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当前,我国高速公路沥青路面的使用寿命是15年,如何让路面更“长寿”,使其结构安全寿命达到50年以上?
路面寿命由15年提升到50年以上,反映出设计理论、设计方法、新材料研发和建造技术等方面“质”的变革。近日举行的第729次香山科学会议聚焦道路材料本构理论与应用、道路结构抗力模型与失效准则和道路材料与结构的服役性能解译与表征等三个中心议题,对提升路面寿命开展深入研讨。
“为尽快实现2035年我国公路路面设计使用寿命30年的目标,需要在既有设计理论上实现突破。”中国工程院院士、东南大学教授黄卫指出,“由于路面材料组分复杂,现在没有一个放之四海而皆准的模型和本构。”
中国工程院院士、长沙理工大学教授郑健龙提出了双模量理论作为路面结构力学响应解译的力学模型。“路面结构处于三维应力状态,应开展三维应力状态下道路材料疲劳特性的研究,建立三维应力状态下的抗力模型,并逐渐用于路面结构设计与结构分析。未来还可以结合道路实际,依托大数据、人工智能等技术进行材料的数字化、智能化设计,以应对不同道路的复杂需求。”他说。
结合道路工程特点,长寿命路面技术体系研发不仅需要深入的基础理论研究,而且需要实体工程的广泛验证,足尺路面等荷载周期加载试验、实体工程长期性能科学观测与深入的理论研究相结合是必要的技术途径。
郑健龙呼吁,希望对于长寿命路面的研究不仅停留在基础科学问题层面,更应该对其理论、技术、施工工艺和方法进行综合性、系统性的研究,同时深入开展技术开发和推广应用。
长安大学校长沙爱民表示,长寿命路面已经得到了全世界的重视,绿色低碳给长寿命路面设计提出了更高的要求。但当前,从力学方法到反馈信息分析都是建立在确定性理论的基础上,而现实情况是复杂多变的,甚至施工环节的一个误差都会导致最终路面情况的千差万别。在实际设计建造过程中,需要多方面考虑路面环境的复杂性,利用新技术、新方法为传统道路工程赋能,增强预估模型的适用能力。
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