抗裂耐久半刚性基层沥青路面关键技术及工程示范

项目属交通运输工程领域。

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。中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。

取得的主要创新性成果如下：

1. 创新了基于层位功能的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结构，可提升路面结构抗疲劳开裂90％以上、抗车辙性能40％以上。出版专著1部，取得国家实用新型专利2项和软件著作权2项，发表学术论文4篇。

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（WTM），WTM试件工程性质与路面芯样工程性质相关性可达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％）。取得国家发明专利2项，发布地方标准1部，发表学术论文15篇。

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WTM沥青混合料设计方法。与国家规范中Marshall沥青混合料相比，WTM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。取得国家发明专利14项、实用新型专利13项，发布地方标准3部，发表学术论文20篇。

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。出版专著1部，取得国家发明专利2项、实用新型专利1项，编制地方标准2部、中国公路学会团体标准1部（制订中），发表学术论文29篇。

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WTM设计方法，攻克了二灰稳定碎石基层的世界性技术难题。取得国家发明专利1项，发布地方标准1部，发表学术论文7篇。

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WTM设计方法，可提升力学强度20％以上、抗塑性变形能力26％以上。取得国家发明专利5项、实用新型专利2项、发表学术论文10篇。

主要创新性成果取得国家专利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（制订中），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，极大地提升了中国公路沥青路面技术水平，显著地促进了行业科技进步。

项目属交通运输工程领域。 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。中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，攻克了传统半刚性塞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。取得主要创新性成果如下： (1)创新了基于层位功能的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结构，可提升路面结构抗疲劳开裂90％以上、抗车辙性能40％以上。出版专著1部，取得国家实用新型专利2项和软件著作权2项，发表学术论文4篇； (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(WTM)，WTM试件工程性质与路面芯样工程性质相关性可达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％)。取得国家发明专利2项，发布地方标准1部，发表学术论文15篇； (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WTM沥青混合料设计方法。与国家规范中Marshall沥青混合料相比，WTM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。取得国家发明专利14项、实用新型专利13项，发布地方标准3部，发表学术论文20篇； (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。出版专著1部，取得国家发明专利2项、实用新型专利1项，编制地方标准2部、中国公路学会团体标准1部(制订中)，发表学术论文29篇； (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WTM设计方法，攻克了二灰稳定碎石基层的世界性技术难题。取得国家发明专利1项，发布地方标准1部，发表学术论文7篇； (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WTM设计方法，可提升力学强度20®/»以上、抗塑性变形能力26％以上。取得国家发明专利5项、实用新型专利2项、发表学术论文10篇。 主要创新性成果取得国家专利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(制订中)，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，极大地提升了中国公路沥青路面技术水平，显著地促进了行业科技进步。