首頁

科技成果公示

發布時間：

2020-06-22

云南公路工程高性能混凝土質量控制關鍵技術與工程應用

一、項目基本情況

（一）項目名稱：云南公路工程高性能混凝土質量控制關鍵技術與工程應用

（二）主要完成人：李昕成、李俊鋒、黨玉棟、黃文君、楊亞新、許國偉、李東林、胡盛華、董晨輝。

（三）主要完成單位：云南省建筑科學研究院、云南省交通運輸廳工程質量監督局、云南省公路科學技術研究院、云南建筑工程質量檢驗站有限公司。

（四）提名單位：云南省建設投資控股集團有限公司。

（五）提名等級：擬提名2020年云南省科技進步獎二等獎。

二、項目簡介

云南省大部分地區屬于山區或半山區，公路建設中橋梁和隧道所占的比重普遍超過40%，部分地區甚至高達70%，混凝土用量大，建設成本高。針對云南省公路工程混凝土質量控制普遍存在的如下問題：1）優質原材料匱乏且現行行業標準與就近取材的原材料不相適應，2）混凝土配合比設計過于追求早期強度而忽略抗裂和混凝土耐久性，3）混凝土生產和施工質量控制標準化程度低導致混凝土結構和構件質量問題頻發，4）現行行業標準對公路工程混凝土無損測強曲線與云南省實際情況不符導致強度誤判情況時有發生等。

本項目選取了在建的21條高速公路橋隧結構工程混凝土質量現狀進行了全面調研，針對混凝土原材料選擇和質量控制、配合比設計、混凝土生產施工質量控制關鍵技術和混凝土強度檢測等方面的共性問題進行系統研究，最終提出了適用于云南省不同地區氣候條件下的原材料控制、混凝土配合比設計、生產施工等關鍵環節的質量控制關鍵技術，建立了適用于云南省不同氣候區域的回彈法和超聲回彈綜合法檢測混凝土的測強曲線，并制定了相應的公路工程高性能混凝土應用技術和無損法檢測混凝土抗壓強度相關的地方標準。

本項目主要成果的創新點體現為：

創新點一：在日間平均最高氣溫大于30℃的炎熱地區使用純P·O 52.5水泥（即不能取得礦物摻合料）成功制備公路工程C50預應力混凝土箱梁，并采用箱梁內外均勻降溫的溫控抗裂技術解決了箱梁抗裂難題。

創新點二：就近取材地采用P.O 52.5水泥、石粉含量最高達14.4%的機制砂、摻或不摻S75級礦渣粉、摻或不摻Ⅱ級粉煤灰等原材料，制備了強度和耐久性均滿足公路工程設計施工要求的C50、C55混凝土，在云南應用并解決了抗裂難題。

創新點三：針對云南省不同氣候帶（熱帶、溫帶和寒帶）和地方性材料的特點，研究提出了云南省就地取材使用地方原材料質量控制指標和強度、耐久性雙控的配合比設計方法及關鍵控制參數，以及混凝土生產、運輸、澆筑、振搗和養護等全過程質量控制關鍵技術，編制了《云南省普通混凝土配制規程》（DBJ 53/T-2-2016）和《云南省公路工程高性能混凝土應用技術規程》，為云南省不同氣候帶公路工程混凝土工程全過程質量控制提供了切實可行的參考依據。

創新點四：統計分析了壓碎指標為15%~20%和20%~25%（JTG E42 T0316方法檢測）兩個區間的石灰巖碎石對C50、C55混凝土抗壓強度和彈性模量的影響，用壓碎值最高24.2%的石灰巖碎石生產C55混凝土、用壓碎值最高26.5%的石灰巖碎石生產C50混凝土，并在公路工程中成功應用，解決了云南省公路工程用粗骨料不能就地取材的難題。

創新點五：通過采用普通回彈儀測試中高強度混凝土的回彈強度，擴大了普通回彈儀測強曲線的覆蓋強度范圍，建立了適用于云南省公路工程回彈法和超聲回彈綜合法檢測抗壓強度為25MPa-70MPa范圍的混凝土測強曲線，編制了《云南省公路工程回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》（DBJ53/T-101-2020）、《云南省公路工程超聲回彈綜合法檢測混凝土抗壓強度技術規程》（DBJ53/T-102-2020），解決了使用行業或團體標準誤差大的問題。

創新點六：采用切片法定量研究了混凝土由表及里不同部位硬度、抗氣體和水滲透性等物理性能的空間差異特征，證實了早期潮濕養護與混凝土材料物理性能的空間非均勻性特征密切相關，解決了混凝土表層與內部物理性能差異無法量化表征的難題。

三、候選人對項目的貢獻情況

第一候選人李昕成，博士研究生，正高級工程師，現就職于云南省建筑科學研究院和云南建筑工程質量檢驗站有限公司，省內主要合作單位云南省交通運輸廳工程質量監督局和云南省公路科學研究院，就本項目合作時間為2012年至今。在本項目中擔任相關科技項目的技術負責人、科技項目研究工作總負責人，從技術層面總體負責云南省公路工程高性能混凝土質量控制關鍵技術的研究、示范工程應用和相關地方標準的編制。

第二候選人李俊鋒，碩士研究生，正高級工程師，現就職于云南省交通運輸廳工程質量監督局，省內主要合作單位為云南省建筑科學研究院、云南建筑工程質量檢驗站有限公司和云南省公路科學技術研究院，就本項目合作時間為2012年至今。在本項目中擔任相關科技項目的項目負責人、示范工程應用的總負責人，主要負責項目成果的工程示范應用以及成果轉化，作為主要人員編制相關地方標準。

第三候選人黨玉棟，博士研究生，正高級工程師，現就職于云南省建筑科學研究院，省內主要合作單位為云南省交通運輸廳工程質量監督局、云南省公路科學技術研究院和云南建筑工程質量檢驗站有限公司，就本項目合作時間為2015年至今。在本項目中主要負責科技項目和示范工程應用具體實施，具體負責公路工程高性能混凝土質量控制關鍵技術以及混凝土測強曲線的試驗研究和數據統計分析工作，作為主要編制人參與項目相關地方標準的編制。

第四候選人黃文君，碩士研究生，高級工程師，現就職于云南省建筑科學研究院，省內主要合作單位為云南省交通運輸廳工程質量監督局、云南省公路科學技術研究院和云南建筑工程質量檢驗站有限公司，就本項目合作時間為2013年至今。在本項目中主要負責科技項目的具體實施，具體參與公路工程高性能混凝土質量控制關鍵技術以及混凝土測強曲線的試驗研究和數據統計分析工作，作為主要編制人參與項目相關地方標準的編制。

第五候選人楊亞新，本科，正高級工程師，現就職于云南省交通運輸廳工程質量監督局，省內主要合作單位為云南省建筑科學研究院、云南建筑工程質量檢驗站有限公司和云南省公路科學技術研究院，就本項目合作時間為2012年至今。在本項目中作為主要負責人參與示范工程應用的具體實施，作為主要編制人參與項目相關地方標準的編制。

第六候選人許國偉，碩士研究生，高級工程師，現就職于云南省建筑科學研究院，省內主要合作單位為云南省交通運輸廳工程質量監督局、云南省公路科學技術研究院和云南建筑工程質量檢驗站有限公司，就本項目合作時間為2012年至今。在本項目中作為主要研究人員負責相關科技項目研發工作的具體實施和組織，作為主要編制人參與項目相關地方標準的編制。

第七候選人李東林，碩士研究生，工程師，現就職于云南省建筑科學研究院，省內主要合作單位為云南省交通運輸廳工程質量監督局、云南省公路科學技術研究院和云南建筑工程質量檢驗站有限公司，就本項目合作時間為2013年至今。在本項目中參與相關科技項目的試驗研究及成果總結，參與示范工程應用工作，參與項目相關地方標準的編制。

第八候選人胡盛華，碩士研究生，高級工程師，現就職于云南省交通運輸廳工程質量監督局，省內主要合作單位為云南省建筑科學研究院、云南建筑工程質量檢驗站有限公司和云南省公路科學技術研究院，就本項目合作時間為2012年至今。在本項目中參與相關科技項目的試驗研究及成果總結，參與示范工程應用研究，參與項目相關地方標準的編制。

第九候選人董晨輝，碩士研究生，工程師，現就職于云南省建筑科學研究院，省內主要合作單位為云南省交通運輸廳工程質量監督局、云南省公路科學技術研究院和云南建筑工程質量檢驗站有限公司，就本項目合作時間為2012年至今。在本項目中參與相關科技項目的試驗研究及成果總結，參與示范工程應用和技術咨詢和培訓工作，參與項目相關地方標準的編制。

四、候選單位對項目的貢獻情況

第一候選單位云南省建筑科學研究院，主要從事基礎設施建設相關的工程質量檢測、技術咨詢服務等，省內主要合作單位是云南省交通運輸廳工程質量監督局、云南省公路科學技術研究院和云南建筑工程質量檢驗站有限公司，就本項目的合作時間是2012年至今。在本項目中主要負責本項目研究工作的組織協調，包括調研、研發以及成果轉化應用，負責云南省公路工程高性能混凝土關鍵技術和云南省公路工程無損法檢測混凝土抗壓強度的研究和地方標準編制工作，負責對依托項目進行調研、咨詢、培訓和成果應用效果反饋。

第二候選單位云南省交通運輸廳工程質量監督局，主要從事云南省公路工程相關的行業質量監督和管理，省內主要合作單位是云南省建筑科學研究院、云南建筑工程質量檢驗站有限公司和云南省公路科學技術研究院，就本項目的合作時間是2012年至今。在本項目主要負責云南省公路工程高性能混凝土關鍵技術相關科技項目的組織和協調，重點負責本項目相關成果的轉化和應用，參與對依托項目的調研工作，參與本項目相關地方標準的編制工作。

第三候選單位云南省公路科學技術研究院，主要從事公路工程相關的設計、檢測、產品和技術開發、技術服務等，省內主要合作單位為云南省建筑科學研究院、云南建筑工程質量檢驗站有限公司和云南省交通運輸廳工程質量監督局，就本項目合作時間是2012年至今。在本項目中主要參與公路工程混凝土測強曲線的研究工作，參與項目相關地方標準的編制工作。

第四候選單位云南建筑工程質量檢驗站有限公司，主要從事建設工程質量檢測、技術咨詢服務等，省內主要合作單位為云南省建筑科學研究院、云南省交通運輸廳工程質量監督局和云南省公路科學技術研究院，就本項目合作時間是2012年至今。在本項目中主要參與公路工程高性能混凝土質量控制課題相關的示范工程抽樣、檢測和數據分析等，參與項目相關的地方標準的編制工作。

五、推廣應用情況

本項目研究成果在云南省21個高速公路建設項目累計推廣應用高性能混凝土457.27萬m³，產生直接經濟效益約20.69億元。項目承擔單位在2013-2020年為高速公路項目提供混凝土質量控制技術咨詢及檢測服務，共實現技術業務合同收入1121萬元。

本項目對全省21條高速公路指揮部管理人員以及各標段相關技術人員總計1492人次進行了混凝土質量控制以及外加劑進場快速檢驗方法進行了培訓，這對于進一步提高公路工程混凝土質量管理和控制水平具有極其重要的意義。

本項目研究解決了云南省公路工程建設領域的關鍵難題，如原材料就近取材困難、混凝土早期收縮開裂、耐久性差、生產和施工的標準化水平較低、混凝土強度檢測誤差大等。混凝土耐久性和強度的穩定性得到提升，混凝土質量控制水平得到顯著提高，混凝土出現質量事故的可能性得到降低，工期得到保證，對云南省近年來大力推進高速公路“能通全通”工程建設提供了有力的技術支持。同時，通過制定適用于云南省公路工程的回彈法和超聲回彈綜合法檢測混凝土的測強曲線，使我省公路工程混凝土強度檢測準確度和可靠性得到保證，減少質量評定誤判、錯判的發生，有效防范工程事故和避免經濟損失。

六、獲得知識產權情況（羅列出專利、工法、標準、論文等）

（1）專利情況

本項目研發期間共獲得授權專利9項，其中發明專利1項，實用新型專利8項，具體如表1。

表 1申請專利情況

序號	專利	專利類型	專利號	主要發明人	專利狀態
1	一種測試混凝土鋼筋保護層滲透性的裝置及加速試驗方法	發明專利	ZL201611126087.2	黨玉棟、李昕成、李凱東、許國偉、趙勇、余明坤、趙寶生、郭清春、李東林、馬曉杰、周學禮	授權
2	一種混凝土耐久性試驗鉆芯取樣支座	實用新型	ZL201520442369.8	李東林、楊春壽、許國偉、黨玉棟、余明坤、董晨輝、王浩、黃文君、石康胤、楊雁欽	授權
3	一種公路粗集料自動沖擊試驗機	實用新型	ZL201620329272.0	李東林、李昕成、趙寶生、許國偉、余明坤、陶衛東、皮特拉古、黃文君、董晨輝、王浩	授權
4	一種混凝土保溫保濕養護布	實用新型	ZL201720485349.8	黨玉棟、李昕成、馬曉杰、黃文君、許國偉、余明坤、董晨輝、王浩	授權
5	一種全自動水泥抗硫酸鹽侵蝕試驗養護箱	實用新型	ZL201720726162.2	李昕成、黨玉棟、許國偉、余明坤、董晨輝、王浩、楊雁欽	授權
6	一種混凝土振動臺	實用新型	ZL201721499226.6	余明坤、許國偉、邱成江、黨玉棟、董晨輝	授權
7	一種道橋施工用振搗器移動裝置	實用新型	ZL201721500224.4	許國偉、余明坤、邱成江、黨玉棟、董晨輝	授權
8	一種道橋施工用混凝土攪拌機	實用新型	ZL201721499680.1	許國偉、余明坤、邱成江、黨玉棟、董晨輝	授權
9	一種混凝土抗裂試驗用導風裝置	實用新型	ZL201821925534.5	董晨輝、祝海雁、黨玉棟、楊矞涵、馬曉杰、楊雁欽、李東林、林景誠、朱恩歡、曹春鵬、黃文君、王浩	授權

（2）標準編制情況

本項目研發期間共編制地方標準4部，其中3部已發布實施，1部已報批，具體為：

1）云南省工程建設地方標準《云南省公路工程回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》DBJ 53/T -101-2020，2020年3月30日發布，2020年5月1日實施。主編單位：云南省建筑科學研究院，云南省交通運輸廳工程質量監督局。參編單位：云南省公路科學技術研究院，云南建筑工程質量檢驗站有限公司。

2）云南省工程建設地方標準《云南省公路工程超聲回彈綜合法檢測混凝土抗壓強度技術規程》DBJ 53/T -102-2020，2020年3月30日發布，2020年5月1日實施。主編單位：云南省建筑科學研究院，云南省交通運輸廳工程質量監督局。參編單位：云南省公路科學技術研究院，云南建筑工程質量檢驗站有限公司。

3）云南省工程建設地方標準《普通混凝土配制技術規程》DBJ 53/T-2-2016, 2016年1月11日發布，2016年3月1日實施。主編單位：云南省建筑科學研究院，云南建工集團有限公司等。

4）云南省地方標準《云南省公路工程高性能混凝土應用技術規程》已于2020年5月25日通過技術審查，已于2020年6月9日報請云南省市場監督管理局批準實施，主編單位：云南省交通運輸廳工程質量監督局、云南省建筑科學研究院。

（3）發表論文情況

本項目研發過程中，共發表學術論文18篇，其中SCI收錄2篇，EI收錄2篇，CSCD收錄2篇，具體為：

1）李俊鋒,李昕成,許國偉等. 云南省高等級公路橋梁結構高性能混凝土質量控制存在的問題及改進措施.公路交通科技,2015,2:198-200.

2）李東林,許國偉,余明坤等. 淺談高性能混凝土中水分遷移.昆明理工大學學報（自然科學版）,2015,40:257-260.

3）董晨輝,李昕成,許國偉等. C55連續梁預應力混凝土的施工措施與質量控制. 昆明理工大學學報（自然科學版）,2015,40(1):391-394.

4）劉慶志,李俊鋒,李東林等. 淺談云南省公路工程外加劑質量控制.建材發展導向,2016,（16）:44-46.

5）胡盛華,李東林,李俊鋒等. 外加劑減水率的快速測定方法研究.建材發展導向,2016,（16）:72-75.

6）黃文君,許國偉,趙志強等. 云南昭通地區高等級公路高性能混凝土冬期施工技術措施的探討. 混凝土工作性調整,2016.

7）黨玉棟,錢覺時,郭清春等. 內養護對硬化水泥漿體顯微硬度影響的統計分析. 電子顯微學報,2016,35(3): 246-252.

8）Yudong Dang, Xianming Shi, Ning Xie,etc. Accelerated Laboratory Test Suggests the Importance of Film Integrity of Sealers for the Protection of Concrete from Deicer Scaling. Journal of Materials in Civil Engineering, 2016,28(9): 04016065-1~10.

9）董晨輝,楊雁欽,王浩等.骨料級配和漿骨比對混凝土收縮的影響.工業建筑,2017,8.68-72

10）楊亞新,宋進平,黨玉棟等.拌合物含氣量的影響因素及其對混凝土性能影響研究進展.工業建筑,2017,9.23-28

11）蔣雁,黨玉棟,錢覺時等.表面狀態對硬化水泥漿體顯微硬度及其統計分布的影響. 硅酸鹽學報,2017,45(2): 212-219.

12）黨玉棟,許國偉,黃文君等.云南省高速公路混凝土工程可持續發展現狀及建議.建材發展導向,2017,15(16):38-44.

13）Yudong Dang, Xincheng Li. Statistical Characteristics of Microhardness of Hardened Cement Paste. Journal of Wuhan University of Technology (Materials Science),2018,33(4): 924-931

14）劉開俄,黨玉棟,邱成江等.公路預應力T梁實體回彈強度非均勻性表現.建材發展導向,2019,17(12):87-90.

15）宋進平,王應斌,黨玉棟等.早期養護及摻合料對混凝土抗鹽凍剝蝕性能的影響.硅酸鹽通報,2019,38(04):983-988.

16）黨玉棟,馬曉杰,董晨輝等. 混凝土材料物理性能的空間非均勻性表現. 建筑材料學報,2019,（2）:260-265.

17）王應斌,宋進平,黨玉棟等.試驗條件對新拌混凝土含氣量測試值的影響.混凝土,2020(03):157-159.

18）宋進平,李建平,李昕成等.早期養護及摻合料對表層混凝土滲透性能的影響.混凝土,2020(02):45-48.

七、項目曾獲科技獎勵情況

本項目2019年獲得云南省建設投資控股集團有限公司科技進步一等獎。