[01103782]高速公路沥青路面长效养护关键技术与决策体系

截至2018年底，全国高速公路总里程达到14.25万公里，每年养护里程超过1.4万公里，每年养护经费约500亿。随着高速公路由“建设为主”到“养护为主”的发展趋势，养护体量逐年增大。但我国高速公路沥青路面养护技术发展起步晚和养护决策方法不科学等问题普遍存在，导致养护资金利用效率低、环保压力重、通行效率低，不能更好服务于区域经济发展和人民出行需求。项目历经10年系统研究和工程实践，解决了路面结构性能评估难、养护技术使用寿命短、养护决策经验性为主的行业难题。取得了三项创新性成果： （1）揭示了既有沥青路面结构与材料的真实性状 针对沥青路面结构内部性能难以真实检测评价的问题，提出了基于EWD多点弯沉差值的结构状况评价方法，实现了路面结构性能的分层解析，发现了半刚性基层使用寿命可达到40-50年，解决了其实际寿命难以预估的难题；首次提出了模拟路面三维温度场和荷载动态响应的整体沥青面层结构高温变形分析方法，建立了沥青路面车辙聚类灰色预测模型，预测精度达到90%。首次提出了基于界面损伤机理和断裂力学理论的沥青混合料复合开裂疲劳性能评价方法，显著提髙了沥青层剩余疲劳寿命预测的可靠度。 （2）研发了髙速公路沥青路面长效养护技术 针对传统养护主要采用和新建相同的材料与技术，在多雨高温地区重载交通高速公路适用性不足的问题，研发了基于温拌和抗车辙双重增效的ECA易密实罩面技术，延长路面使用寿命5〜8年；研发了旧沥青混合料高性能现场再生系列技术，解决了沥青混合料的骨架结构重塑和沥青胶浆均匀重分布等难题，实现了旧料100%循环利用，提升路用性能20%~30%。研发了基于低表面疏水膜、复合冰点抑制剂和多孔蓄盐材料三者协同作用的低表面能缓释型路面融雪除冰涂层，融雪除冰效果提高3~5倍，有效缓解了冰雪天气下的行车安全问题。国内首次提出了沥青路面养护节能减排评价体系，开发了评估软件EEES，形成了快速、绿色、耐久、安全的沥青路面养护技术体系。 （3）构建了高速公路沥青路面多维多因素智能养护决策体系 针对我国沥青路面养护科学决策水平低、经验性为主的现状，建立了针对路网和项目的分层级养护决策评价指标体系，提供了路面养护科学决策的基础。首次将节能减排效益作为关键决策因素，建立了基于六大决策因素的路面养护网级决策优化模型，构建了路面多维多因素智能养护决策体系，扩大了绿色环保类养护技术的应用范围。开发了基于数据驱动的路面养护智能决策系统，实现了“路面状况预判一病害精准预测一智能科学决策”的目标。 项目授权发明专利12项，软件著作权11项，开发新材料8项，SCI/EI论文44/20篇，制定地方标准3部，获中国公路学会科学技术奖一等奖2项。项目成果支撑了江苏、广东、黑龙江等10个省份近5000公里高速公路养护，创造经济效益3.67亿元，有效保障了高速公路通畅安全运营，社会效益显著。