文/江苏宁沪高速公路股份有限公司 江苏中路工程技术研究院有限公司 东南大学 中路交科科技股份有限公司
获奖等级:一等奖
项目名称:沪宁高速公路25年沥青路面高效养护综合技术研发与跟踪验证示范
“沪宁高速公路25年沥青路面高效养护综合技术研发与跟踪验证示范”(以下简称“沪宁高速示范项目”)是由江苏宁沪高速公路股份有限公司(以下简称“宁沪公司”)联合江苏中路工程技术研究院有限公司等相关研究机构,开展的沪宁高速公路25年沥青路面性能跟踪观测与养护实践,该示范项目获得授权专利18项(含PCT专利1项)、主编标准3部(含行业标准1部),技术应用规模超过100亿,累计创造经济效益30亿元。项目研究成果经中国公路学会专家组鉴定为总体达到国际先进水平,其中半刚性基层沥青路面病害发展规律的研究达到国际领先水平。
←纵缝“二阶段型”演变规律(扩建后)
←横缝“S型”演变规律(扩建后)
←组图:超薄铺装混合料各项设计参数
← 组图:复合高模量剂及高模量沥青混合料设计
← 组图:三油两砂一纤维的复式精表处形成机理
沪宁高速示范项目在经历新建、扩建、养护全寿命周期25年观测研究后,项目成果揭示了路表功能、结构性能、材料性能的长期性能演变规律。在路表功能方面,项目研究了江苏省沥青路面不同时期“水损坏、车辙、裂缝、抗滑”病害的典型特征,揭示了横缝“S型”、纵缝“先缓慢后迅速增加二阶段型”等路面关键性能演变规律并建立了经验法模型,明确了横缝受路龄影响显著、抗滑受交通量自然数影响显著等规律;在结构性能方面,揭示了结构完整性以层间黏结失效为主、结构强度裂缝处急剧衰减等规律;在材料性能方面,明确了中面层高温性能“压密-稳定-流动”三阶段型发展规律及中面层流动变形对应的车辙深度临界值。
← 基层裂缝微创注浆技术
项目主要完成单位简介
中路交科科技股份有限公司
中路交科科技股份有限公司(以下简称“中路交科”)于2014年在南京成立,公司围绕交通基础设施延寿和“工程+物联网”两大行业发展趋势,聚焦科研咨询、工程检测、交通信息化、路桥新材料四大业务板块,以科研咨询为龙头,以工程检测为支撑,以路桥新材料和交通信息化为主要提升方向,致力于为工程领域持续提供系统的创新型解决方案。
江苏宁沪高速公路股份有限公司
江苏宁沪高速公路股份有限公司成立于1992年8月,是江苏省唯一的交通基建类上市公司。截至2021年9月30日,宁沪公司直接或间接运营的已开通公路里程已超过900公里,是我国公路行业境内上市公司中资产规模最大的公司之一。
沪宁高速示范项目研发了高速公路沥青路面延寿养护系列高性能材料和成套工艺,提出了功能性修复与结构性预防决策方法。针对功能性修复,研发了“粗细集料嵌挤+纤维加筋”的复式精表处封层技术,研发了抗车辙与抗裂能力双提升的U-PAVE超薄铺装沥青混合料,高温性能等级提升10℃;针对结构性预防,研发了满足板体强度修复的“自下而上式”裂缝微创注浆技术,取芯完整率超过85%,强度恢复率超过80%,研发了抗车辙能力与模量双提升的高模量沥青混合料,动稳定度与动态模量提升2倍以上;提出了沥青路面结构性能状况分级评价标准及养护策略,建立了功能性修复与结构性预防决策方法。
沪宁高速示范项目创建了大流量高速公路集约化养护模式与决策方法,开发了施工质量智能化管控成套技术。提出了不同路段、不同作业类型时间与空间维度集约化养护模式,形成了集约化养护决策体系,能够缩短养护工期90%以上;开发了全数据链自动化采集物联网装备,利用允许限值内百分率PWL提出了融合过程质量和最终产品质量的养护工程质量综合评价指标,进一步提升了沪宁高速公路养护质量。
科技创新应用实例
中路交科围绕交通基础设施延寿和“工程+物联网”两大行业发展趋势,聚焦科研咨询、工程检测、交通信息化、路桥新材料四大业务板块,致力于为工程领域持续提供系统的创新型解决方案。历年科技创成果应用实例如下。
成果一:沥青路面裂缝微创注浆修复技术
沥青路面裂缝微创注浆修复工艺所用材料为渗透性好、强度高、成型快的耐水型高聚物,同时通过成套设备实现自动化控制,提高施工质量稳定性,采用该技术进行非开挖注浆裂缝修补,能够实现处治15分钟后,快速开放交通,且注浆材料能与半刚性基层材料具有较好的黏结性。
← 组图:沥青路面裂缝微创注浆修复技术
【应用工程】目前,该技术已在沪宁、沿江、宁杭等高速公路江苏段,京沪、长深等高速公路天津段,以及澎湖高速江西段开展了大规模运用,累计裂缝修补长度5万延米。
成果二:沥青路面结构内部健康状态高速检测技术
该技术运用“高动态雷达+连续式激光弯沉+线激光全断面车辙扫描”三位一体,从表观到内部、从整体到局部,人工智能助力雷达图像自动识别,能够实现快速、无损、不阻断交通为沥青路面提供自动化、智能化全方位健康诊断服务。
【应用工程】自2019年起,江苏省开展结构内部健康状态高速检测以来,该技术已在沪宁、京沪、沿江、沿海等23条高速公路上应用,检测里程超过5000公里。
← 组图:沥青路面结构内部健康状态高速检测技术
← 组图:复式精表处预防性养护技术
成果三:复式精表处预防性养护技术
为保护原路面,提升路面抗滑性能,复式精表处预防性养护技术以高强乳化沥青作为黏结剂,搭配耐磨石料和界面保护剂,利用同步封层撒布设备分层撒布至原路面,形成“三油两石”的5毫米厚薄层结构,以达到防治路面的效果。
【应用工程】目前,该技术已在江苏省润扬大桥高速、沿江高速、宁杭高速、宁常高速实施应用,施工面积超过10万平方米。
←“长寿路面 双十面层”技术
成果四:“长寿路面 双十面层”技术
中路交科瞄准江苏省“双十路面百年桥”的建设目标,创新性开展“长寿路面 双十面层”建设,构建沥青路面设计、施工、养护全过程关键指标体系及总体技术发展路径,为高速公路沥青路面高质量建设与延寿使用奠定重要基础。
【应用工程】目前,该技术在京沪高速改扩建工程中予以应用,应用里程达330公里,后续将指导江苏全省高速公路“长寿路面 双十面层”沥青路面建设。