東南大學智能運輸系統(tǒng)(ITS)研究中心黃衛(wèi)教授及其團隊大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝成套關(guān)鍵技術(shù)及工程應用榮獲2011年度國家科技進步二等獎

2012年2月14日，在北京人民大會堂隆重召開的國家科學技術(shù)獎勵大會上，東南大學黃衛(wèi)教授及其科研團隊憑借“大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝成套關(guān)鍵技術(shù)及工程應用”項目榮獲國家科技進步二等獎，并受到黨和國家領(lǐng)導人的表彰.

黃衛(wèi)院士(左一)在施工現(xiàn)場

黃衛(wèi)教授及其率領(lǐng)的科研團隊經(jīng)過10 余年的理論研究、大量的試驗和工程實踐，成功地構(gòu)建了解決鋼橋面鋪裝這一世界性建設難題的成套關(guān)鍵技術(shù).該成果已經(jīng)應用于國內(nèi)多座大跨徑橋梁，并取得了良好的社會經(jīng)濟效益.

在橋梁建設領(lǐng)域，中國普遍采用的扁平鋼箱梁結(jié)構(gòu)形式，其橋面極端溫差大，再加上重載交通的影響，使得20 世紀90年代建設的10 余座很有影響的大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝早期破壞現(xiàn)象嚴重.因此，亟待解決以下關(guān)鍵技術(shù)問題:(1)研發(fā)適合中國大跨徑橋梁使用條件的鋪裝材料;(2)研究適合大跨徑橋梁和重載交通的鋪裝結(jié)構(gòu);(3)建立符合鋼橋面鋪裝受力和使用機理的設計指標體系及設計方法;(4)研制專用施工裝備，制定施工工藝流程與質(zhì)量控制體系.

從南京長江第二大橋鋼橋面鋪裝系統(tǒng)研究開始，黃衛(wèi)教授及其團隊通過不斷研究與實踐，解決了中國大跨徑橋梁建設重大難題.(1)發(fā)明了瀝青綜合改性技術(shù)，在國際上首次實現(xiàn)用普通瀝青制備高中低性能多組分環(huán)氧瀝青;通過改進原材料組成設計、相態(tài)結(jié)構(gòu)和固化體系，將熱熔性瀝青轉(zhuǎn)變成熱固性的環(huán)氧瀝青，賦予環(huán)氧瀝青優(yōu)異的力學和工程性能，其性能優(yōu)于美國同類產(chǎn)品.(2)提出了適用于大跨徑鋼橋面鋪裝的“薄層鋪裝結(jié)構(gòu)”，所發(fā)明的“澆注+環(huán)氧”結(jié)構(gòu)兼顧了澆注式和環(huán)氧瀝青的優(yōu)點，具有優(yōu)良的柔韌性和抗變形能力，大幅度提高了鋪裝的協(xié)調(diào)變形和抗疲勞能力，復合梁疲勞強度高于1 500萬次，成功地解決了開裂、脫層和協(xié)調(diào)變形三大難題.(3)發(fā)現(xiàn)了橋面和路面受力機理的差異，確定了橋面鋪裝荷載圖式、臨界荷位，建立了疲勞方程、車軸換算公式，糾正了過去直接套用路面設計方法的錯誤;系統(tǒng)地研究了鋼箱梁與鋪裝的相互作用，建立了疲勞、拉拔和協(xié)調(diào)變形設計指標體系;優(yōu)化了鋼箱梁和鋪裝體系的設計，首次形成了系統(tǒng)的鋼橋面鋪裝設計理論與方法，被廣泛應用.(4)發(fā)明了黏結(jié)料自動灑布和補給設備，實現(xiàn)了大規(guī)模現(xiàn)場連續(xù)作業(yè).通過大量的室內(nèi)及現(xiàn)場鋪裝試驗段試驗，系統(tǒng)地制定了鋪裝施工工藝、施工組織與質(zhì)量控制標準，攻克了環(huán)氧瀝青鋪裝容留時間、施工溫度、現(xiàn)場氣溫等方面的難題.

大跨徑橋梁鋼橋面鋪裝成套關(guān)鍵技術(shù)已在中國近30 座大跨徑橋梁工程中應用(占主跨大于500 m 橋梁的80%以上).南京長江第二大橋首次實施環(huán)氧瀝青鋪裝，通車10年使用良好.天津富民橋環(huán)氧瀝青鋪裝最大容留時間超過58 min.天興洲長江大橋?qū)崿F(xiàn)10 ℃氣溫條件下施工.總體經(jīng)濟效益38.3 億元，社會效益顯著.

該技術(shù)成果獲專利7 項，出版專著1 本，發(fā)表論文139 篇，獲省部級一等獎3 項.成果鑒定、工程驗收、總體評價達到國際先進水平，對中國大跨徑橋梁建設做出了重大貢獻.