2024年6月16日-17日，中國工程院工程科技學(xué)術(shù)研討會(huì)——第十二屆國際橋梁與隧道技術(shù)大會(huì)（IBTC2024）在上海成功召開，大會(huì)匯聚國內(nèi)外專家學(xué)者，圍繞極端環(huán)境下的交通基礎(chǔ)設(shè)施智能建養(yǎng)與安全展開深入探討，涌現(xiàn)出一批具有前瞻性和實(shí)踐價(jià)值的研究成果。作為中國乃至國際范圍內(nèi)反映重大工程建設(shè)與技術(shù)創(chuàng)新的重要交流平臺(tái)，為更好傳播科技前沿成果、推動(dòng)行業(yè)創(chuàng)新進(jìn)步，大會(huì)秘書處特別推出《IBTC系列報(bào)告回顧》，分享專家精彩觀點(diǎn)。
本期聚焦湖南省科技廳副廳長(zhǎng)、原長(zhǎng)沙理工大學(xué)副校長(zhǎng)錢國平的大會(huì)報(bào)告《道路工程施工過程智能檢測(cè)與調(diào)控技術(shù)》。報(bào)告系統(tǒng)介紹了其與于華南教授所帶領(lǐng)課題組在瀝青路面鋪面施工質(zhì)量控制領(lǐng)域的最新研究成果與應(yīng)用進(jìn)展。該報(bào)告從行業(yè)現(xiàn)實(shí)問題出發(fā)，聚焦智能檢測(cè)與動(dòng)態(tài)調(diào)控，提出了多項(xiàng)具有理論創(chuàng)新性與實(shí)踐價(jià)值的技術(shù)方法，引起與會(huì)專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。
▲錢國平副廳長(zhǎng)在大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)分享報(bào)告
錢國平首先闡述了當(dāng)前我國瀝青鋪面施工中存在的主要問題。他指出，盡管我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成效顯著，絕大多數(shù)路面、道面及橋隧鋪面均采用瀝青材料，但其使用壽命偏短、早期病害頻發(fā)，不僅導(dǎo)致頻繁維修、加劇交通擁堵，還帶來環(huán)境污染等問題。提高瀝青鋪面的穩(wěn)定性和耐久性，已成為推動(dòng)綠色交通發(fā)展的迫切需求。
他認(rèn)為，施工質(zhì)量是影響瀝青路面性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而當(dāng)前的質(zhì)量控制仍主要依賴傳統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，存在三大核心難題：材料設(shè)計(jì)未充分考慮成型后的實(shí)際結(jié)構(gòu)狀態(tài)；施工過程中級(jí)配與溫度離析難以徹底消除；壓實(shí)階段的強(qiáng)度形成機(jī)制尚未明晰。特別是壓實(shí)過程中涉及多場(chǎng)耦合與復(fù)雜力學(xué)行為，僅依靠壓實(shí)度等體積指標(biāo)，難以真實(shí)反映材料的骨架結(jié)構(gòu)和力學(xué)狀態(tài)，從而無法有效保障路面長(zhǎng)期耐久性。
針對(duì)上述問題，錢國平介紹了課題組自2006年以來所形成的研究思路與主要進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)將研究聚焦于三大方向：一是混合料骨架結(jié)構(gòu)空間形態(tài)的定量表征，旨在明確材料設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)與平衡狀態(tài)判斷依據(jù)；二是施工過程中材料性態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，為智能化施工提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；三是施工過程的智能調(diào)控理論與方法，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化與偏差糾正。
在離析控制方面，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了間歇式瀝青混合料拌和虛擬仿真系統(tǒng)，建立了溫度場(chǎng)預(yù)測(cè)模型，并提出基于概率影響因素的離析評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)了從拌和、運(yùn)輸?shù)綌備伻^程的質(zhì)量跟蹤與調(diào)控。
在壓實(shí)狀態(tài)評(píng)價(jià)方面，課題組開展了大量基礎(chǔ)性與創(chuàng)新性工作：研發(fā)了復(fù)雜應(yīng)力下路面材料性能測(cè)試裝置、開發(fā)了室內(nèi)瀝青混合料壓實(shí)狀態(tài)測(cè)試系統(tǒng)、提出了基于顆粒堆積狀態(tài)的細(xì)觀結(jié)構(gòu)定量表征方法，并建立了熱力學(xué)耦合條件下的流變模型，為理解壓實(shí)過程中材料的密實(shí)機(jī)制與力學(xué)演變提供了重要工具。
此外，團(tuán)隊(duì)還與合作單位共同研發(fā)了壓實(shí)過程原位檢測(cè)與力學(xué)-體積雙指標(biāo)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，提出了攤鋪與壓實(shí)的高精度實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)。值得關(guān)注的是，課題組還在智能施工集群控制方面取得了突破。盡管無人駕駛壓路機(jī)集群在水平控制上已相當(dāng)精準(zhǔn)，但在豎向壓實(shí)質(zhì)量控制方面仍存在難度。團(tuán)隊(duì)通過工藝與材料耦合分析，提升了豎向壓實(shí)精度，進(jìn)一步推動(dòng)了智能化壓實(shí)技術(shù)的發(fā)展。
面向未來，錢國平提出將緊密結(jié)合《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》與《質(zhì)量強(qiáng)國建設(shè)綱要》的戰(zhàn)略需求，致力于構(gòu)建新一代瀝青鋪面智能施工技術(shù)體系，推動(dòng)材料—結(jié)構(gòu)一體化、設(shè)計(jì)—施工一體化發(fā)展，并在離析控制、動(dòng)態(tài)激振工藝優(yōu)化、多源感知測(cè)試等方面開展深入攻關(guān)，最終實(shí)現(xiàn)施工全過程的質(zhì)量可測(cè)、可控、可優(yōu)化。
本次報(bào)告不僅指出了當(dāng)前瀝青路面施工中的瓶頸問題，也展示了課題組多年來在理論探索、技術(shù)研發(fā)與工程應(yīng)用方面取得的系列成果，為我國道路工程智能化建造提供了有力的技術(shù)支撐和前瞻性的發(fā)展思路。
文/大會(huì)秘書處綜合整理
