科创中国

本项目成果主要应用在交通运输工程领域，主要成果为：（1）寒冷地区钢桥面铺装材料与结构综合工况分级（2）寒冷地区钢桥面浇筑式沥青混凝土设计与低温性能评价方法 （3）寒冷地区钢桥面浇筑式沥青铺装耐久性能与疲劳寿命预估 （4）新型桥面防水粘结层材料研发与性能协同调控技术 （5）桥面铺装层间高精度三维表征与精细化处治方法研究 （6）寒冷地区钢桥面浇筑式沥青铺装施工质量控制方法研究

寒冷地区钢桥面铺装结构与材料协同设计是铺装品质提升的必要环节，项目注重多场环境耦合条件寒冷气候的导向作用，强化钢桥面铺装层间材料性能的时温协同，聚焦黏结质量精准评估与黏结增效精细处治，是贯彻寒冷气候条件下钢桥面铺装全生命周期理念与耐久性提升的重中之重。项目结合寒冷地区桥面钢桥面铺装材料结构耐久性需求，从“寒冷地区钢桥面铺装材料与结构综合工况分级”“新型桥面防水粘结层材料研发与性能协同调控”“钢桥面铺装层间高精度三维表征与精细化处治方法”“钢桥面铺装沥青混凝土设计与耐久性评价方法”“桥面沥青铺装施工质量控制方法”等方面开展系统研究，综合考虑钢桥面铺装的气候特性、受力状态及荷载工况，提出钢桥面铺装层间的综合分级标准；研发了高渗高粘水性环氧乳化沥青粘结层材料，揭示了水性环氧乳化沥青固化机理，提出了水性环氧乳化沥青性能调控方法；提出基于三维激光检测技术的层间状态三维表征及评价方法，推进钢桥面铺装的精细化建设；研究沥青铺装材料的合理组成，提出了寒冷地区沥青铺装设计标准，同时提出施工质量控制指标与标准以及检测方法。

该项目形成的寒冷地区浇筑式沥青混凝土钢桥面铺装材料特性、结构设计以及施工工艺一体化体系及层间处治新型材料及自动化层间质量评价设备在改善路用性能、快速开放交通、延长服役寿命等方面具有明显优势，符合当前绿色预防性养护技术大力推广的行业主题。因此，本项目预期效益显著，推广应用前景良好。

内蒙古自治区交通运输科学发展研究院是内蒙古自治区交通运输厅所属的相当于正处级的公益二类事业单位，是自治区交通运输厅唯——个科研机构，主要面向交通运输行业开展基础性、前瞻性、公益性研究以及技术咨询、服务工作，是支持自治区交通运输厅科学决策、厅机关履行职能和推进行业科技创新的重要力量。

本项目针对寒冷地区钢桥面铺装易出现低温开裂、车辙、松散、坑槽等表面功能损失问题以及科学评价钢桥面铺装结构层间粘结状态需求，结合寒冷地区气候特性及钢桥面铺装受力特性，对寒冷地区桥面层间综合工况进行分级，对水性环氧乳化沥青防水粘结层材料性能进行研究，研制了适用于寒冷地区气候特性的冷铺水性环氧乳化沥青桥面粘结层材料，同时采用三维激光检测技术对层间界面进行三维建模，对寒冷地区桥面浇筑式沥青混凝土的材料、级配组成、设计方法、施工质量进行控制。项目研究成果在内蒙古包头市南绕城公路改建工程、内蒙古乌兰察布市集宁南绕城公路、内蒙古乌兰察布市机场快速通道工程、陕西延长至黄龙高速公路工程、陕西绥德至定边高速公路工程中得到应用，产生直接经济效益 8076 万元。有效减少钢桥面铺装层病害的发生，延长铺装层耐久性及使用寿命，延长养护周期、减少养护次数、降低养护经费，长期经济效益明显。

面对寒冷地区钢桥面铺装抗低温及耐久性要求，基于“寒冷地区钢桥面铺装结构与材料协同设计及品质提升关键技术”研究报告、技术指南等基础性成果形成寒冷地区冷地区钢桥面铺装结构与材料协同设计及品质提升关键技术，为成果推广和成果转化奠定坚实基础。项目完成单位长安大学、内蒙古交科院和鄂尔多斯质监站深入进行合作，完成相关理论、技术及设备的相关研发工作，破解浇筑式沥青混凝土材料设计、施工中遇到的一些技术瓶颈，其中包括自主知识产权的水性环氧乳化沥青、三维激光检测设备，能进一步提高钢桥面铺装层的耐久性及层间粘结效能，为技术的落实提供基础保障工作。最后，基于寒冷地区实体钢桥面铺装工程，对技术的实施和应用进行完善，提升寒冷地区钢桥面铺装的路用性能，确保浇筑式混凝土钢桥面铺装工程的推广应用。