地区：上海市 宝山区
关键词：北京建筑大学;中咨公路养护检测技术有限公司;北京工业大学;西安公路研究院;北京市政路桥管理养护集团有限公司
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000005617
成果描述：
| 项目所属技术领域：城乡建设。沥青路面是北京地区道路最主要的铺面形式，然而在城郊重载货运车辆和城区高频车流密度公交专用线的重交通作用下，道路使用性能急剧衰减，往往通车2～3年就需要养护维修。截止2014年底，北京地区公路总里程21892公里，城市道路总里程6435公里，其中重交通路面约占50%。而每年需要大中修公路约500公里，城市道路约100万平方米，远远超过了新建道路的规模。按照平均翻修厚度10厘米，路面宽15米计算，每年产生废旧沥青路面材料(Reclaimed Asphalt Pavement，RAP)约200万吨。然而由于RAP材料为非连续均质体，抗开裂性能差、质量变异性大、热量传递不均匀等技术难题限制了其高比例应用，尤其是在重交通路面中应用。如何提高RAP比例(＞30%)且大规模应用在重交通路面中具有十分重要的社会和经济意义。该项目依托国家自然基金、北京市自然基金等项目，开发了具有自主知识产权的重交通条件下高比例RAP沥青路面关键技术，主要技术创新如下：基于非连续均质体的离散元方法，采用数值模型模拟了高比例RAP的非连续结构，发现了重交通和环境耦合作用对不同RAP比例下新旧沥青界面破坏以及非线性细观开裂损伤的影响规律。根据重交通路面各结构层的受力特点，提出了高比例RAP内部集料界面剪应力、层底弯拉应力等多个单项路面损坏指标设计体系，并建立相应的材料和结构设计原则。揭示了植物油中不饱和脂肪酸可有效抑制RAP中沥青质絮凝沉淀作用的微观机理以及对RAP组分重分布的影响规律，利用苯甲醛交联剂、硅烷偶联剂对植物油的复配，开发了生物复合沥青再生剂，增强了RAP抗低温及疲劳开裂能力。设计了高比例RAP沥青混合料(＞45%)，提出了重交通条件下混合料性能的技术指标和标准。建立了RAP三级预处理技术，控制了RAP质量变异性。提出了RAP在生产中的关键控制温度，开发了RAP分离再生技术及再生工艺。基于再生剂的扩散及润滑降黏作用，促进RAP中新旧沥青充分混溶，避免RAP二次老化，提高了高比例RAP与新料热量传递的均匀性及施工和易性。该项目获授权发明专利10余项，实用新型专利5项，出版专著2部，发表论文70余篇，他引累计次数646次，培养硕、博士50余名及培训工程技术人员200余名。近十年来，该项目技术成果在京沈高速辅路大修工程、河北迁曹线大修工程等多个省、市、自治区近1000公里道路工程中成功应用，利用RAP数量高达300万吨，创造直接经济价值约1.6亿元，同时减少RAP占地费用，环保、经济及社会效益显著。 |
