关于2015年度国家科学技术奖励推荐项目的公示

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1、附件2018年国家科技进步奖提名项目公示一、项目名称高寒高海拔多年冻土区大尺度公路建设技术与应用二、提名者及提名意见提名者：交通运输部提名意见：我国是全球高海拔多年冻土唯一集中连片分布地区，青藏高原多年冻土分布面积达150万平方公里。长期以来，受制于冻土融沉冻胀这一世界工程难题，自20世纪50年代，青藏高原首条冻土公路—青藏公路等4条进藏国道通车以来，交通行业再未上马重大道路工程建设项目。面对国防和区域经济社会发展的迫切需要和青藏两省区广大人民群众对提升交通基础设施服务能力和水平的强烈呼声，国家十二五、十三五高速公路网规划中均列入进藏高速公路通道。为保证青

2、藏高原多年冻土区大尺度公路能落地、建得成，近十年来国家科技部、交通运输部及青藏两省区先后投入研究经费1.5亿元，设立14项课题，由13家设计、科研、高校、建设等单位，在高寒高海拔多年冻土大尺度高等级公路建设急需的工程理论、设计方法和冻融控制关键技术联合攻关，取得重大突破。首次创建冻土工程尺度效应理论，提出冻土工程能量平衡设计方法，攻克大尺度冻土路基冻融变形控制、大断面桥隧构造物抗冻防融等关键技术，系统创立我国独有的高寒高海拔多年冻土区大尺度公路建设技术，支撑建成全球第一条多年冻土高速公路，有效控制冻土工程病害率<6%。该项目系原始创新，研究环境艰苦，技术难

3、度大，涉及专业领域广，经科技部、中国公路学会组织成果评价鉴定，项目成果达国际领先水平。项目提出的冻土工程尺度效应理论奠定了大尺度公路冻融灾害防控理论基础，提出的设计方法和关键技术应用于我国多年冻土区公路升级改造3500km，新建共玉、花大高速公路1100km，推广应用于中巴公路建设。项目成果是近40年来我国交通领域公路冻土工程技术的升级与突破，大幅提升我国冻土工程的国际影响力，经济和社会效益特别显著。交通运输部同意推荐该项目申报2018年度国家科学技术进步一等奖。10三、项目简介本项目研究属交通运输领域。多年冻土占全球陆地总面积的1/5，我国约1/4国土分

4、布多年冻土。冻土融沉、冻胀是公认的国际工程难题，国际上冻土工程病害率高达35%以上，至今未在多年冻土区大面积修筑沥青路面公路，无成熟经验借鉴。20世纪50年代青藏、青康、新藏通车后，由于出现严重的工程病害，50多年间青藏高原多年冻土区未新建公路，严重制约国防及区域经济社会发展。如何保障多年冻土区大尺度公路特别是高速公路能落地、建得成，亟需攻克三大难题：①破解新建大尺度公路热能量聚积耗散风险的工程理论；②控制冻土与工程间相互强烈热作用的设计方法；③预防大尺度公路路基、桥、隧道工程灾变的技术措施。在国家及部委支持下，历经近十年理论技术创新，形成自主知识产权的多

5、年冻土区大尺度公路灾变防控理论及设计技术体系。创新点如下：1.深度挖掘40年海量监测数据，揭示了公路与其他工程间的热干扰效应，发现了路基路面尺度与路基病害的关系，揭示了基于时间维度的热能变化引发冻土病害的非线性效应。国际首创公路冻土尺度效应理论，解决了多年冻土公路病/灾害演化普遍规律深度认知的世界性难题。2.创建考虑冻土退化趋势的多年冻土路基热平衡计算模型，在国内外首次建立了公路冻土温度、冻土上限双控的能量平衡设计方法及参数体系，突破了多年冻土区新建公路缺乏路基科学设计的技术瓶颈，路基平均高度从6m降至3m，成功应用于全球第一条高原多年冻土高速公路——共和

6、至玉树公路建设。3.针对大尺度路基冻融变形问题，研发了具有自主知识产权的多年冻土公路多尺度路基能量智能调控技术与装备，创立弥散式通风路基设计方法与施工技术，攻克了冻土分布不均匀高风险路段融沉病害防控难题；自主研发了具有梯度热导率向下递减的路面结构、材料与施工技术，有效解决了沥青路面强吸热诱发路基冻胀融沉的这一世界难题；发明阻热导冷路基结构，实现路基热量定向诱导，消除了整体式宽幅路基中心能量聚集产生中心融化盘致灾风险。4.针对大断面桥隧结构灾变防控问题，首次揭示桥梁纵、横向群桩在水热化叠加效应下桩周融化影响规律，提出群桩回冻时间及施工合理周期；首次提出大断面

7、隧道冻融圈影响范围及能量平衡关系，创新分阶段防控技术体系，解决了大断面隧道热融灾变防控难题，取得了多年冻土隧道设计方法的重大突破，建成世界上海拔最高的多年冻土区长大隧道——花大高速雪山一号隧道。项目申报专利126项，授权发明专利35项，软件著作权7项；发表论文280篇（SCI/EI收录116篇），出版专著11部；制定行业、地方标准9部，纳入国家、行业标准4项；获省部特等奖3项、一等奖5项。系列成果在青海、西藏、新疆等省区及中巴公路推广应用3500km，实现高原冻土二级公路大修年限延长3~5年，新建高速公路施工平衡期病害率<6%。经济效益41.78亿元。开创

8、了高温冻土区修建高速公路的国际先河，创造了青藏公路建成60年仍全天