西藏自治区科学技术奖申报项目公示材料

项目名称

青藏高原严酷环境沥青路面耐久提升、智能施工与安全运维技术

青藏高原地区气候环境复杂多变，沥青路面施工质量管控难度极大，路面在强紫外线辐射、高寒、大温差、频繁冻融循环等极端环境频繁耦合作用下，极易过早出现松散、开裂、剥落、变形等病害，且病害发展快，路面使用性能严重降低，迫使道路养护过早投入，但养护效果又难以保证，沥青路面建设、管理和养护陷入恶性低水平循环，道路服役性能与内地差距明显。《“十四五”交通强国建设纲要》明确提出要提升特殊区域交通基础设施的耐久性与智慧化管理水平，因此开展高原地区沥青路面低碳耐久材料的研发与制备、智慧化施工与安全运维关键技术研究与应用具有重要意义。

高原地区沥青路面材料研发、施工管理与安全运维面临较大技术瓶颈，主要体现在：1）缺乏适应强紫外、大温差、频繁冻融作用耦合作用下的长寿命路面材料；2）缺乏高寒高海拔地区人员安全、生态保护与施工质量协同管控系统；3）缺乏适用于高寒高海拔山区公路安全运维的多模态精准感知与实时风险预警技术。

为攻克上述技术难题，二十余年来项目组在科技部、国家自然科学基金委、省科技厅、省交通厅等机构的大力支持下，联合科研院所、高校、企业等单位，围绕“高原环境低碳耐久材料-智慧化施工管理平台-公路安全运维保障”关键技术链条潜心攻关，在低碳高耐久路面材料研制、智慧化施工管理平台构建、公路安全运维体系建设等关键领域取得了重大突破：

1.针对高原极端气候条件，研发了全光谱氙灯紫外老化装置、-30℃至140℃宽温域测试规程与真实冻融循环模拟方法，建立了高原沥青路面多尺度全寿命周期性能预测模型与可靠性设计框架；开发了深度解交联橡胶复合改性沥青核心材料及万吨级绿色生产工艺，显著提升了路面抗裂、耐老化与宽温服役能力，实现了低碳生产与施工过程的废气、废水、废料“三废”近零排放。

2.提出了低温条件下强骨架易密室沥青混合料设计方法，并建立了适用于青藏高原高寒、大温差环境的沥青路面施工全过程智能管控平台，构建了集成非硬质石料高规格破碎加工与材料品质实时感知与溯源、低氧条件下能源高效利用与施工温度动态精准调控、施工人员健康实时监测与生态环保监督评价的智能管理系统，实现了材料、装备、工艺、人员、生态的全过程、全方位协同管控，解决了高原环境下沥青路面成型质量波动大、环保难度大、安全风险高等重大难题。

3.创建了面向高寒高海拔山区高速公路服役状态的多模态智能感知与风险评估模型，开发了集成多源数据与人工智能技术的行车安全实时预警平台，实现了对复杂山区公路多病害、多类型、多阶段、多层位的精准识别、智能预测预警与养护（含应急处治）决策/规划建议，显著提高了高原山区高等级公路的安全运维水平。

研究成果具有完全自主知识产权，首次实现了高掺量脱硫橡胶复合改性沥青的大规模绿色生产及工程应用，延长了道路使用寿命；系统构建了“施工保障-人员健康-生态环保-安全生产”全过程智能协同管控技术平台，解决了现有高原地区路面材料与施工质量管控手段单一、效率低下、精准度不足的技术瓶颈；首创了面向高寒山区高等级公路多病害共存状态的多模态智能感知与精准预警平台，突破了传统运维保障方法单一、实时性和准确性不足的瓶颈，有效提高了高原地区道路养护管理水平，进一步满足了人民对雪域高原美好出行与高原地缘战略安全的向往。

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