《沥青路面无损评价、常温再生关键技术与成套装备》

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该项目属交通运输工程领域。

道路建设需要大量的建筑石料,而其开采因为环保的原因受到了很大制约,导致道路石料紧缺;另一方面,中国拥有高速公路和其它各等级公路沥青路面150多万公里,每年产生废旧沥青料高达2.3亿吨,未能得到充分利用。经过十几年的研究,该项目建立了一整套领先的旧路面无损评价、再生结构设计和常温再生材料技术,研发了成套装备,形成了覆盖全产业链的重大创新技术。

发现了旧料再生机理,发明了国际领先的乳化沥青常温再生新技术。发现了常温再生混合料的被激复活现象,提出了常温拌和、常温摊铺、受热被激复活的常温再生全新机理。建立了考虑被激复活和二次压密机制的新一代常温再生混合料设计方法和完整标准。发明了专用高性能再生乳化剂,打破了国外垄断,节约了成本。发明了芳烃油+专用再生乳化剂的复方常温再生技术,使常温再生混合料的性能达到了新材料的技术要求。可用于重载路面的中下面层和一般交通路面的各层位,提高了再生材料的应用价值和使用范围。

发现了路面弯沉盆上存在惰性点,首创了路面结构无损评价方法、标准及再生结构设计方法。发现了路面结构中的惰性弯沉点,建立了基于惰性点的高精度路面反演方法,从理论上解决了反演解唯一性的国际难题。首次采用反演的在役模量和初始模量的比值作为损伤指标,建立了路面结构层损伤-损坏关系和半刚性基层损坏评级标准,解决了基层无损评价难题,为设计和决策提供了技术依据。根据先导工程的十年连续观测,确定了厚度设计参数,构建了路面再生结构设计体系和标准,解决了结构设计问题;同时,绘制了设计诺谟图,提出了6种典型结构设计模式,以方便工程使用。

首创了高效能常温再生混合料生产成套设备,产能达400吨/小时;研发了三维路面检测设备。首创了全套高效率、高精度、双拌式常温再生设备,解决了规模化施工的设备难题。优化了生产工艺、流程,显著提高了早期强度,养生时间从14天大幅缩短为2天,大大缩短了工期。采用视频图像技术检测路面损坏状况,采用结构光技术检测路面三维变形,研发了快速检测车,解决了路面数据的快速采集问题。

该项目首次将废旧材料的零星尝试利用上升为高性能绿色路面材料,形成了具有完全知识产权的全产业链完整技术,是沥青路面再生领域的重大技术飞跃和突破,处于国际领先水平。获发明专利25项,国际专利1项,软件著作权8项,实用新型专利8项,发表论文151篇,出版英文专著1部。研究成果被交通部采用,纳入2部行业规范,参编3部地方规范。已生产再生拌和设备22套,并获30万美元出口订单,已建再生乳化沥青工厂4个。成果列入了交通运输部和国家重点节能技术推广目录,在全国推广应用超过2200公里,国内市场占有率近95%;最长的使用时间超过11年。共获经济效益45.95亿元,节约废料占地1584亩,减少CO2排放24.6万吨,经济社会效益显著。

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