為超長服役的高速路基路面“延年益壽”

文/呂思忠 馬士杰

獲獎等級：特等獎

項目名稱：超長服役高速公路改擴建路基路面評估、協調及整體提升關鍵技術

← 濟青高速南線

由山東高速股份有限公司、山東省交通科學研究院、山東大學等單位組成的創新技術團隊，依托交通運輸部科技示范工程，在全面評估了濟青高速公路25年服役路面的基礎上，開展了一系列研究，并最終形成了“超長服役高速公路改擴建路基路面評估、協調及整體提升關鍵技術”項目研究成果。

創新成果

驗證并完善我國經典路面技術

作為早期建設的高速公路之一，濟青高速在大交通量、重載條件下已運營25年，處于超長服役狀態，其改擴建工程面臨超長服役條件下舊路結構評價與利用、改擴建路基路面一體化設計、新舊路基地基協調變形控制、新舊路面結構壽命匹配與性能協調等提升整體長壽命化的重大技術難題。

面對難題，項目團隊開展了聯合攻關，并在超長服役瀝青路面性能演變規律及結構層損傷狀態精準評估、新舊路基路面結構一體化設計及協調匹配、新舊路基路面長壽命化整體提升等方面取得了重大突破，驗證和完善了我國經典路面技術，建立了大交通量高速公路改擴建路面整體長壽命化升級技術體系。

其中，在超長服役瀝青路面性能演變規律及結構層損傷狀態精準評估方面，項目團隊提出了超長服役狀態下，道路結構、材料全方位的檢測評估技術，實現了結構層材料性能、服役狀態和壽命的預估；開發了FWD動力響應與空、地耦三維雷達聯合的結構損傷狀態評估方法，建立了舊路損傷快速協同評估技術體系；明確了超長服役路基平衡濕度，提出了參數確定方法；提出了超長服役路面各結構層模量參數確定方法和有效計算模型，闡明了損傷狀態下材料模量與結構模量的關系；基于室內定點脈沖加速加載與現場加速加載，揭示了瀝青路面損傷狀態及性能演變規律，構建了在役道路剩余壽命預估模型。

在新舊路基路面結構一體化設計及協調匹配技術方面，項目團隊建立了新舊路基差異變形分級標準；提出了路基剛度補償分層設計方法，制定了控制標準；建立了全時溫參數的疲勞損傷瀝青路面結構設計方法，開發了計算智能云平臺；基于新舊車道荷載重分布規律及加鋪前后應力變化，實現了基于模量衰變的舊路加鋪精準設計、新舊路面結構層共同參與的加鋪層精準設計、新舊路基路面結構一體化設計，以及新舊道路結構服役狀態的協調與匹配。

在新舊路基路面長壽命化整體提升技術方面，項目團隊構建了新舊路基差異變形分類控制與處治技術體系；開發了拼接界面綜合處治措施；提出了保通條件下的“反開挖”施工工藝，提升了拼接部位的施工整體質量和效率；全線中上面層采用單機全幅攤鋪成型，保證均勻無離析、橫向一字坡和縱向無接縫；形成了改擴建路基路面耐久性提升的施工新技術，實現了改擴建長壽命化路面結構與材料的優化提升。

← 舊路損傷快速協同評估技術體系

截至目前，該項目的研究成果已在濟青高速改擴建工程310公里的路基路面上全面應用，并成功應用于京臺高速、京滬高速、日蘭高速等多項改擴建工程中，應用里程超過1000公里。僅濟青高速改擴建工程直接經濟效益就超過了13億元，社會、經濟與環境效益巨大，有力助推了交通強國戰略的實現進程。

2021年，該項目研究成果榮獲中國公路學會科學技術獎特等獎。

山東高速 全力打造中國高速第一品牌

該項目的第一完成單位——山東高速股份有限公司（以下簡稱“山東高速”）成立于1999年，由山東高速集團有限公司控股，2002年3月，在上海證券交易所上市，主要從事交通基礎設施投資運營，以及高速公路產業鏈上下游相關行業的股權投資，總資產929.17億元。目前，運營管理路橋里程2818公里，榮獲全國質量獎、全國實施卓越績效模式先進企業、青年文明號、巾幗文明崗、文明示范窗口等榮譽稱號。山東高速與時俱進，凝練形成了獨具齊魯文化特色和公司特質的“暢和”文化。

富員強企，回報社會的企業使命。山東高速通過對路橋的科學運營、精心呵護，為駕乘人員提供快捷、暢通、優美、文明的平安大道。同時，山東高速持續改進收費、養護、路政等各項服務質量，做到管理科學高效、道路安全暢通、執法文明公正、行車規范有序、環境整潔順美、服務熱情周到。

立志百年企業，打造中國高速第一品牌的企業愿景。山東高速堅定不移地堅持自主創新，專注主業，培育企業的核心競爭優勢，搶抓機遇，以滾動式發展路橋主業不斷實現自我超越。通過收購兼并、合作開發等方式擴展經營領域，山東高速推進“適度相關多元化”戰略，推動城市運營發展；不斷尋找新的利潤增長點，增強企業發展后勁，使山東高速真正成為可持續發展的百年企業，并以打造“中國高速第一品牌”為目標，成為當之無愧的行業領袖。

未來，山東高速將繼續堅持以人為本，聚焦路橋主業，搶抓新舊動能轉換發展機遇，努力讓社會公眾享受到高品質的出行服務，打造全國一流的路橋運營服務商，勇當交通領域新舊動能轉換主力軍，為加快建設交通強省、交通強國貢獻力量。

山東交科院 山東省交通運輸行業唯一綜合科研機構

該項目的第二完成單位——山東省交通科學研究院（以下簡稱“山東交科院”）是山東省交通運輸行業唯一的綜合科研機構。擁有交通運輸部高速公路養護技術交通行業重點實驗室（濟南）、山東省道路結構與材料重點實驗室等5個省部級重點科研平臺，擁有多支具有一定影響力的創新團隊。

成立40多年來，山東交科院始終將科技創新作為自身發展壯大的根本動力，為山東省交通運輸事業的發展與科技創新引領做出了積極貢獻。

科研成果碩果累累。圍繞綜合交通、智慧交通、綠色交通、安全交通等眾多領域，山東交科院積極開展科技攻關與技術研發，共獲得77項各級科技進步獎，其中獲國家科技進步獎4項、省部級科技進步獎一等獎7項、山東省科技進步獎二等獎20余項，主持或參與編制國家標準5項、地方標準35項、行業標準6項，專利授權100余項，為山東省交通運輸行業發展提供了科技支撐。

創新引領基礎設施建設。2005年，山東交科院率先在全國實現由瀝青路面結構向設計壽命30年長壽命瀝青路面轉變的重大變革，創立了適合于我國重載交通的永久性瀝青路面設計方法，被譽為“山東路面模式”，極大提升了結構耐久性和整體服務質量。將高水平交通科研成果應用到全國20個省份，以及“一帶一路”沿線國家，通過技術革新節約施工資源成本、提升施工質量和水平，帶動了交通基礎設施的建設水平提升，從而全面提高了山東交通科技的知名度和影響力。

表1 山東高速及山東交科院主要科技創新成果

科研創新平臺不斷豐富。山東交科院致力于發揮創新平臺在科技研發、技術轉移、資源信息共享的排頭兵作用，全面提升科研建設水平，建設了大型多點加速加載試驗系統、高精度多尺度多因素耦合材料性能綜合試驗系統、足尺橋梁結構力學試驗分析系統等，重點打造省公路工程廢舊材料循環利用工程研究中心、省路域安全與應急保障重點實驗室、橋隧結構性能評估與耐久性提升省工程實驗室，使其成為山東省集高水平科技創新研發、高端科技人才培養、高層次科技成果轉化于一體的重要科研基地。