耐高温、耐冻融、抗变形……不同的材料混合比例与结构设计,决定了沥青路面的不同特性。那么,能不能根据沥青路面的性能需求倒推最优“配方”?这项最新成果或将助力材料设计人员提高搜索效率。

由哈尔滨工业大学交通科学与工程学院教授谭忆秋、徐慧宁团队牵头,东南大学、北京科技大学、中南大学、武汉理工大学、西南交通大学、长沙理工大学、深圳大学以及中交基础设施养护集团有限公司中交养护、招商局重庆交通科研设计院有限公司等多所院校与企业共同编制的我国首个交通基础设施沥青基材料基因数据库系统,近日在第八届中欧功能性铺面研讨会上正式发布。该数据库的推出,将为沥青基材料的本构关系解析、性能预测以及智能设计提供重要参考。

交通基础设施沥青基材料基因数据库系统

传统沥青基材料设计长期依赖“经验-试错”式方法,存在寻优设计难、表征效率低、预测精度差等瓶颈问题。“作为一种高效的材料开发模式,以材料基因数据库为数据支撑、逆向遗传原理为理论骨架、材料功能需求为研究导向的材料基因组技术,为沥青基材料的逆向设计和性能研究提供了新的思路。”谭忆秋表示。

据介绍,该数据库系统基于高通量表征技术,实现了沥青基材料多尺度层面的实验与仿真数据快速分析、收集与融合功能,搭建了覆盖材料组成、结构与性能关联关系的“全息基因组”,结合基因标准化编码准则形成了大规模全息基因数据库,为突破传统沥青基材料设计的“黑箱”模式,实现材料的智能化设计与高性能化应用奠定数据基础。

数据库系统核心技术

目前,大规模全息基因数据库已收录4万余组参数型数据、2000组谱线型数据和1.6万组图像型数据。在实际工程应用中,该数据库预计可使沥青基材料配合比设计周期缩短72%,总成本降低56%,路用性能提升10%~15%,显著提升经济与社会效益。

未来,随着数据库系统的不断完善与功能拓展,沥青基材料研发有望进一步实现由“经验驱动”向“数据驱动”的转变,引领交通领域的智慧化转型。

(光明日报全媒体记者张士英 赵家宁)

来源:光明日报全媒体记者张士英 赵家宁

责编:张永群

编辑:朱晓帆 常莹 吴亚琦