[01914963]抗裂耐久半刚性基层沥青路面关键技术

半刚性基层沥青路面开裂、车辙问题是世界性难题，一直困扰着道路工程界。 我国传统半刚性基层沥青路面通车 2~3 年大多数出现严重裂缝、不同程度车辙及 水损害等早期破坏，通车 5~6 年大多数需要“开膛破肚”式大中修。该项目以国 家自然基金项目、交通运输部行业联合科技攻关项目和陕西、河南、浙江等省交 通科技项目以及一批重大建设工程为支撑，历经 15 年联合攻关与工程实践，创 新了耐久性沥青路面结构设计理论、抗裂耐久半刚性基层沥青路面结构、垂直振 动压实试验方法（VVTM）、VVTM 路面材料设计方法与施工技术，攻克了传统 半刚性基层沥青路面抗裂耐久性不足的技术难题，形成了抗裂耐久半刚性基层沥 青路面成套技术，并在陕西、河南、浙江、四川、吉林、辽宁、海南等省推广应 用，建成了一批示范工程，极大地提升了半刚性基层沥青路面使用品质，得到了 交通运输部的认可和社会的普遍好评。 主要创新性成果取得专利 42 项（发明专利 24 项）和软件著作权 2 项，编制 地方标准 7 部、团体标准 1 部，出版专著 2 部，发表学术论文 85 篇（SCI/EI 收 录 51 篇）。成果率先在陕西省全面推广应用，相继建成一大批典范工程并已形成 技术示范，通车 10 年以上未发现裂缝、明显车辙与水损害，极大提升了陕西省 沥青路面质量，显著提高了沥青路面耐久性，得到社会各界的好评和交通运输部 的充分肯定。2012 年，交通运输部在陕西召开全国高速公路施工标准化活动现 场会，作为路面典型示范工程在全国推广应用，发挥了引领示范作用。 截止到 2018 年底，在全国形成示范工程累计高速公路 4200km 以上、干线 公路 1300km 以上，仅建设成本节约 76 亿元以上，并延长了路面使用寿命，极 大地减少了养护与大中修费用，取得了显著社会经济效益，推广应用前景广阔。 成果总体达到了国际领先水平，极大地提升了我国公路沥青路面技术水平，显著 地促进了行业科技进步。 性能指标 （1）创新了基于层位功能耐久性沥青路面结构设计理论，发明了抗裂耐久 半刚性基层沥青路面，可提升路面抗疲劳开裂 90%以上、抗车辙性能 40%以上。 （2）发明了路面材料（沥青混合料、半刚性基层材料、级配碎石等）垂直 振动压实试验方法（VVTM），VVTM 试件工程性质与路面芯样工程性质相关性 - 2 - 可达 90%以上，首次解决了传统方法测试结果与工程实际不符的技术难题（现行 国家规范 Marshall 方法相关性不足 70%、静压法不足 40%）。 （3）揭示了 VVTM 沥青混合料路用性能与体积参数之间的规律，提出了 VVTM 设计标准，发明了 VVTM 沥青混合料设计方法。与国家规范中 Marshall 沥青混合料相比，VVTM 沥青混合料至少可提升高温性能 30%、低温性能 40%、 疲劳性能 60%，水稳性可提高到 90%以上，可节约沥青 10%以上。 （4）揭示了水泥稳定碎石组成结构与力学性能之间的规律，提出了控制收 缩开裂的强嵌挤骨架密实矿料级配和控制疲劳断裂的强度设计标准，创新了水泥 稳定碎石 VVTM 设计方法，攻克了水泥稳定碎石基层开裂的世界性技术难题， 可节约水泥 30%以上。 （5）提出了控制收缩开裂的强嵌挤骨架密实矿料级配和控制疲劳断裂的强 度设计标准，发明了控制开裂破坏的二灰稳定碎石 VVTM 设计方法，攻克了二 灰稳定碎石基层的世界性技术难题。 （6）发明了仿真度 90%以上的级配碎石力学性状的数值模拟方法，提出了 控制塑性变形的级配碎石 VVTM 设计方法，可提升力学强度 20%以上、抗塑性 变形能力 26%以上。 适用范围、市场前景 抗裂耐久半刚性基层沥青路面关键技术适用于各等级公路与城市道路新建 或改建工程。据前期推广项目验证，采用抗裂耐久半刚性基层沥青路面关键技术 可节约建设成本约 60 万元/km、日常养护成本约 2 万元/km·年、大修成本约 300 万元/km、节约水泥 800～1000 吨/km、节约沥青 40～50 吨/km，具有较好的经济 效益和环境效益。