2015年山东科学技术奖申报项目公示

2015年度山东省科学技术奖申报项目公示

一、项目名称：高等级公路半刚性基层损伤理论、控制方法及工程应用 二、申报奖种：山东省科学技术进步一等奖

三、主要完成人：韦金城、王林、马士杰、余四新、韩文扬、付建村、孙强、任瑞波、程钰、胡宗文、赵海生、胡家波

主要完成人的贡献及曾获奖励情况：

1、韦金城：高级工程师，参与制定项目总体技术路线和研究方案，提出并验证了以损伤率指标和疲劳方程联合表征的半刚性基层材料和结构疲劳损伤模型，行成了半刚性基层沥青路面控制疲劳设计方法，开发了相应的计算机程序；完善和发展了永久性（长寿命）路面设计方法；系统研究了半刚性基层沥青路面结构开裂及其损伤发展规律，提出了确定沥青路面半刚性基层疲劳损伤状态下结构有效承载力的方法及半刚性基层结构开裂损伤的现场诊断方法；提出了基于动态拉伸抗裂和极限应变指标的既有损伤半刚性基层上加铺结构抗裂设计指标和参数，形成了专用设计方法，提出并验证了集排水、抗裂于一体，可快速施工、无需养护的耐久性路面维修结构；提出了兼顾强度、建设缩裂、减少离析和增强抗疲劳性能的骨架密实型水泥或二灰稳定碎石基层材料设计方法；提出了半刚性基层材料双层连续摊铺，一次成型施工工艺。

“永久性沥青路面结构设计理论与方法、关键技术及工程应用” 2010-J-223-2-02-R06，国家科技进步二等奖，2010年，第6位； “永久性沥青路面设计方法研究” JB2009-1-12-6，山东省科技进步一等奖，2009年，第6位。

2、王林：研究员，项目总负责，制定项目总体技术路线和研究方案。提出了以损伤率指标和疲劳方程联合表征的半刚性基层材料和结构疲劳损伤模型，完善和发展了永久性（长寿命）路面设计方法，实现了大规模工程应用；系统研究了半刚性基层沥青路面结构开裂及其损伤发展规律，提出了确定沥青路面半刚性基层疲劳损伤状态下结构有效承载力的方法及半刚性基层结构开裂损伤的现场诊断方法；提出了基于动态拉伸抗裂和极限应变指标的既有损伤半刚性基层上加铺结构抗裂设计指标和参数。

“永久性沥青路面结构设计理论与方法、关键技术及工程应用” 2010-J-223-2-02-R02，国家科技进步二等奖,2010年，第2名；“沥青混凝土路面抗滑磨耗层的研究及应用”2002-J-223-2-01-R02，国家科技进步二等奖,2002年，第2名；“青岛海湾大桥桥面沥青铺装层的研究”，JB2013-1-9-R02，山东省

科技进步一等奖，2013年，第2位；“国产天然岩沥青及其改性沥青的开发与应用研究”，JB2010-2-37-3，山东省科技进步二等奖，第3位；“大粒径沥青混合料柔性基层在老路补强中的应用研究” JB2006-1-15-4,山东省科技进步一等奖,2006年，第4位；“Superpave技术的开发与应用” K2003-1-17-3,山东省科技进步一等奖，2003年，第3位。

3、马士杰：研究员，参与制定项目研究方案，提出并验证了以损伤率指标和疲劳方程联合表征的半刚性基层材料和结构疲劳损伤模型；运用半刚性基层损伤理论与控制方法确定半刚性材料的合理层位及沥青层的合理厚度，提出了重载交通条件下多种组合式基层（半刚性层与沥青碎石或级配碎石组合）典型路面结构形式，实现了在实体工程中推广应用；提出了兼顾强度、减少缩裂、减少离析和增强抗疲劳性能的骨架密实型水泥或二灰稳定碎石基层材料设计方法。

“永久性沥青路面结构设计理论与方法、关键技术及工程应用”2010-J-223-2-02-R07,国家科技进步二等奖,2010年，第7位；“青岛海湾大桥桥面沥青铺装层的研究”，JB2013-1-9-R09，山东省科技进步一等奖，2013年，第9位；“大粒径沥青混合料柔性基层在老路补强中的应用研究”JB2006-1-15-6，山东省科技进步一等奖,2006年，第6位；“永久性沥青路面设计方法研究” JB2009-1-12-7，山东省科技进步一等奖，2009年，第7位；“Superpave技术的开发与应用”K2003-1-17-3，山东省科技进步一等奖，2003年，第9位。“沥青路面现场热再生技术“JB2009-3-77-5，山东省科技进步三等奖,2009年，第5位。

4、余四新：工程师，验证了以损伤率指标和疲劳方程联合表征的半刚性基层材料和结构疲劳损伤模型，行成了半刚性基层沥青路面控制疲劳设计方法；系统研究了半刚性基层沥青路面结构开裂及其损伤发展规律，提出了确定沥青路面半刚性基层疲劳损伤状态下结构有效承载力的方法及半刚性基层结构开裂损伤的现场诊断方法；提出了基于动态拉伸抗裂和极限应变指标的既有损伤半刚性基层上加铺结构抗裂设计指标和参数。

5、韩文扬：工程师，针对半刚性基层结构应力状态检测技术难题，开发了半刚性基层温度场、结构温度应变、结构温缩系数联合检测系统，提出了日温差引起沥青路面裂缝开口位移量的确定方法；提出了联合落锤式弯沉仪（FWD）及三维雷达（GPR）进行无损检测的沥青路面结构开裂损伤现场诊断和确认方法。

6、付建村：高级工程师，提出并验证了集排水、抗裂功能于一体，可快速施工、无需养护的耐久性路面维修结构；提出了半刚性基层材料双层连续摊铺，一次成型施工工艺，提出相应的施工工法、流程、材料技术要求及质量控制方法等。

“永久性沥青路面结构设计理论与方法、关键技术及工程应用” 2010-J-223-2-02-D02，国家科技进步二等奖，2010年，第18位；“青岛海湾大桥桥面沥青铺装层的研究”，JB2013-1-9-R04，山东省科技进步一等奖，2013年，第4位；全国市政行业2011年度市政工程科学技术奖，二等奖，第6位。

7、孙强：工程师，提出了基于动态拉伸抗裂和极限应变指标的既有损伤半刚性基层上加铺结构抗裂设计指标和参数，形成了专用的设计方法，验证了集排水、抗裂功能于一体，可快速施工、无需养护的耐久性路面维修结构。

9、程钰：高级工程师，提出了基于动态拉伸抗裂和极限应变指标的既有损伤半刚性基层上加铺结构抗裂设计指标和参数，验证了集排水、抗裂功能于一体，可快速施工、无需养护的耐久性路面维修结构。

10、胡宗文：高级工程师，运用重载ALF加速加载试验与路面力学响应传感测试系统对半刚性基层疲劳损伤模型进行了验证；提出了重载交通条件下多种组合式基层（半刚性层与沥青碎石或级配碎石组合）典型路面结构形式，实现了在实体工程中推广应用。

“级配碎石基层性能参数及其加铺结构组合分析研究”JB2013-2-10，日照市科技进步二等奖，第2位。

11、赵海生：工程师，通过室内重复加载弯曲疲劳试验，结合连续损伤力学原理，建立了与疲劳方程应力比指标相关联的弯拉模量衰减损伤率模型；运用重载ALF加速加载试验与路面力学响应传感测试系统对半刚性基层疲劳损伤模型进行了验证。

12、胡家波：工程师，运用半刚性基层损伤理论与控制方法确定半刚性材料的合理层位及沥青层的合理厚度，提出了重载交通条件下多种组合式基层（半刚性层与沥青碎石或级配碎石组合）典型路面结构形式，实现了实体工程中推广应用。

“级配碎石基层性能参数及其加铺结构组合分析研究”JB2013-2-10，日照市科技进步二等奖，第4位

四、主要完成单位：山东省交通科学研究所，山东建筑大学

山东省交通科学研究所贡献：

1、山东省交通科学研究所：制定总体研究路线、拟订课题研究的实施方案，提供软硬件设备，组织室内试验实施，根据交通、环境等条件选择试验路段，组织试验路实施。组织本课题的国际交流；组织技术人员培训和与课题组专家交流；组织对铺筑试验路进行不间断的长期观测。对主要创新和推广应用贡献：（1）首次提出并验证了以损伤率指标和疲劳方程联合表征的半刚性基层材料和结构疲劳损伤模型，形成了半刚性基层沥青路面控制疲劳设计方法，开发了相应的计算

机程序，为半刚性基层沥青路面损伤控制提供理论和方法，完善和发展了永久性（长寿命）路面设计方法，实现了大规模工程应用。（2）系统研究了半刚性基层沥青路面结构开裂及其损伤发展规律，提出了确定沥青路面半刚性基层疲劳损伤状态下结构有效承载力的方法及半刚性基层结构开裂损伤的现场诊断方法，为基层结构损伤分析评价和养护设计提供依据。（3）提出了基于动态拉伸抗裂和极限应变指标的既有损伤半刚性基层上加铺结构抗裂设计指标和参数，形成了专用的设计方法，提出并验证了集排水、抗裂功能于一体，可快速施工、无需养护的耐久性路面维修结构，实现了既有损伤半刚性基层沥青路面结构养护的高效和路面结构使用的耐久目标。（4）提出了兼顾强度、减少缩裂、减少离析和增强抗疲劳性能的骨架密实型水泥或二灰稳定碎石基层材料设计方法；提出了半刚性基层材料双层连续摊铺，一次成型施工工艺，增强了路面结构层间的连接，提高了路面结构的整体承载能力。 五、项目简介：

我国庞大的高等级公路网路面结构以半刚性基层（水泥稳定碎石或石灰-粉煤灰稳定碎石）沥青路面为主，路面基层设计寿命十五年，周期性重建造成巨大的交通、环境与资金压力。半刚性基层沥青路面急需突破长寿命沥青路面结构设计的技术瓶颈，即形成反映实际损伤状态的结构性能评价方法及损伤控制方法。不同交通与自然环境条件的半刚性基层长寿命沥青路面设计需要以力学、材料科学、工程检测与控制技术等为基础，其理论与方法是世界道路工程界最前沿的研究课题。

在交通运输部重点平台项目（2011319781070）等支持下，通过理论分析、室内试验、现场加速加载验证，结合济青高速、京沪高速等我国早期典型半刚性基层沥青路面近20年性能观测总结，项目在半刚性基层损伤控制、结构与材料损伤评价、材料设计与施工等关键技术方面取得了重大突破，提出了重载条件下半刚性基层长寿命沥青路面损伤控制理论与方法，完善和发展了永久性（长寿命）路面设计方法，实现了研究成果的工程推广应用。主要创新成果如下：

（1）首次提出并验证了以损伤率指标和疲劳方程联合表征的半刚性基层材料和结构疲劳损伤模型，形成了半刚性基层沥青路面控制疲劳设计方法，开发了相应的计算机程序，为半刚性基层沥青路面损伤控制提供理论和方法，实现了大规模工程应用。

（2）系统研究了半刚性基层沥青路面结构开裂及其损伤发展规律，提出了确定半刚性基层疲劳损伤状态下结构有效承载力的方法及半刚性基层结构开裂损伤的现场诊断方法，为基层结构损伤分析评价和养护设计提供依据。

（3）提出了基于动态拉伸抗裂和极限应变指标的既有损伤半刚性基层上加

铺结构抗裂设计指标和参数，形成了专用的设计方法，提出并验证了集排水、抗裂功能于一体，可快速施工、无需养护的耐久性路面维修结构，实现了既有损伤半刚性基层沥青路面结构养护的高效和路面结构使用的耐久目标。

（4）提出了兼顾强度、减少缩裂、减少离析和增强抗疲劳性能的骨架密实型水泥稳定碎石和二灰稳定碎石基层材料设计方法；提出了半刚性基层材料双层连续摊铺，一次成型施工工艺，增强了路面结构层间的连接，提高了路面结构的整体性能。

六、推广应用情况、经济效益和社会效益：

研究成果总体达到国际领先水平，以此为基础参加了我国公路沥青路面设计规范、重载交通长寿命沥青路面设计细则等行业标准的修订并承担山东省地方标准的编制工作，进一步完善了我国沥青路面设计方法体系，推动了沥青路面设计理念的创新和沥青路面工程的技术进步。主要研究成果已在山东、安徽、云南、四川、内蒙等省超过1000公里新建及改建高等级公路上实际应用，有效降低由路面重建造成的建设费用、交通延误等经济损失，产生了巨大经济社会效益。 七、论文及论著目录：见附表1。 八、知识产权目录：见附表2。

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