體現了工廠化、標準化、工業化的建設思想。

　　道路工程裝配式混凝土樁板結構，可以替代傳統的路基路面筑路技術，可以改變公路路基路面的傳統結構型式和傳統建造方式，解決了我國發展公路與保護土地之間的矛盾。新型結構簡潔，用材和用地減少，建造快速，造價降低，能夠大力推動綠色公路工業化建造技術的發展，社會經濟效益顯著。

　　五、總結

　　本項目依托工程應用，開展了道路工程裝配式混凝土樁板結構創新與耐久性研究，該項目成果已獲授權發明專利2項、實用新型專利15項、發表論文4篇，形成了具有自主知識產權、基于耐久性的道路工程裝配式混凝土樁板結構體系。成果在德州至上饒國家高速公路等多項工程中得到了應用。本項目研究成果是對現有樁板式結構技術研究的有效擴充，形成了適用于樁板式道路結構的關鍵技術，填補了樁板式結構在耐久性方面研究的空白；編制的企業標準圖和設計指南為行業后續相關結構設計提供指導和理論依據；實現了工程標準化設計、工廠化制造、裝配化施工，豐富擴充了工業化建造技術的內容，符合目前高速公路建設對標準化、工業化建設技術的需求，符合當前國內經濟社會發展實際，具有良好的綜合效益和積極的社會影響，推廣應用前景廣闊。