成果简介：

1、成果应用领域

路面结构服役状态监测与评价

路面结构设计验证

智慧交通关键技术参数检测

技术特点：

路面工程机敏材料与传感技术以聚合物为主要基体，以金属类或非金属类材料为导电体，复配增韧剂、固化剂、偶联剂、促进剂、表面活性剂、分散剂等，研发出了聚合物基机敏材料，并进一步开展了相应的传感技术研究，研发出了强度可调可控、且可有效准确监测沥青道路大应变（1000微应变以上）及微小应变（100微应变以内）变化的复合机敏传感器。

主要技术参数：

应用范围：

本项科技成果可有效解决目前路面状态监测的难题，产品可以广泛应用于路面、桥面铺装、机场跑道等沥青混凝土或水泥混凝土结构状态监测。对降低路面结构建设和养护成本、延长使用寿命、保证运营质量具有重要意义。在路面结构研究、新材料研发、路面结构设计方案验证、路面监测评价、路面运营观测及未来智慧道路建设等方面都有大量的应用需求，具有良好的产业化前景，对调整企业技术产品结构，转变企业技术发展方式，促进现代交通运输业发展和推动科技、经济、社会进步具有重要的意义。

市场前景：

十九大报告提出建设“交通强国”目标，开启了建设交通强国的新征程。十三五”期间全国高速公路将新增通车里程4.6万公里，2020年高速公路通车里程将达16.9万公里，增长率为37%。新改扩建公路及未来智慧交通规划等均要求耐久性长、监测精度高的智能传感器，其市场容量非常巨大。

本项科技成果适用于道路工程复杂环境的机敏传感器，可以有效解决现有监测元件的不足，替代价格高昂的进口监测元件，在提高监测可靠度及耐久性使用的同时，降低监测成本；可以实时掌握路面结构的多个物理场工作状态，分析设计状态与实际状态的差异，为后续大规模的开展路面结构试验及养护方案的规划提供有力的参照，为路面材料和结构设计理论的完善提供有力的工具，可以为道路工程路面结构的建设、运营管理、养护决策提供科学依据，从而为有效解决目前路面状态检测困难提供技术支撑，因此具有广泛的应用前景。

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应用情况：

该成果主要应用于道路工程、桥梁工程等领域。

本技术已在某工程试验段的某高速公路大、中修养护路段、青兰高速泰安至莱芜段角峪收费站K140-K160等进行了工程应用，

效益分析：

本项科技成果对于科学设计路面结构，减少沥青路面的早期损坏，延长道路的使用寿命，提高行车的安全与舒适性，降低沥青路面结构力学检测成本都具有极大的经济效益和社会效益。

经济效益分析：

①直接经济效益：通过对聚合物基复合机敏材料的研发，将基于聚合物基复合机敏材料的应变传感器成本控制在400元/个。美国CTL产应变计单价5026元/个；日本TML PMFLS系列应变计单价6000元/个；武汉产光纤光栅埋入式应变计单价500元。

按照每公里埋置10组应变传感器则节省成本：

相比CTL产应变计节省成本=4626×9×10=416340元；

相比TML产应变计节省成本=5600×9×10=504000元；

相比国产光纤光栅应变计节省成本=100×9×10=9000元。

②间接经济效益

复合机敏材料应变传感器具有成活率高、耐久性好的特点，其成活率可达

100%。同类应变传感器的成活率在70%左右，相比同类应变传感器使用复合机敏材料传感器可以节省费用：

相比CTL产应变计节省费用=5026×0.3=1507.8元/个；

相比TML产应变计节省费用=6000+0.3=1800元/个；

相比国产光纤光栅应变计节省费用=500×0.3=150元/个。

检测过程中，若应变传感器损坏，需要重新埋置新的传感器，而使用复合机敏材料应变传感器可以节省人工费、材料费和运输费等50000元/公里。

③总经济效益

相比CTL产应变计：总经济效益=416340+1507×9×10+50000 =602042元/公里；

相比TML产应变计：总经济效益=504000+1800×9×10+50000= 716000元/公里；

相比国产光纤光栅应变计：总经济效益=9000+150×9×10+50000= 72500元/公里。

社会效益分析：

本项科技成果研发的复合机敏材料应变传感器可以准确检测应变，具有较高的成活率和较好的耐久性，能够提供大量的力学参数。为合理优化路面结构设计方案；实时掌握沥青路面结构力学状态，为路面结构养护、维修提供科学依据。通过科学的决策路面养护、维修和新建方案，有效延长路面结构使用寿命，避免由于设计方案、养护维修方案不合理导致的严重的路面结构早期损坏，以及由于频繁的养护维修造成的巨大经济、资源浪费和对生态环境、交通的不利影响，社会效益显著。

拟合作方式：□技术转让√技术开发□技术咨询√技术服务