严寒地区高速铁路建造与维护关键技术

　　目前我国正在东北、西北等严寒地区展开大规模的高速铁路建设，面临着严寒恶劣条件下的高速铁路基础设施建造与维护问题，尤其是冻土路基建造和运营维护问题。本项目以严寒地区高速铁路相关工程和课题为依托，系统提出和创新了严寒地区高速铁路路基防冻胀设计、施工、综合监测和运营维护等成套技术。

　　1.主要技术内容

　　（1）创新了量化控制冻胀变形的严寒地区高速铁路路基设计方法及结构。提出了基于温度边界和填料热物参数的冻深算法；提出了粗粒土冻胀试验方法和装置；提出了渗透性级配碎石技术条件；揭示了掺水泥级配碎石的作用机理，提出了相关设计方法和质量控制标准；创新了低矮路堤地表积水渗井疏排下渗和全冻深混凝土抗冻技术；获得了高速铁路保温结构弹、塑性变形特性，提出了无砟轨道保温基床结构技术条件。

　　（2）优化了严寒地区高速铁路路基冻胀控制施工关键技术。创新了级配碎石施工全过程细粒含量控制关键技术；首次提出了高铁路基防水封闭层大流态自密实沥青混凝土生产、施工和质量控制成套技术；揭示了各因素对掺水泥级配石的影响规律，提出了相关施工控制关键技术。

　　（3）系统建立了严寒地区高速铁路路基冻胀综合监测技术体系。开发了低温适应性、远程控制、网络查询的冻胀监测技术及装置；创新了严寒地区冬季轨道不平顺检测评估技术；提出了冻胀纵向连续观测技术及系统。

　　（4）揭示了严寒地区高速铁路路基冻胀时空分布特征并提出了轨道维护技术。揭示了严寒地区高铁路基冻深和冻胀发展变化规律；提出了高铁路基浅层和深层冻胀的划分界限，阐释了路基冻胀机理；提出了路基冻胀维护标准，创新了严寒地区高速铁路动态平顺处理技术及适用于运营高铁冻胀整治技术。

　　2.授权专利及论文情况

　　申请专利19项，其中发明专利9项，已授权0项；实用新型10项，已授权8项；发表论文29篇。

　　3.主要技术经济指标

　　本项目研究成果经专家组评审鉴定达到国际领先水平，已广泛应用到我国严寒地区高速铁路的设计、施工、监测、整治和维护中，大大提高了我国严寒地区高速铁路建造与维护技术水平。成果在哈大、盘营、沈丹、哈齐、兰新、哈佳、哈牡、宝兰等十几条严寒地区高铁中得到应用，总里程超过7000公里，根据监测结果，上述线路的冻胀均得到了有效控制，并采用其成果，使工程造价得到有效降低。项目提出的冻胀监测技术，能够适应-40℃低温工作环境，精度可达±0.1mm，实现网络实时查询，为获得冻胀规律提供了技术支撑；项目提出的严寒地区高铁路基"四阶段"冻胀规律，为线路维护提供了科学依据；项目提出的维护技术，实现一次维护、兼顾冬夏，大大减少了维护工作量，2013-2014、2014-2015年冬季工作量相比2012-2013年分别减少53%和67%。

　　4.应用推广效益情况

　　成果的成功应用大大提高了我国严寒地区高速铁路路基建造维护技术水平。同时，我国正在大力推行"一带一路"战略，将不可避免地遇到国外严寒地区高速铁路的建造和维护难题，成果将是极其关键的支撑。因此，本项目成果推广应用前景广阔，可产生巨大的经济和社会效益。

创新了量化控制冻胀变形的严寒地区高速铁路路基设计方法及结构

系统建立了严寒地区高速铁路路基冻胀综合监测技术体系