耐候型高鐵軌道-瀝青混凝土面路基結構關鍵技術及應用

主要完成人：1蔡德鉤，2陳先華，3閆宏業(yè)，4楊斌，5樓梁偉，6仲新華，7劉俊飛，8石越峰，9李傳寶，10周詩廣，11付建斌，12張世杰，13邱延峻，14楊軍，15楊常所，16魏少偉，17馬明正，18渠亞男，19陳遠洪，20張軍，21張鳳維，22曾永紅，23曹自印，24呂宋，25許俊磊，26李泰灃，27肖宏，28徐剛，29宣立華，30肖朝乾，31肖飛鵬，32張磊，33程遠水，34裘智輝，35梁俊國，36姜輝，37王鵬程，38徐加剛，39耿琳，40張民栓

主要完成單位：1中國鐵道科學研究院集團有限公司，2東南大學，3北京鐵科特種工程技術有限公司，4中鐵工程設計咨詢集團有限公司，5西南交通大學，6中鐵第四勘察設計院集團有限公司，7鄭萬鐵路客運專線河南有限責任公司，8黑龍江鐵路發(fā)展集團有限公司，9京張城際鐵路有限公司，10中國鐵路設計集團有限公司，11中鐵二院工程集團有限責任公司，12北京交通大學，13鐵科檢測有限公司，14同濟大學，15中鐵三局集團有限公司

推薦單位：中國鐵道科學研究院集團有限公司

在嚴酷氣候環(huán)境與高速列車荷載作用下，我國高速鐵路局部路基的長效防水封閉面臨巨大挑戰(zhàn)，對高鐵軌道-路基結構耐久服役影響顯著。項目依托國鐵集團、自然基金等11項課題，歷經(jīng)12年科技攻關，建立中國高鐵軌道-瀝青混凝土面路基結構及其設計建造技術體系。

一、主要科技創(chuàng)新

（1）建立了耐候型高鐵軌道-瀝青混凝土面路基結構及性能演變機制。發(fā)明了耐候型高鐵軌道-瀝青混凝土面路基結構，闡明了嚴酷氣候環(huán)境與高速列車荷載“軌道-瀝青混凝土層-基床”耦聯(lián)結構及其界面的受力變形特性與性能演變規(guī)律，量化揭示了瀝青混凝土表層被動拉伸、底層彎拉損傷、材料低溫開裂三種破壞機制。

（2）構建了基于多層結構復雜破壞機制的瀝青混凝土層結構與材料協(xié)同設計方法。首次提出了單元式底座伸縮縫處瀝青混凝土被動拉伸容許次數(shù)，構建了多種軌道結構型式下瀝青混凝土層的結構設計方法，建立了滿足不同氣候分區(qū)60年設計使用年限的瀝青混凝土界面穩(wěn)定、防水抗?jié)B、抗拉疲勞、低溫抗裂等指標體系。

（3）研發(fā)了面向嚴酷氣候環(huán)境與高速列車荷載的瀝青混凝土性能調控與配制技術。發(fā)明了-40℃～82℃的寬工作溫域專用改性瀝青及其制備方法，建立了適應復雜氣候的高溫增模量、低溫增韌性的長期使用性能調控技術，發(fā)明了無砟軌道-瀝青混凝土層界面綜合摩擦系數(shù)與被動拉伸損傷試驗方法，形成了滿足極端溫度荷載與高頻動載的瀝青混凝土配制技術。

（4）形成了高鐵復雜工況下精細化與信息化控制的瀝青混凝土層施工技術。發(fā)明了適應高鐵復雜工況的多功能熨平裝置，建立了瀝青混凝土層精細控制攤鋪方法，創(chuàng)新了強激力與重搓揉組合的大厚度壓實工法，研發(fā)了拌和站信息化平臺和溫度智能監(jiān)測系統(tǒng)，形成了高鐵瀝青混凝土信息化施工控制與全過程智能管理成套技術。

二、項目評價

項目成果形成了具有自主知識產(chǎn)權的中國高鐵軌道-瀝青混凝土面路基結構技術體系，解決了不同區(qū)域氣候及長期列車荷載下軌道-路基結構長效防水封閉難題，減少了運營期高鐵軌道-路基結構病害，提升了我國高鐵軌道-路基結構的工程品質與服役水平，為高鐵高質量建設與安全舒適運營提供了有力保障，為更高時速高鐵建設與“一帶一路”倡議實施提供技術支撐。

三、效益及成果

在鄭徐、武岡、京張、鄭萬、牡佳、京沈試車線等線路成功應用，已納入成渝中線、雄忻、濰煙、渝昆、鐵伊等施工圖設計，經(jīng)濟、社會效益顯著，推廣應用前景廣闊。項目獲專利25項，其中授權俄羅斯專利1項、發(fā)明專利10項，主編國鐵集團標準3項、納規(guī)1項，發(fā)表論文57篇，其中SCI、EI論文29篇。

來源：中國鐵道學會