一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
“十五”期間，廣東高速公路建設(shè)成就斐然。高速公路建設(shè)完成了省委、省政府提出的“三年三大步”的戰(zhàn)略目標(biāo)，總里程已達(dá)3140公里，居全國(guó)第二位，實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。其中新建成通車(chē)的高速公路里程近2000公里，是“九五”以前高速公路建設(shè)里程總和的1.6倍。2004年底提前一年實(shí)現(xiàn)了地級(jí)以上市通高速公路的目標(biāo)；2005年又實(shí)現(xiàn)了與鄰省區(qū)通高速公路的戰(zhàn)略目標(biāo)。
在加快交通現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程中，科技進(jìn)步起到了支撐和推動(dòng)作用，廣東省交通廳和交通集團(tuán)在工程建設(shè)中通過(guò)科技創(chuàng)新、機(jī)制創(chuàng)新克服了各種問(wèn)題，在建設(shè)管理與科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新方面的取得了卓越成就。
1、主要技術(shù)
1）建立了科技創(chuàng)新體系和運(yùn)行機(jī)制，成功解決了軟土地基處理、山區(qū)高速公路巖土工程、大跨度橋梁、南方高溫多雨地區(qū)瀝青混合料配合比、高速公路生態(tài)防護(hù)與排水、智能交通等領(lǐng)域一系列技術(shù)難題，同時(shí)采用了多項(xiàng)創(chuàng)新的管理模式。
2）發(fā)明“密封套技術(shù)”和“豎向排水體抽真空技術(shù)”等真空聯(lián)合堆載預(yù)壓軟基處理新技術(shù)。
3）提出“AGO”穩(wěn)定控制方法。
4）提出按照容許縱坡差對(duì)結(jié)構(gòu)物附近路基工后沉降的有效控制措施，并提出考慮不同超載厚度的卸載時(shí)機(jī)確定方法。
5）提出隧道施工非確定性反分析法分析隧道圍巖非確定性動(dòng)態(tài)規(guī)律，及時(shí)地預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)圍巖的物理力學(xué)狀況，并提出相應(yīng)的工程措施。發(fā)明了公路隧道圍巖穩(wěn)定與結(jié)構(gòu)綜合試驗(yàn)系統(tǒng)，利用相似模型實(shí)驗(yàn)方法研究山嶺公路隧道的施工力學(xué)形態(tài)。
6）在國(guó)內(nèi)首次將GFRP筋材作為高邊坡鋼錨桿的替代材料。
7）引入了安全評(píng)價(jià)的理念，進(jìn)行安全設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)，開(kāi)展新型護(hù)欄和霧區(qū)路段交通監(jiān)控與管理技術(shù)研究，采用新材料、新技術(shù)對(duì)重點(diǎn)路段實(shí)施監(jiān)控提高新建高速公路的安全運(yùn)營(yíng)水平；另一方面對(duì)已建成山區(qū)高速公路委托專(zhuān)業(yè)權(quán)威的機(jī)構(gòu)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，進(jìn)行改善公路線形，完善交通設(shè)施，進(jìn)行交通安全整治。
8）研制出采用海水與不同摻量的某種抗鹽土拌合，再分別摻入不同劑量的CMC、聚丙烯酸、生物聚合物和純堿等添加劑的泥漿，獲得性能穩(wěn)定、使用效果好、成本低廉的優(yōu)質(zhì)樁基護(hù)壁泥漿，同時(shí)還自行開(kāi)發(fā)了渦流泥漿處理罐代替進(jìn)口的產(chǎn)品。
9）自主開(kāi)發(fā)了單索面牽索掛籃在澆注過(guò)程中可通過(guò)控制掛籃定位和調(diào)節(jié)索力，控制主梁成形。
10）利用翼板直接相連的方案，解決高速公路擴(kuò)建過(guò)程中新舊橋梁結(jié)構(gòu)連結(jié)的難題，實(shí)現(xiàn)了不中斷行車(chē)施工，并提出連結(jié)效果的試驗(yàn)評(píng)定方法。
11）利用GPS、RTK技術(shù)建立懸索橋“三維位移GPS實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)”,對(duì)懸索橋進(jìn)行實(shí)時(shí)健康檢測(cè)和診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害并采取維護(hù)措施。
12）提出采用體積法進(jìn)行瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)，該方法具有確定的礦質(zhì)混合料設(shè)計(jì)的目的性，混合料在抗車(chē)轍能力、抗水損害能力、抗滑性能等方面具有優(yōu)勢(shì)；而且按體積法設(shè)計(jì)的骨架密實(shí)型混合料具有和SMA有相似的施工特性，如松鋪系數(shù)小、不出現(xiàn)推移等。
13）提出的12#和14#兩條級(jí)配曲線成功地解決了AK-13B、AK-16A兩種混合料密水和抗滑矛盾。
14）通過(guò)對(duì)邊坡生態(tài)防護(hù)植物群落結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)研究，及對(duì)不同季節(jié)、不同物種噴播的坡面從成活率、生態(tài)優(yōu)勢(shì)度方面的對(duì)比，提出不同季節(jié)、不同物種其適宜噴播時(shí)間以及合理的物種搭配，系統(tǒng)提出邊坡生態(tài)防護(hù)工程的建議驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
15）通過(guò)模擬試驗(yàn)，得出中央分隔帶、邊溝、排水溝等系統(tǒng)的不同排水形式下的排水能力。給出了合理的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)，提出經(jīng)濟(jì)性排水系統(tǒng)合理的結(jié)構(gòu)形式。
16）實(shí)現(xiàn)了雙界面、雙CPU技術(shù)的不停車(chē)收費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了人工收費(fèi)和不停車(chē)收費(fèi)的兼容，其比傳統(tǒng)的單片式電子標(biāo)簽技術(shù)大大節(jié)省投資與管理成本。
17）實(shí)施集約式資金管理，充分挖掘和盤(pán)活內(nèi)部資金，解決了高速公路建設(shè)的融資問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)了減債增利，提高了整體效益。
18）完善項(xiàng)目法人負(fù)責(zé)制，建立投資主體多元化機(jī)制。
19）首創(chuàng)高速公路設(shè)施聚合管理模式。
20）建立同步預(yù)防機(jī)制防止職務(wù)犯罪。
2、成果的先進(jìn)性與創(chuàng)造性
1）軟土地基處理新技術(shù)
①首創(chuàng)密封套技術(shù)。采用該項(xiàng)技術(shù)不需增加機(jī)械設(shè)備，可以取代傳統(tǒng)的柔性密封墻技術(shù)，達(dá)到與柔性密封墻技術(shù)一樣的密封效果。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，具有施工方便、靈活和經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。
②首創(chuàng)豎向排水體抽真空技術(shù)。該技術(shù)兼有真空預(yù)壓和輕型井點(diǎn)降水兩者的優(yōu)點(diǎn)。與真空預(yù)壓相比，它不需要鋪設(shè)表面的水平向密封膜。與輕型井點(diǎn)降水相比，它不需打設(shè)專(zhuān)用降水井點(diǎn)。真空度直接通過(guò)管網(wǎng)傳遞到豎向排水體，降低了真空度的損失。采用該技術(shù)加固軟基的效果顯著，并且具有施工方便、靈活和經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。
③首次提出了“AGO”法。“AGO”法判斷地基穩(wěn)定性有兩大優(yōu)點(diǎn)，一是該法結(jié)合軟粘土三軸不排水變形特征，考慮了沉降數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)，可以判斷地基所處的變形階段和穩(wěn)定狀態(tài)；二是可以利用分層沉降和深層沉降資料判斷地基中最軟弱土層的變形階段和穩(wěn)定狀態(tài)，進(jìn)而了解地基的整體穩(wěn)定性。
④提出按照容許縱坡差對(duì)結(jié)構(gòu)物附近路基工后沉降的有效控制措施；提出考慮不同超載厚度的卸載時(shí)機(jī)確定方法。
2）山區(qū)高速公路巖土工程技術(shù)
①創(chuàng)新了隧道圍巖非確定性反分析理論和方法，在國(guó)內(nèi)首次提出了擴(kuò)張卡爾曼濾波器與有限元法耦合算法模型，通過(guò)早期量測(cè)值，可獲得最終位移的預(yù)測(cè)關(guān)系；獨(dú)立開(kāi)發(fā)了相關(guān)計(jì)算軟件，可計(jì)算出隧道開(kāi)挖過(guò)程中圍巖物理力學(xué)參數(shù)、主應(yīng)力、最大剪應(yīng)變分布以及塑性區(qū)歷時(shí)變化量，可真實(shí)地反映開(kāi)挖過(guò)程中圍巖的動(dòng)態(tài)情況。
②在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)發(fā)和研制“公路隧道結(jié)構(gòu)及圍巖綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（超大立體模型實(shí)驗(yàn)）”，實(shí)現(xiàn)了“先加載，后開(kāi)挖”的分級(jí)加載模擬試驗(yàn)公路隧道結(jié)構(gòu)及圍巖綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并獲國(guó)家新型實(shí)用專(zhuān)利；提出根據(jù)模型實(shí)驗(yàn)得出的位移確定二次襯砌合理厚度的方法。
③在國(guó)內(nèi)首次提出了一整套路塹高邊坡安全穩(wěn)定的科學(xué)的、系統(tǒng)的工作方法，并在山區(qū)高速公路建設(shè)中大面積推廣應(yīng)用。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和補(bǔ)勘，確定合理的支護(hù)設(shè)計(jì)方案，選取合理的施工工序及工藝，對(duì)重點(diǎn)邊坡進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，根據(jù)開(kāi)挖揭露的地質(zhì)情況和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)獲取的信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。
④在國(guó)內(nèi)首次將GFRP錨桿應(yīng)用于巖土高邊坡加固工程中，并開(kāi)展了桿體材料的物理力學(xué)指標(biāo)的測(cè)試技術(shù)、GFRP錨桿錨具的設(shè)計(jì)與研制、GFRP錨桿與砂漿的耦合后的強(qiáng)度穩(wěn)定性、GFRP光纖耦合錨桿智能技術(shù)等研究工作。
“十五”期間，廣東高速公路建設(shè)成就斐然。高速公路建設(shè)完成了省委、省政府提出的“三年三大步”的戰(zhàn)略目標(biāo)，總里程已達(dá)3140公里，居全國(guó)第二位，實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。其中新建成通車(chē)的高速公路里程近2000公里，是“九五”以前高速公路建設(shè)里程總和的1.6倍。2004年底提前一年實(shí)現(xiàn)了地級(jí)以上市通高速公路的目標(biāo)；2005年又實(shí)現(xiàn)了與鄰省區(qū)通高速公路的戰(zhàn)略目標(biāo)。
在加快交通現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程中，科技進(jìn)步起到了支撐和推動(dòng)作用，廣東省交通廳和交通集團(tuán)在工程建設(shè)中通過(guò)科技創(chuàng)新、機(jī)制創(chuàng)新克服了各種問(wèn)題，在建設(shè)管理與科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新方面的取得了卓越成就。
1、主要技術(shù)
1）建立了科技創(chuàng)新體系和運(yùn)行機(jī)制，成功解決了軟土地基處理、山區(qū)高速公路巖土工程、大跨度橋梁、南方高溫多雨地區(qū)瀝青混合料配合比、高速公路生態(tài)防護(hù)與排水、智能交通等領(lǐng)域一系列技術(shù)難題，同時(shí)采用了多項(xiàng)創(chuàng)新的管理模式。
2）發(fā)明“密封套技術(shù)”和“豎向排水體抽真空技術(shù)”等真空聯(lián)合堆載預(yù)壓軟基處理新技術(shù)。
3）提出“AGO”穩(wěn)定控制方法。
4）提出按照容許縱坡差對(duì)結(jié)構(gòu)物附近路基工后沉降的有效控制措施，并提出考慮不同超載厚度的卸載時(shí)機(jī)確定方法。
5）提出隧道施工非確定性反分析法分析隧道圍巖非確定性動(dòng)態(tài)規(guī)律，及時(shí)地預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)圍巖的物理力學(xué)狀況，并提出相應(yīng)的工程措施。發(fā)明了公路隧道圍巖穩(wěn)定與結(jié)構(gòu)綜合試驗(yàn)系統(tǒng)，利用相似模型實(shí)驗(yàn)方法研究山嶺公路隧道的施工力學(xué)形態(tài)。
6）在國(guó)內(nèi)首次將GFRP筋材作為高邊坡鋼錨桿的替代材料。
7）引入了安全評(píng)價(jià)的理念，進(jìn)行安全設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)，開(kāi)展新型護(hù)欄和霧區(qū)路段交通監(jiān)控與管理技術(shù)研究，采用新材料、新技術(shù)對(duì)重點(diǎn)路段實(shí)施監(jiān)控提高新建高速公路的安全運(yùn)營(yíng)水平；另一方面對(duì)已建成山區(qū)高速公路委托專(zhuān)業(yè)權(quán)威的機(jī)構(gòu)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，進(jìn)行改善公路線形，完善交通設(shè)施，進(jìn)行交通安全整治。
8）研制出采用海水與不同摻量的某種抗鹽土拌合，再分別摻入不同劑量的CMC、聚丙烯酸、生物聚合物和純堿等添加劑的泥漿，獲得性能穩(wěn)定、使用效果好、成本低廉的優(yōu)質(zhì)樁基護(hù)壁泥漿，同時(shí)還自行開(kāi)發(fā)了渦流泥漿處理罐代替進(jìn)口的產(chǎn)品。
9）自主開(kāi)發(fā)了單索面牽索掛籃在澆注過(guò)程中可通過(guò)控制掛籃定位和調(diào)節(jié)索力，控制主梁成形。
10）利用翼板直接相連的方案，解決高速公路擴(kuò)建過(guò)程中新舊橋梁結(jié)構(gòu)連結(jié)的難題，實(shí)現(xiàn)了不中斷行車(chē)施工，并提出連結(jié)效果的試驗(yàn)評(píng)定方法。
11）利用GPS、RTK技術(shù)建立懸索橋“三維位移GPS實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)”,對(duì)懸索橋進(jìn)行實(shí)時(shí)健康檢測(cè)和診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害并采取維護(hù)措施。
12）提出采用體積法進(jìn)行瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)，該方法具有確定的礦質(zhì)混合料設(shè)計(jì)的目的性，混合料在抗車(chē)轍能力、抗水損害能力、抗滑性能等方面具有優(yōu)勢(shì)；而且按體積法設(shè)計(jì)的骨架密實(shí)型混合料具有和SMA有相似的施工特性，如松鋪系數(shù)小、不出現(xiàn)推移等。
13）提出的12#和14#兩條級(jí)配曲線成功地解決了AK-13B、AK-16A兩種混合料密水和抗滑矛盾。
14）通過(guò)對(duì)邊坡生態(tài)防護(hù)植物群落結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)研究，及對(duì)不同季節(jié)、不同物種噴播的坡面從成活率、生態(tài)優(yōu)勢(shì)度方面的對(duì)比，提出不同季節(jié)、不同物種其適宜噴播時(shí)間以及合理的物種搭配，系統(tǒng)提出邊坡生態(tài)防護(hù)工程的建議驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
15）通過(guò)模擬試驗(yàn)，得出中央分隔帶、邊溝、排水溝等系統(tǒng)的不同排水形式下的排水能力。給出了合理的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)，提出經(jīng)濟(jì)性排水系統(tǒng)合理的結(jié)構(gòu)形式。
16）實(shí)現(xiàn)了雙界面、雙CPU技術(shù)的不停車(chē)收費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了人工收費(fèi)和不停車(chē)收費(fèi)的兼容，其比傳統(tǒng)的單片式電子標(biāo)簽技術(shù)大大節(jié)省投資與管理成本。
17）實(shí)施集約式資金管理，充分挖掘和盤(pán)活內(nèi)部資金，解決了高速公路建設(shè)的融資問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)了減債增利，提高了整體效益。
18）完善項(xiàng)目法人負(fù)責(zé)制，建立投資主體多元化機(jī)制。
19）首創(chuàng)高速公路設(shè)施聚合管理模式。
20）建立同步預(yù)防機(jī)制防止職務(wù)犯罪。
2、成果的先進(jìn)性與創(chuàng)造性
1）軟土地基處理新技術(shù)
①首創(chuàng)密封套技術(shù)。采用該項(xiàng)技術(shù)不需增加機(jī)械設(shè)備，可以取代傳統(tǒng)的柔性密封墻技術(shù)，達(dá)到與柔性密封墻技術(shù)一樣的密封效果。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，具有施工方便、靈活和經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。
②首創(chuàng)豎向排水體抽真空技術(shù)。該技術(shù)兼有真空預(yù)壓和輕型井點(diǎn)降水兩者的優(yōu)點(diǎn)。與真空預(yù)壓相比，它不需要鋪設(shè)表面的水平向密封膜。與輕型井點(diǎn)降水相比，它不需打設(shè)專(zhuān)用降水井點(diǎn)。真空度直接通過(guò)管網(wǎng)傳遞到豎向排水體，降低了真空度的損失。采用該技術(shù)加固軟基的效果顯著，并且具有施工方便、靈活和經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。
③首次提出了“AGO”法。“AGO”法判斷地基穩(wěn)定性有兩大優(yōu)點(diǎn)，一是該法結(jié)合軟粘土三軸不排水變形特征，考慮了沉降數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)，可以判斷地基所處的變形階段和穩(wěn)定狀態(tài)；二是可以利用分層沉降和深層沉降資料判斷地基中最軟弱土層的變形階段和穩(wěn)定狀態(tài)，進(jìn)而了解地基的整體穩(wěn)定性。
④提出按照容許縱坡差對(duì)結(jié)構(gòu)物附近路基工后沉降的有效控制措施；提出考慮不同超載厚度的卸載時(shí)機(jī)確定方法。
2）山區(qū)高速公路巖土工程技術(shù)
①創(chuàng)新了隧道圍巖非確定性反分析理論和方法，在國(guó)內(nèi)首次提出了擴(kuò)張卡爾曼濾波器與有限元法耦合算法模型，通過(guò)早期量測(cè)值，可獲得最終位移的預(yù)測(cè)關(guān)系；獨(dú)立開(kāi)發(fā)了相關(guān)計(jì)算軟件，可計(jì)算出隧道開(kāi)挖過(guò)程中圍巖物理力學(xué)參數(shù)、主應(yīng)力、最大剪應(yīng)變分布以及塑性區(qū)歷時(shí)變化量，可真實(shí)地反映開(kāi)挖過(guò)程中圍巖的動(dòng)態(tài)情況。
②在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)發(fā)和研制“公路隧道結(jié)構(gòu)及圍巖綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（超大立體模型實(shí)驗(yàn)）”，實(shí)現(xiàn)了“先加載，后開(kāi)挖”的分級(jí)加載模擬試驗(yàn)公路隧道結(jié)構(gòu)及圍巖綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并獲國(guó)家新型實(shí)用專(zhuān)利；提出根據(jù)模型實(shí)驗(yàn)得出的位移確定二次襯砌合理厚度的方法。
③在國(guó)內(nèi)首次提出了一整套路塹高邊坡安全穩(wěn)定的科學(xué)的、系統(tǒng)的工作方法，并在山區(qū)高速公路建設(shè)中大面積推廣應(yīng)用。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和補(bǔ)勘，確定合理的支護(hù)設(shè)計(jì)方案，選取合理的施工工序及工藝，對(duì)重點(diǎn)邊坡進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，根據(jù)開(kāi)挖揭露的地質(zhì)情況和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)獲取的信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。
④在國(guó)內(nèi)首次將GFRP錨桿應(yīng)用于巖土高邊坡加固工程中，并開(kāi)展了桿體材料的物理力學(xué)指標(biāo)的測(cè)試技術(shù)、GFRP錨桿錨具的設(shè)計(jì)與研制、GFRP錨桿與砂漿的耦合后的強(qiáng)度穩(wěn)定性、GFRP光纖耦合錨桿智能技術(shù)等研究工作。
