主要完成人：鄭健龍，呂松濤，黃拓，潘勤學(xué)，劉超超等

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：

發(fā)展長(zhǎng)壽命路面以延長(zhǎng)其使用壽命和大中修周期是從源頭上降低不可再生資源消耗最有效的途徑，也是國(guó)際道路工程界重點(diǎn)攻關(guān)的科技前沿。然而，國(guó)內(nèi)外瀝青路面設(shè)計(jì)的力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法一直沿用各結(jié)構(gòu)層等壽命的設(shè)計(jì)思想，未考慮環(huán)境與荷載作用下路面表層易損、深層難修的客觀事實(shí)；長(zhǎng)期應(yīng)用的線彈性理論與一維強(qiáng)度準(zhǔn)則既無(wú)法表征材料拉、壓強(qiáng)度（剛度）成倍的差異性，亦無(wú)法考慮路面結(jié)構(gòu)三維應(yīng)力本征，導(dǎo)致設(shè)計(jì)偏差顯著，嚴(yán)重制約了路面壽命的提升。

為此，項(xiàng)目組通過(guò)近20年科技開(kāi)發(fā)與工程實(shí)踐，開(kāi)世界之先河，針對(duì)路面結(jié)構(gòu)的三維應(yīng)力狀態(tài)特點(diǎn),系統(tǒng)建立了集理論、方法、技術(shù)于一體的新型長(zhǎng)壽命瀝青路面設(shè)計(jì)體系，使路面主體結(jié)構(gòu)壽命從15年提高到60年。

發(fā)明了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期自上而下逐層倍增的新型耐久性瀝青路面結(jié)構(gòu)體系及其設(shè)計(jì)技術(shù),突破了國(guó)內(nèi)外瀝青路面各結(jié)構(gòu)層等壽命設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)理念,成倍延長(zhǎng)了路面整體結(jié)構(gòu)的使用壽命與大中修周期。

圖1設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期自上而下逐層倍增的新型耐久性瀝青路面結(jié)構(gòu)

構(gòu)建了瀝青路面結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)分析的雙模量理論與方法,解決了因傳統(tǒng)線彈性理論不能表征路面材料拉、壓模量差異性而導(dǎo)致的路面設(shè)計(jì)參數(shù)取值不唯一性問(wèn)題，使荷載響應(yīng)分析精度平均提高30%以上。

圖2自主研發(fā)的壽命逐層遞增式耐久性瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析軟件

創(chuàng)立了三維應(yīng)力狀態(tài)下瀝青路面結(jié)構(gòu)抗疲勞設(shè)計(jì)的強(qiáng)度準(zhǔn)則,攻克了長(zhǎng)期以來(lái)不同試驗(yàn)方法得到的疲勞方程不同、工程設(shè)計(jì)難以選用的難題,使結(jié)構(gòu)疲勞抗力設(shè)計(jì)精度成倍提升。

圖3三維應(yīng)力狀態(tài)下瀝青路面結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度模型及其歸一化模型

工程應(yīng)用：

成果已編制并發(fā)布了世界首部基于三維應(yīng)力和雙模量理論的壽命逐層遞增長(zhǎng)壽命瀝青路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在湖南、河南、廣東、海南、內(nèi)蒙古、廣西等中國(guó)東西南北中不同氣候分區(qū)的10余條高速公路上千公里車道里程瀝青路面建設(shè)中得到成功應(yīng)用。

圖4新型長(zhǎng)壽命瀝青路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

圖5主要應(yīng)用工程