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《钢桥面高耐久性铺装材料的结构设计、制备及工程应用技术》 项目公示信息 项目名称：钢桥面高耐久性铺装材料的结构设计、制备及工程应用技术 申报奖种：国家技术发明奖 推荐单位：中国建筑材料联合会 项目简介钢结构桥梁具有自重轻、架设方便、跨越距离大等优点，大跨径桥梁和高坡度立交桥多采用钢桥结构。桥面铺装材料是铺覆在钢梁表面的一层具有保护桥梁结构、分布车轮集中荷载、满足行车功能的材料层结构。由于钢结构的变形性大，其桥面铺装普遍采用韧性好的沥青混凝土。但钢与沥青混凝土两种材料的材性（弹性模量、温度相应变形等）差异大，在行车重载和气候环境变化较大时，铺装结构极易变形，产生车辙、滑移、拥包、开裂、坑槽等耐久性病害，需要修补修复。一些桥梁铺装往往几年甚至一、二年就要重新铺设，造成交通不便和经济损失，钢桥面铺装耐久性是大型桥梁建造的关键技术难题。 已有研究主要采取对沥青种类和铺装方法的改进，取得了一些进展，但耐久性能提高不大，没有从根本上解决问题；有的技术施工条件苛刻、工艺复杂、成本过高，难以大面积应用。 针对以上应用背景和技术问题，系统进行了铺装结构的力学分析，探明耐久性破坏规律，依照铺装结构的使役环境和耐久性要求，从材料学设计的角度，建立结构-功能优化的设计模型，开发铺装材料和制备工艺，形成完整的设计、制备、施工技术体系，并应用于实际工程。取得的主要发明： 1、通过对钢桥面铺装结构的力学模拟，揭示并探明其破坏原因与规律，发明了铺装结构组合设计和联结方法，为提高耐久性提供了技术依据； 2、依据钢桥面铺装组合结构各层承担的功能，对其材料性能进行设计并发明了关键材料的制备技术，大幅度提高了铺装结构的强度、抗疲劳、抗车辙、剪切及变形协调性，为不同气候带及大跨、高坡等钢桥面提供了技术支撑； 3、发明了可依桥梁设计和应用环境选择的钢桥面组合铺装方法与材料施工工艺技术。编制了施工与质量评价方法，有效提高了钢桥面铺装结构的耐久性，服役超过10年至今完好无损。 本技术至今已推广应用于四川合江长江一桥（主跨530m）、武汉二七长江大桥（主跨2×616米）、武汉鹦鹉洲长江大桥（主跨2×850米）、城市大型综合立交桥工程，地域覆盖高温、多雨，低温、干燥，各种重交通的大跨、高坡（最大坡度7%）钢桥面铺装梁工程80万多平米。大大提高了钢桥面铺装结构的耐久性，目前最早铺装的工程服役已超过10年，仍完好无损。本项目近10年来已累计获总的经济效益7亿多元，近3年取得经济效益节支增收约1.7亿，取得良好经济和社会效益。本成果为大型桥梁建造的钢桥面铺装结构耐久性难题提供了有效的解决方案，促进了材料和桥梁学科的科学技术进步。获中国建筑材料联合会-硅酸盐学会科技进步一等奖，湖北省技术发明一等奖。本成果形成完整自主知识产权体系，获国家授权发明专利项，发表论文30余篇湖北省工法《沥青路面HVESM防水粘接层施工工法(HBGF070-2012)》、湖北省工法《钢桥箱梁桥面铺装施工工法 (HBGF149-2008)》。主要知识产权目录知识产权类别 知识产权具体名称 国家 （地区） 授权号 授权日期 证书编号 权利人 发明人 发明专利有效状态 发明专利 一种钢箱梁桥面铺装层的铺装方法 中国 ZL 200910063292.2 2011年12月14日 第878913号 武汉理工大学 丁庆军，李潜，黄绍龙，胡曙光，陈凯，汪爱兵，黄卫强，孙晓刚，詹秋迎 有效 发明专利 高强轻集料混凝土的制备方法 中国 ZL5 2005年05月25日 第210418号 武汉理工大学 胡曙光，丁庆军，王发洲，吕林女，姜从盛，任飞，叶家军，彭波，陈友治 有效 发明专利 黑色轻质桥面铺装层混凝土 中国 Z5 2004年12月22日 第185927号 武汉理工大学 胡曙光，丁庆军，吕林女，王发洲，姜从盛，陈友治，任飞，叶家军，彭波 有效 发明专利 抗滑、耐磨轻质钢箱梁桥面铺装层的制备方法 中国 ZL 200810046968.2 2010年09月08日 第672192号 武汉理工大学 丁庆军，胡曙光，谢先启，林青，邓利明，王小磊，黄修林，黄绍龙，田焜，吕林女，何永佳，王发洲，张勇 有效 发明专利 一种防水粘结应力吸收桥面铺装材料的制备方法 中国 ZL200910063308.X 2011年06月08日 第790193号 武汉理工大学 丁庆军，李潜，黄绍龙，胡曙光，孙政，黄健超，琚明杰，袁根仔，王红平 有效 发明专利 一种温拌抗滑、降噪沥青路面材料的制备方法 中国 ZL 200810197938.1 2011年12月14日 第878888号 武汉理工大学 胡曙光，丁庆军，沈凡，黄绍龙，谢先启，陈跃庆，邓利明，黄小霞，王发洲，叶家军 有效 发明专利 一种高粘度高弹性沥青