公用服务科学技术

·348·陕西科技年鉴2008公用服务科学技术概述公用服务科技涉及与人们生活息息相关的交通、邮政、测绘、广播、电视、文物等服务事业。2007年，全省公路实施“科技兴交”战略，开展技术攻关，沙漠地区公路修建成套技术研究、黄土地区公路高边坡防护技术研究、沙漠高速公路防风固沙技术研究取得显著成果，有效地解决了公路建设中的共性技术难题。铁路科技以提速技术、安全技术、信息技术、既有线改造扩能等为重点解决了许多关键技术，取得了显著效果。邮政科技进一步强化“科技兴邮”战略，开展邮政信息网络工程建设，实现了经营管理全过程信息化。测绘科技工作结合陕西实际，4项科技项目获国家测绘局立项，9项科技创新项目在省内实施。广播、电视科技工作，以提高收视质量和效果，开展扩容改造、主控网络化改造、建立数字电视传输平台，提高节目技术质量。文物科技工作，针对考古、博物馆和文物保护方面的问题，同国内外文物保护科研机构进行科技合作，开展学术交流，加强文物的发掘、保护与修复研究，文物保护工作取得了显著成效。公路【沙漠地区公路修建成套技术研究】该项目由西安公路研究所、新疆交通科研所、内蒙古交通设计研究院负责，陕西省公路局、长安大学、榆靖建设管理处等陕西、新疆、内蒙古32家单位共同承担。主要研究沙漠地区公路自然区划、选线及线形参数、路基设计技术、风积沙路用性能、沙漠公路路面结构与材料、沙漠地区公路防沙技术、沙漠公路施工技术、沙漠公路景观环境和效益等筑路成套关键技术。共分13个分课题。其中陕西省西安公路研究所承担《沙漠地区公路路基压实标准及方法研究》、陕西省公路局承担《沙漠地区公路路基施工及质量控制技术研究》、长安大学承担《沙漠地区公路路基边坡设计及其稳定性研究》三个分课题的研究。研究在8个方面取得了40项科研成果，有2项成果填补国际沙漠地区公路空白，10项成果有重大创新，12项技术有重大突破，2项成果获省部级科技进步一等奖，2项成果获得国家实用新型专利。和国内外同类技术相比，主要创新性和突破性成果如下：①创新性成果：首次将植被覆盖度、沙丘高度作为沙漠地区公路二级自然区划指标，完成了沙漠地区公路二级自然区划；首次提出沙漠地区公路采用实际可能运行速度进行线形设计的理念，并通过技术经济分析确定了沙漠地区公路平、纵线形技术指标参数；首次提出了采用路基横断面阻沙性能指数定量分析路基横断面阻沙性能的方法，建立了沙漠地区公路路基横断面输沙能力分析（计算）的数学模型；揭示了不同高度（或深度）路基的阻沙性能指数随路堤边坡度的变化规律和路基不同边坡度的阻沙性能指数随路堤高度的变化规律；揭示了风积沙的含水量、压实度等对风积沙路用性能的影响规律；首次按沙漠地区公路自然区划推荐出风积沙路基回弹模量建议值；首次系统研究了沙漠地区公路路面温度场，建立了路面最高最低温度、路面最大变温速率以及最大温度梯度的预估公式，提出了沙漠地区公路路面工作环境指标；首次提出了防沙体系的可调控技术，利用沙袋沙障、土工方格沙障等构建可调控防沙体系；首次提出了“以沙治沙”的防沙理念，开发了沙埂沙障等新型工程固沙技术；首次提出了风积沙最大干密度试验仪器和方法、风积沙路基压实标准、检测仪器和方法、质量评定标准。②突破性成果：提出了沙漠地区公路设计新理念和综合选线原则；通过在沙漠地区公路勘察设计中全面使用3S综合技术，提出了在沙漠地区公路各勘察设计阶段使用3S综合技术的主要工作内容、可具体操作的程序技术要求；提出了综合考虑阻沙性能、工程造价及实际调查成果三方面因素的沙漠地区公路路基合理断面型式；通过对各种试验研究结果的整理、分析，提出了土工格室加固风积沙公用服务科学技术·349·路基回弹模量的测定方法；采用遗传算法，对沙漠地区路面结构进行了优化分析，推荐出适应沙漠特点的公路路面典型结构；提出了在沙漠地区高速、一级公路风积沙路基顶面必须设置封层，确保路面结构的整体强度和工程质量；提出了工程防沙体系和植物防沙体系维护的原则、目标及技术措施，改善了防沙体系的结构，提高了防沙体系的功能和效果；提出了利用路面积沙构建输沙断面的技术，防止“二次积沙”，提高养护工作的效率；提出了沙障破损及沙埋后仍具有残留的防沙效益，在对防沙体系维护时，应充分利用沙障的残留效益，节约维护成本；提出了沙漠地区高速、一级公路风积沙路基施工适用的机械类型及合理组合和施工工艺、方法及质量控制措施；提出了适用于沙漠地区公路路面的施工工艺、质量控制措施。针对沙漠地区的气候特点，提出了采用聚酯纤维、玻纤格栅等新材料防止沥青路面裂缝的措施；提出了适合沙漠地区公路景观评价的模糊评价方法和以最优评价向量贴近程度为依据的关联灰度综合效益评价方法。③填补空白：首次全面系统研究了各种沙漠地区不同等级公路的设计、施工和防沙养护成套技术，研究成果成功地应用在榆靖、靖王、陕蒙界、赤通等8条沙漠高速公路上，填补了沙漠地区高速公路建设技术的国际空白；首次将研究成果编入了交通部《沙漠地区公路设计与施工技术指南》，填补了我国沙漠地区公路无行业专项技术指南的空白。该项目获2007年度国家科技进步二等奖。【黄土地区公路高边坡防护技术研究】项目为分类进行高边坡稳定性分析、设计与防护，总结出八类黄土高边坡地层结构模型；研究了非饱和黄土抗剪强度、结构强度与基质吸力（含水量）之间的关系及原状黄土剪切过程的细观结构损伤规律，提出了实用的非饱和黄土抗剪强度公式和新的非线弹性本构模型；对原状黄土边坡首次开展了变形破坏机理的离心模拟试验研究，结合CAT数值模拟分析，提出了黄土高边坡的变形破坏模式，推荐出了合适的阶梯形黄土高边坡稳定性分析方法；发展了“宽台陡坡”的设计理念，针对不同黄土分区和地层结构模型，给出了高边坡坡型设计推荐方案，填补了现行公路路基设计规范中有关黄土高边坡（高度大于30米）的设计空白；制定出了黄土高边坡防护的设计原则与评价准则，对黄土边坡植物防护机理、草种选择与综合防护技术进行了系统研究，总结了黄土地区公路高边坡综合防护方案，提出了平台植树、土工格室和绿化防护板等新型生态防护技术，并基于GIS开发平台，建立了黄土高边坡基础信息数据库和专业评价模型库，开发了公路黄土高边坡防护决策支持系统。该成果提出了“地质结构模型、适用的非饱和黄土抗剪强度公式和新的非线性本构模型和平台植树、土工格室和绿化防护板等新型生态防护技术”；通过原状黄土边坡变形破坏机理的离心模拟试验，得到了合适的阶梯形黄土高边坡稳定性分析方法；发展了“宽台陡坡”设计理念，并研制了公路黄土高边坡决策支持系统，对黄土地区公路工程建设具有重要的实用价值和指导意义，研究成果总体上达到国际领先水平。【集成化长大公路隧道监控系统研究】该项目针对国内近几年来长大公路隧道监控系统的特点，开展了公路隧道监控系统集成化研究，围绕公路隧道运营管理需求，实现了隧道通风控制、交通控制、火灾监测、照明控制等功能的集成化，取得了以下成果：①通过对长大公路隧道监控系统方案研究，结合模拟系统试验取得的科研成果，解决了长大公路隧道监控系统设置方案、规模、构成及系统功能的合理配置等一系列技术难题，首次完成了国内第一条长度超过5千延米的公路隧道监控系统设计。②开发了集成化公路隧道监控系统平台，通过一系列实验研究为交通部行业联合科技攻关计划项目子课题“雁门关隧道运营通风与防灾技术研究”提供科学验证，为雁门关特长公路隧道的工程建设提供了技术支持。③通过对公路隧道监控采取系统集成化、功能集成化、信息集成化，克服国内公路隧道监控设施的系统性差、可靠性低、维护及升级困难的缺陷，实现了隧道监控系统的模块化、标准化、通用化，可以代替国外同类产品，填补了国内空白。④通过开发本地信息接入单元，实现了隧道内现场外设的灵活接入，并采取模块化结构，实现了隧道监控功能的自由组合及灵活扩展，通用性强，提高了隧道机电设施的运维水平，推进公路隧道监控设施的升级换代。⑤利用现场实时数据及历史经验知识相结合，借助专家系统实现了控制预案的自动生成，提高了隧道监控系统的智能化水平。⑥开发了一套公路隧道监控系统集成化产品，系统理念先进、设计新颖，具有极大的推广价值。·350·陕西科技年鉴2008【沥青路面再生技术研究】该研究从六个方面进行了系统的研究和探讨，主要成果：①从理论上分析了沥青老化和再生的机理，为再生剂的开发及其应用提供了理论基础。②以西宝高速公路旧沥青路面为研究对象，分析了沥青老化后的性质及集料变化情况，并在室内用水泥作为稳定剂再生旧二灰砂砾、旧水稳砂砾和旧沥青混凝土的级配及其路用性能进行了较为系统的研究，研究结果表明，旧二灰砂砾、旧水稳砂砾和旧沥青混凝土完全可以用水泥稳定并添加一定的新集料作为基层材料。③结合西宝高速公路试验路的铺筑情况，提出了工厂冷再生的工艺及其质量检测和评价方法。④结合成都G318二级公路现场冷再生试验路，提出了其再生工艺。⑤开发出了性能优良的GLA型沥青再生剂，并通过室内试验对其再生后的混合料性能进行了研究，发现使用该再生剂后其再生混合料的性能能满足现行规范的要求并具有较好的耐久性。⑥分别对工厂冷再生、现场冷再生的经济效益进行了分析。该成果的研究成功，不但可以给陕西高速公路建设，尤其是大修项目提供有力的理论支持和实践参考，可以节约大笔的维修费用。更长远的是，减少了大量废旧材料对生态环境脆弱的西部环境污染问题，从而积极地支持了环保事业的发展，维护了社会环境的健康发展，为公路交通事业的可持续发展作出了较大的贡献，具有良好的推广应用前景。【长大公路隧道防火救灾对策研究】该项目提出公路隧道防火安全等级，填补了国内在这个方面的研究空白；给出国内公路隧道防火救灾的对策；完善了国内公路隧道灭火救灾的救援体系；建立了考虑烟流阻力的火灾通风计算模型。研究成果总体达到了国际先进水平，特别是将烟流阻力引入通风计算具有独创性。该研究成果已在雁门关、终南山、龙潭、夹活岩隧道等数十座长大公路隧道建设中得到广泛应用。（李晓明）【黄延高速公路“亚洲第一高墩”洛河特大桥施工技术】该项目由中铁二十局集团第二工程有限公司陈选生等科技人员共同完成。洛河特大桥工程位于洛川县境内，是西部大通道包（头）—北（海）县陕西境内黄陵至延安高速公路上的一座特大型桥梁，是黄延高速公路的重点控制工程。大桥全长1056m，主桥为90m+3×160m＋90m预应力混凝土连续刚构桥，由左右幅两个单箱单室断面组成，采用纵横竖三向预应力体系，箱梁高度自根部9m至跨中的3.5m以二次抛物线变化。引桥为30m预应力混凝土连续箱梁。全桥基础均为钻孔灌注桩，大体积混凝土承台，主桥墩身为双薄壁矩型截面空心墩。11#、12#、13#、14#主墩高度分别为64m、128m、143.5m、46m，13#墩墩高143.5m，被称誉为亚洲第一高墩，墩身设两道1m高的实心横系梁。通过高墩施工技术的研究和应用，解决了大体混凝土施工，高墩垂直度控制技术，顺利地完成了洛河特大桥的高墩施工，满足了质量控制标准，提高了施工进度，在143.5m高墩施工中明显体现了优势，比相邻标段的施工工期提前两个月，节约成本86万元。与传统的施工工艺相比，省时、省工，为以后施工同类型的桥梁提供了宝贵的经验，填补了国内的研究空白，且已在西汉高速公路、重庆外环高速公路等项目的施工中得到了应用。【沙漠高速公路边坡防护防风固沙及养护技术研究】该项目由省治沙研究所、省交通建设集团公司榆靖分公司党兵、薛生高等科技人员共同完成。项目对榆靖高速公路两侧的流动和半流动沙地的治理以及路基边坡和中央分隔带的绿化美化措施进行了研究。这是全国修筑的第一条沙漠高速公路，全长134.17km，公路两侧80%以上为沙区，其中流动沙地占40%以上，半流动沙地占30%左右。项目以生物措施为主，结合工程措施，开展的主要研究内容有：①调研和分析国内外现有沙漠公路防护技术和方案，对其适应性进行评价。②风沙对公路的影响及其规律的研究。通过对沙质路基沙害定量监测，建立了路基沙害程度与路基参数的线性方程，提出了减小路基沙害程度的主要措施，提出了路基沙害程度较小的路基断面形式和具体的路基优化参数值等。③公路防风固沙林立地质量的评价。研究建