“高速公路瀝青路面長期性能研究”通過中期檢查
“這項研究要通過長期的試驗和觀測,找出設計、施工、養護等因素是怎么影響高速公路瀝青路面壽命的,然后再用這些規律來指導我國道路的建設和養護。”日前,西部交通建設科技項目“高速公路瀝青路面長期性能研究”通過中期檢查。來自部公路科學研究院的該項目負責人孟書濤告訴記者,要做高速公路瀝青路面長期性能研究,需要進行長期的試驗和觀測,所以這項研究可能會持續15到20年。
據了解,該課題分3個分題,10個子課題,由部公路科學研究院牽頭,參加單位達到10個。
試驗基礎不足縮短道路使用壽命
眾所周知,我國高速公路建設成就巨大,速度也快,但在建設過程中由于理論和試驗基礎不足、認知水平有限出現了質量控制不到位的問題,導致道路的使用壽命往往達不到設計年限,產生早期破壞,增加了大量的養護費用。
截至2007年年底,我國高速公路里程是4.54萬公里,按照國家高速公路網規劃,到2020年我國高速公路要達到8.5萬公里,仍有約4萬公里的高速公路要在今后十幾年內建成,如何保證高速公路瀝青路面具有良好的長期性能以減少養護費用,成為業內關注的焦點。
據業內人士介紹,關于高速公路瀝青路面早期破壞問題,國內的相關研究已有很多,但大多不成系統,存在“頭痛醫頭,腳痛醫腳”的問題。而且有些研究基本都是在實驗室內完成,和實際路用性能脫節,即使修了試驗路段,也只進行短期觀測,其數據對長期性能研究沒有指導作用。現在需要擺脫浮躁,系統深入地對路面長壽命問題進行研究。
驗證現有設計方法
瀝青路面在使用過程中,影響其材料與結構性能變化的因素有內因和外因,內因包括材料、結構、施工、養護和經濟等因素,外因包括交通荷載與環境等因素。探尋如此多影響因素之間的規律,注定了這是一項復雜而艱巨的研究。
孟書濤介紹說,該課題的分題一主要是驗證現有設計方法和設計參數,看它們是否科學、有效。由于我國目前瀝青路面結構設計方法的基礎是建立在20世紀70年代瀝青路面的使用經驗上的,盡管經過多次修訂和完善,從現有使用效果來看,設計與實際效果存在較大誤差。項目會根據現有設計方法,修建足尺試驗段,加速加載試驗,看路面在交通荷載作用下路面的力學響應,并與相關高速公路長期性能跟蹤觀測試驗路的觀測結果進行比較分析,為進一步完善瀝青路面結構設計方法和設計標準的確定提供依據。分題一還會整理國內已有的關于道路長期性能研究的成果,總結我國高速公路瀝青路面試驗成功的經驗。
用戶費用計入全壽命分析
據介紹,分題二要確定高速公路瀝青路面長期性能研究的框架,說通俗點兒就是確定這個項目要研究什么,找出影響路面長期性能的主要因素,并提出適合我國國情的研究試驗方法。除此之外,分題二還會進行高速公路壽命周期經濟分析方法研究。高速公路全壽命周期經濟分析的概念,現在被炒得很熱,但國內卻沒有對其進行深入研究,這套方法不僅包含了道路建設和養護費用,還包含了用戶費用。通過這套方法可以得出,道路如何修可以在經濟性方面達到最優。
把研究搬出實驗室
有了研究框架和試驗方法,分題三的任務就是具體操作,也是研究的重頭戲,把研究搬出實驗室,修試驗路進行長期觀測。試驗路的選擇需要進行布局規劃,根據美國經驗,長期性能觀測試驗路的布局要根據氣候條件來確定,并適當考慮交通量的情況。
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試驗路布局確定后,就需要確定長期性能觀測指標、試驗方法與設備技術要求。與長期性能有關的觀測指標很多,如果全部觀測需要耗費大量的時間和精力,因此要確定最有效的觀測指標。每一個觀測指標還有很多試驗方法,需要為每個指標確定統一的試驗方法,并為沒有試驗方法的指標開發新的方法。不同試驗設備測出的試驗結果也有差異,為使數據具有可比性,還需要對設備進行統一標定。最后測出的數據會儲存在數據庫內。
據介紹,現在研究只是一期,計劃4年完成,在隨后的二期研究中,將最終建立一個高速公路長期性能研究評價體系,弄清交通荷載、環境、路面材料、結構設計、施工技術和養護技術與高速公路瀝青路面長期性能之間的關系,來指導我國高速公路瀝青路面建設。
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