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  公路网快速检测与损坏修复关键技术  
  日期:2012-11-21    来源:  
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——2011年度国家科技进步奖二等奖

 

    我国公路总里程已高达398万公里,其中高速公路7.3万公里。公路建设取得巨大成就的同时带来了养护规模急剧扩大,公路养护规模增大与现行养护能力不足的矛盾日渐凸显。由于缺乏高效的检测手段、科学的诊断方法和先进的修复技术,我国公路养护出现了路面病害不能及时发现、病害诊断原因欠准确、养护周期偏短等问题,养护频率高达发达国家的3倍,频繁低效的养护活动不仅造成资源浪费、养护成本偏高,而且还诱发交通拥堵,影响路网服务水平。因此,提高公路养护功效、延长路面大修周期是公路养护行业亟待解决的核心问题。针对上述问题,以提高公路网检测效率、建立科学诊断手段、构建先进养护技术为出发点,依托交通部西部交通建设科技项目等多个重大科技项目,经过近10年科技攻关和技术创新,研究形成了"快速检测-智能诊断-科学修复"成套技术体系,已成为我国公路网快速检测与高效养护的主导技术,获得 6项发明专利和11项其他知识产权,有力支撑了我国公路网大规模快速检测与高效养护。该项目荣获2011年度国家科技进步奖二等奖。

    一、主要技术创新点

    1.攻克了路况快速检测核心技术,研制了具有多项自主知识产权、技术先进的"多功能路况快速检测系统"高端装备,实现了不干扰正常交通的路面病害、平整度和车辙等10余项路况指标的同步快速检测。将路面裂缝高速检测的分辨率提高到了1mm。创造性地解决了加减速路段、弯道和低速行驶路段等纵断面高程高精度(1mm)快速检测的核心技术问题。与国内外同类技术相比,路面车辙检测重复性偏差系数由现在的5.0%降低到3.0%-2.0%,相关性指标(R2)由0.90提高到0.95-0.97,路面病害检测效率较传统方法提高18倍以上。

 

1 多功能路况快速检测系统

 

    2.研发了识别准确率高达95%的路面病害自动识别系统(CiAS)软件平台和具有人工智能特征的路面病害原因诊断系统软件平台,解决了路面病害自动识别和科学诊断的重大技术难题,使我国路面病害智能诊断技术跃居国际前沿。通过对500万组路面病害图像的特征参数提取和100万组路况数据的挖掘分析,建立了基于路面病害和平整度的路面结构强度预测模型和基于激光构造深度的路面抗滑性能预测模型;构建了路面损坏知识库。

2 路面损坏识别系(CiAS)

 

3 路面病害原因诊断系统软件平台

 

    3.针对我国主要依据室内材料试验推演沥青路面长期性能这一传统做法带来的可靠性差、无法有效验证的技术难题,选取不同沥青路面结构实体路段,采用足尺路面大型加速加载试验的方法,开展了设计基准期15年约2858万次等效当量轴载和7.9万次路面高温车辙现场加速加载试验,探求了沥青路面结构在寿命周期内的使用性能衰变规律,提出了基于使用性能的沥青混合料组成设计和沥青路面结构组合形式,形成了具有抗车辙特性的路面结构修复关键技术;解决了我国沥青路面结构车辙病害产生过频和使用寿命偏短的难题,有效推迟路面车辙修复时间2-3年,延长路面大修周期25%以上,提高了沥青路面的耐久性。

    二、应用推广及效益

    三年间,已批量生产23套路况快速检测装备和配套软件,用于20个省市25万公里公路检测,其中201012万公里,占全国同类多功能路况快速检测装备检测里程的90%以上。路面病害自动识别与原因诊断技术已应用于除西藏、青海、内蒙等边远路网不发达地区以外全国大部分省市,解决了路面病害原因科学诊断问题,为路网年度技术状况评定和养护计划编制提供了科学依据。路面车辙及路面结构损坏修复关键技术,已在浙江、江苏、福建、湖北、贵州、四川、青海、河北和山西等近10个省市大规模推广应用,推迟路面车辙损坏出现的时间2-3年,有效延长大修周期25%以上,为我国干线公路网养护与病害修复提供了重要技术保障。

    根据项目成果,编写修订了《公路技术状况评定标准》JTG H20-2007、《公路路基路面现场测试规程》JTG E60-2008和《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004等行业技术标准或规范,为公路网科学、高效养护提供了技术支撑。在全国范围内举办路面快速检测技术、路况分析及评价技术及养护修复技术培训班30多期,培训技术骨干150多人,培训技术人员3000多人次。

  
 
 
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