成果名称

高速公路改扩建路基路面结构优化设计与性能协调研究—子题二：新旧路面材料与结构性能协调及匹配关键技术

成果登记号

知识产权

完成单位

序号

单位名称

通讯地址

1

山东高速股份有限公司

山东省济南市奥体中路5006号

2

山东省交通科学研究院   

山东省济南市历城区港西路1877 号

3

山东交通学院

济南市长清大学科技园海棠路5001号

完成人

序号

姓名

工作单位

对成果的贡献

1

吕思忠

山东高速股份有限公司

项目总负责

2

马士杰

山东省交通科学研究院

技术负责人

3

苏建明

山东高速股份有限公司

总体方案制定

4

赵海生

山东省交通科学研究院

理论与试验研究、资料撰写

5

王喆

山东高速股份有限公司

项目协调及理论分析

6

韦金城

山东省交通科学研究院

理论分析

7

王凯

山东高速股份有限公司

理论与试验研究、资料撰写

8

庄传仪

山东交通学院

理论与试验研究、资料撰写

9

魏琨

山东高速股份有限公司

理论与试验研究

10

孙兆云

山东省交通科学研究院

理论与试验研究

11

田仕臻

山东高速股份有限公司

现场试验

12

崔世萍

山东省交通科学研究院

现场试验

13

刘广波

山东高速股份有限公司

现场试验

14

李增光

山东省交通科学研究院

现场试验

15

张晓萌

山东省交通科学研究院

现场试验

16

闫庆亮

山东高速股份有限公司

数据处理

17

杨永富

山东省交通科学研究院

现场试验

18

陈婷婷

山东省交通科学研究院

现场试验

19

苏春华

山东省交通科学研究院

现场试验

20

裴元贞

山东省交通科学研究院

室内分析

成果公报内容

本课题针对目前高速公路改扩建工程逐渐增多的情况，以及对资源节约和环境保护越来越高的要求，针对使用期末半刚性基层沥青路面结构评价与分析、残值计算及结构性病害的整治，以恢复其结构性能的技术问题还没有真正解决；同时由于材料性能的不一致又造成结构性能的不同步，如何与新路面材料在性能上进行协调与匹配，进而使路面结构性能进行协调与匹配的技术难题。通过理论分析、室内试验与现场检测相结合的方法，通过建立三维模型并结合实体工程试验段验证，开展高速公路新旧路面材料与结构性能协调及匹配关键技术研究。

本课题提出了用于服役末期沥青路面性能衰变规律的加速加载试验方法，揭示了重载一环境同步耦合作用下沥青路面服役末期非线性衰变机理；基于加速加载试验，构建了旧路面结构性能残值分析及评价模型，提出了服役末期路面结构与材料损伤演化的时变特性及剩余寿命预估方法；提出了既有高速公路使用期路基和路面结构层检测评价方法及既有结构层再利用的设计参数；提出了高速公路扩建工程分车道设计原则和既有路面结构体系加铺转换长寿命路面结构设计方法，保证了新旧路面结构的变形协调。

通过本课题的研究解决了高速公路拓宽改造工程中既有路面结构残余寿命评价，沥青路面进行结构性能的恢复，以及既有路面合理利用的问题；解决了新旧路基差异沉降控制、新旧路面材料与结构性能协调及匹配、路基路面结构一体化设计等是亟待解决的问题，保证了新旧路面材料和结构在性能上进行协调与匹配，保证了公路改扩建工程建设质量，节省了施工工期，节约了建设成本，为改扩建项目路面合理利用和路面结构设计提供了参考和依据。

课题研究成果具有明显的技术创新，经济、社会及环保效益显著，推广应用前景广阔。

验收（评价)专家名单

序号

序号

姓名

单位

专业领域

职称

1

周伟

交通运输部

交通工程

教授

2

李彦武

交通运输部公路局

道路工程

教高

3

黄晓明

东南大学

道路工程

教授

4

郭忠印

同济大学

道路工程

教授

5

冯德成

哈尔滨工业大学

道路工程

教授

6

任瑞波

山东建筑大学

道路工程

教授

7

辛公锋

山东高速集团创新研究院

道路工程

研究员

8

袁徽鹏

山东交通学院

财务

高级会计师

省高端会计人才

9

李春良

山东省交通规划设计院有限公司

财务

注册造价师

组织验收（评价）单位：山东省交通运输厅、山东省交通运输科技管理服务中心

验收（评价）意见

2021年5月13日，山东省交通运输厅在济南组织了“高速公路改扩建路基路面结构优化设计与性能协调研究—子题二：新旧路面材料与结构性能协调及匹配关键技术”项目验收工作。验收专家组（名单附后）听取了项目组的汇报，审阅了相关技术文件和财务报告，经质询和讨论，形成验收意见如下：

一、项目组提交的资料齐全，内容完整，完成了计划任务书确定的研究内容，符合验收要求。

二、项目组针对高速公路改扩建路面工程特点，基于现场调研、理论分析与室内外试验，对高速公路改扩建工程路面材料与结构协调及匹配关键技术开展了系统研究，取得了如下主要创新成果：

1. 提出了用于服役末期沥青路面性能衰变规律的加速加载试验方法，揭示了重载—环境同步耦合作用下沥青路面服役末期非线性衰变机理。

2. 基于加速加载试验，构建了旧路面结构性能残值分析及评价模型，提出了服役末期路面结构与材料损伤演化的时变特性及剩余寿命预估方法。

3. 提出了既有高速公路使用期路基和路面结构层检测评价方法及既有结构层再利用的设计参数。

4. 提出了高速公路扩建工程分车道设计原则和既有路面结构体系加铺转换长寿命路面结构设计方法。

三、项目授权发明专利和实用新型专利3项，取得软件著作权1项，申请发明专利1项，发表论文7篇。在济青高速公路和京台高速改扩建工程中进行了成功应用，研究成果对高速公路改扩建路面工程具有重要指导意义，社会、经济、环境效益显著。

四、根据项目财务报告列示情况，该项目经费使用合理，预算执行情况良好。

验收专家组一致同意该项目通过验收。