濕熱重載地區耐久性瀝青路面動力響應分析與設計方法研究

1 項目來源

廣東省交通運輸廳2012年度科技計劃項目(編號：科技-2012-02-011)。

2 主要完成單位

廣東省交通集團科技研究開發中心；

廣東華路交通科技有限公司；

廣東省長大公路工程有限公司；

廣東云梧高速公路有限公司。

3 主要技術內容

3.1 技術原理及特點

濕熱重載地區耐久性瀝青路面動力響應分析與設計方法研究課題的研究成果是基于理論與實踐相結合的具有創新性的研究成果。該技術以提升瀝青路面的耐久性能和瀝青路面的便捷設計為出發點。技術原理：耐久性瀝青試驗路面力學響應監測系統布設(硬件傳感系統)→實體工程路面狀況的力學響應數據→分析實際路面在FWD荷載、溫濕度荷載和行車荷載作用下的力學響應規律→同時，對相應的路面結構進行理論分析→開展耐久性瀝青路面材料性能研究→耐久性瀝青路面結構設計方法。提出適合華南濕熱重載地區的耐久性瀝青路面的設計方法，并編制相應的路面設計程序，簡化耐久性瀝青路面的設計過程，總結實際施工經驗，研究開發耐久性瀝青路面質量控制的技術。開發了《高速公路路面分析系統V1.0》，解決了項目和系統中的關鍵技術，在技術上取得了創新性的突破。研究成果不僅具有較大的工程應用價值,而且具有顯著的社會效益和經濟效益。

3.2 性能指標

(1)提出了實體路面力學性能監測應變、溫濕度和壓力傳感器等的布設及測試方法。

(2)提出了濕熱地區瀝青路面溫度場的高精度預估模型。

(3)通過交互正交試驗確定了路面溫度、車輛軸重、車速及其交互作用對面層層底應變響應的影響敏感性，選取對于應變響應影響高度顯著的因素作為自變量，通過多元回歸分析建立了瀝青路面面層底應變響應的預估模型。

(4)實現了基于動態響應規律建立瀝青路面設計方法所必須的動態模量主曲線的程序化，推薦了10Hz、20℃時瀝青混合料的動態模量取值范圍。

(5)提出了濕熱重載地區耐久性瀝青路面典型結構及設計方法。

3.3 技術創新

(1)構建了濕熱地區耐久性瀝青路面動力響應監測系統，并成功布設了可以實測路面實際動力響應的路面應力、應變、位移傳感器，為耐久性瀝青路面動力實際響應監測打下了堅實的基礎。

(2)基于實測溫、濕度數據，建立了濕熱地區耐久性瀝青路面結構的溫度場預估模型。

(3)開發了《高速公路路面分析系統》軟件，實現了瀝青路面動力響應實測數據采集與分析，揭示了瀝青路面結構在實車荷載、FWD動荷載及環境作用下的真實動力學響應規律。

(4)建立了瀝青混合料疲勞方程一致性表達式，實現了瀝青混合料動態模量主曲線建立的程序化，提出了不同瀝青混合料動態模量回歸模型。

(5)構建了以“多指標”參數進行華南濕熱地區耐久性瀝青路面結構設計的方法，并開發了《瀝青路面設計力學分析系統V1.0》軟件，實現了瀝青路面力學響應分析和耐久性瀝青路面程序化設計。

(6)在華南濕熱地區成功修筑了4km耐久性瀝青路面結構，并提出了華南濕熱地區耐久性瀝青路面施工質量控制技術。

3.4 成果水平

2018年12月28日,廣東省交通運輸廳在廣州組織了“濕熱重載地區耐久性瀝青路面動力響應分析與設計方法研究”課題評審。評審認為：項目成果具有創新性、實用性,社會經濟效益顯著,推廣應用前景廣闊。

4 效益分析

高速公路作為國家或地區的干線公路，是交通運輸的大動脈，是保障經濟快速發展的重要基礎，是衡量一個國家公路交通運輸和汽車工業現代化水準的重要標志。華南地區的高速公路處于濕熱、重載的環境之中，傳統的瀝青路面極容易發生早期損壞，較難實現瀝青路面的長壽命，長期維修造成路面交通擁堵和產生大量的路面廢料，從而帶來不良的社會影響。采用本課題的研究成果可提高瀝青路面的使用壽命，節省建設投資和養護費用，經濟和社會效益顯著。

5 成果應用情況

本課題研究成果于2012年在廣東云羅高速公路上進行應用，目前，云羅高速公路試驗段等應用情況良好。

《濕熱重載地區耐久性瀝青路面動力響應分析與設計方法研究》課題組

聯系人：許新權

聯系電話：020-37421252

E-mail：daoluyjs@163.com