长寿命沥青路面关键技术

发布时间:2018-03-23 00:00 浏览次数:

一、长寿命沥青路面关键技术

(1)基本情况

从2005年开始,针对我国高速公路沥青路面结构设计疲劳寿命短、周期性重建造成巨大的交通、环境与资金压力问题,率先在全国开展了永久性路面技术的研究,并于2008年完成了项目基础理论、室内试验和现场工程验证研究。该技术先后获得山东省科技进步一等奖和国家科技进步二等奖,国际权威机构沥青路面联盟(APA)授予项目组颁发“科技创新”奖,这也是APA首次向北美以外地区颁发奖章。

该技术在青兰高速、滨博高速、长深高速等高速公路上推广应用,从2005年第一条永久性沥青路面结构试验路开始,通过10多年长期观测验证,证明该项技术完全可行,可将我国高速公路路面结构传统设计寿命从15年提高至35年以上,具有巨大的经济与社会效益。

(二)关键技术

1、首次构筑了完善的重载交通条件下永久性沥青路面设计体系,提出了不同类型沥青混合料的极限应变标准,提出了适应我国重载交通与复杂气候条件的永久性沥青路面典型结构,建立了适合我国重载交通和复杂气候条件的永久性沥青路面设计方法。

(2)建立了以功能需求为基础,新一代高品质耐久性沥青混合料设计理论与方法,攻克了沥青混合料性能全面提升技术难题,为各类严酷荷载环境下的耐久性铺面设计奠定基础。

(3)建立了系统的沥青路面车辆荷载、温度、湿度综合作用下沥青路面结构动态力学响应测试技术体系,揭示了多因素耦合作用下沥青路面的动态力学响应规律。

(4)建立了针对永久性沥青路面施工质量控制体系,达到了结构与材料、设计与施工控制的统一,实现了永久性沥青路面结构设计指标(极限应变)的无损检测。

(三)永久性路面技术突出优势

一是通过十几年的持续监测与评估验证,该技术可延长道路使用寿命到35年以上,每通行8-12年后,仅需对表面层进行功能性维护,而传统路面结构需周期性重建。

二是利用该技术设计的高速公路路面结构在全寿命周期内最经济。按照35 年分析期计算,与传统高速公路路面结构相比,该技术可节省养护费、燃油消耗费、轮胎消耗费和保修材料消耗费16.1 万元/年.公里。按照我省7000公路高速公路计算,每年将可节约养护费、燃油消耗费、轮胎消耗费和保修材料消耗费11.2亿元。

三是该技术避免路面的结构性损坏修复,大幅提高了道路材料的使用效率。与现有路面结构比较,永久性沥青路面在整个寿命期内产生的铣刨废弃料极少。传统四车道高速公路沥青路面每公里重建将产生1.7万方垃圾,运营后期以全国每年维修1万公里计算,产生1.7亿方垃圾,而重建产生的直接费用将超过500亿。采用永久性沥青路面结构则可极大的减少维修废料产生,节省了巨大的重建费用。

四是该技术设计的路面结构比传统路面结构总厚度减薄约30cm,建设每公里高速公路将节约石料7500方,采用永久性路面技术,未来五年新建高速公路将减少石料用量2000多万方,对减少开山采石,节约资源,节省能源,减少碳排放,保护生态环境有重要意义,符合绿色公路要求。

二、推广应用

该技术将大幅推动高速公路等基础设施的转型升级,广泛应用于重载公路新建、改建及养护大中修路面中,尤其适用于长大纵坡公路、大容 量公交专用道与港湾、港区公路与港口专用道、重载桥面铺装及机场跑道等严酷荷载环境下的铺面, 高劲度沥青胶结料及其混合料生产、施工及质量控制的成套技术,至今应用历程超过 1500 公里。

实体工程实测数据为国内外科研机构提供了翔实、可靠的研究依据,为世界永久性路面理论研究做出了贡献。研究成果为我国沥青路面设计理论、方法和技术规范修订提供了理论依据和基础数据。

三、进一步发展

推动永久性沥青路面示范工程建设,依托示范工程逐步实施智能货运专用通道示范工程,实现客货运输分离,提高交通安全水平和通行效率。以示范工程带动材料设计、机械装备、施工工艺、运营管理及安全水平等的同步提升,完善成套技术标准体系,在全国乃至国际上打造山东交通品牌,为其他省份提供经验借鉴,形成示范效应,从而引领我国道路交通基础设施长寿命功能提升技术;

通过示范工程促进该技术在我省的推广应用,形成永久性沥青路面技术与标准体系,突破既有交通基础设施功能提升设计理论,提高我省高速公路创新技术在全国的影响力,提升山东交通对山东社会经济发展新旧动能转换的基础性、先导性、引领性作用。

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