我國高速公路建設已歷 20 年。目前的設計理論借鑒了國外的思想,其實質是輕交 通路面設計思想的簡單外延。我國道路的特點是交通量大,重車比例高,如外環線的重 車高達 65%,遠遠大于國外約 10%;超載嚴重,載重車超限比例達 51%。這導致路面壽命 僅 5-8 年,許多公路通車 1-2 年即大量損壞,遠小于國外 20 年以上的壽命。 本研究集 17 年研究積累,創建了重交通瀝青路面的完整設計理論。首先,通過實 地調研,發現了路面損壞的新類型;首次測定了動水壓力,發現了瀝青的遷移現象;首 次揭示了非均布重載下的路面力學響應和 Top-Down 損壞的必然性;系統闡明了路面損 壞的新機理和新模式,提出了設計新指標,為新理論構建打下了基礎。其次,根據 17 年來積累的海量數據,創建了路面全壽命結構行為方程;提出了等效結構變換法,統一 了國際路面核心設計理論;發現了影響路面溫度的新因素,建立了實用預測方法;首次 考慮了剪切疲勞效應,建立了永久變形預估模型;建立了材料 5 面體控制標準;提出了 "按性能設計,按力學驗算"的設計思想,實現了使用性能與力學性能、結構設計與材料 設計的并軌。其三,發明了普適改性瀝青系列技術,綜合性能優于國際產品,打破了壟 斷;提出了技術標準,研制了生產設備,實現了國產化和產業化。最后,研發了系列實 驗設備,為結構和材料評價提供了新手段。 成果在瀝青路面的損壞機理、溫度場預估、抗剪試驗以及設計思想、方法方面具有 突破和原始創新,核心設計理論的統一和"按性能設計、按力學驗算"的提出,是路面領 域的重大理論突破。申請專利 14 項,出版專著 2 部,論文 177 篇,EI 檢索 65 篇,部分 被引 749 次。近 5 年應邀在全國講座 45 次。成果在國際最繁重的深港西部通道等 20 條 重交道路上直接使用,最長已用 13 年依然完好,節約路面建設資金 15-30%;已在北京、 廣東、山東、江蘇等省市全面使用,其他省市間接使用,部分成果已被 2007 年規范所 采納,累計節約投資 2 億 8 千多萬元。
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