公路工程前沿理论和实践探索

1、2.1 设计新理念2.2 “十五”西部交通建设项目取得的技术成果2.3 高速公路拓宽改造工程路基拼接技术2.4 公路路面工程发展趋势2 公路前言理论和实践探索公路前言理论和实践探索一、坚持以人为本，树立安全至上的理念。二、坚持人与自然相和谐，树立尊重自然、保护环境的理念。三、坚持可持续发展，树立节约资源的理念。四、坚持质量第一，树立让公众满意的理念。五、坚持合理选用标准，树立设计创作的理念。六、坚持系统论的思想，树立全寿命周期成本的理念。 2004 2004年年9 9月，全国公路勘察设计工作会议提出月，全国公路勘察设计工作会议提出“六个坚持，六个树立六个坚持，六个树立”的公路勘察设计新理念。的

2、公路勘察设计新理念。内容如下：内容如下： “六个坚持，六个树立”是新时期公路勘察设计工作的理论核心，也是“坚持以人为本，树立全面、协调、可持续的科学发展观”。其核心是仅仅围绕科学发展观的要求，通过采用合理选用技术标准和创作设计，实现“安全”、“环境优美”、“节约资源”、“质量优良”、“系统最优”。环境优美环境优美质量优良质量优良系统最优系统最优节约资源节约资源安全至上安全至上以人为本以人为本全面全面,协调协调,可持续可持续科学发展观科学发展观 2.1.1 设计总体理念（1）以人为本 交通行业的核心价值是“用户第一，行者为本”。坚持把“用户需求置于公路工作的核心”。 以往公路设计认为“建设就是发

3、展”，而今天把“人的出行需要”作为根本出发点。 在工程本身的细微之处体现对人的关爱，体现人性化服务，注重公路安全性、舒坦性、愉悦性的和谐统一，为人们提供最大的出行便利。（2）安全至上 安全是公路设计和建设需考虑的首要问题。安全包括工程“实体安全”和“运行安全”两方面。 “实体安全”通过精心设计施工可以保证。 “ 运行安全”牵扯因素多，包括人、车、路、环境、和管理等多方面，其中驾驶导致的交通事故是主要因素。提高“运行安全”是一个系统工程，需要全社会，多行业的共同努力。 从设计角度，则应重点消除公路本身引起的使用安全问题，尽可能的采取“主动”预防和容错措施，必要时辅以“被动”的防护措施。主动主动被

4、动被动预防预防容错容错防护防护改进线形设计改进线形设计、提供路侧净、提供路侧净区。区。设置护栏设置护栏二、坚持人与自然相和谐，树立尊重自然，保护环境的理念 坚持“不破坏就是最大的保护”的理念。使工程顺应自然、融入自然。（1）维持自然界“势”的延续。认识自然、生态规律，把公路建设行为限制在自然规律和生态平衡许可的范围之内，避免切割自然界势的走向和延续，保持自然景观的完整性。（2）营造公路“动”感行驶氛围。充分认识和利用自然界的信息功能和审美价值，设计以动态景观为主。公路自身线性的设计，结构物的形态、质地和色彩的设计，绿化的设计都应充分配合外部自然景观的变化进行设计。三、坚持可持续发展，树立节约资

5、源的理念 可持续发展的核心和前提就是发展，公路交通发展是社会可持续发展的重要内容，也是国民经济和社会发展的重要支撑，而资源是人类生存发展的基础，我国人均资源占有量少，就要进行节约发展。可持续发展和节约资源就是正确处理好节约资源和公路发展的关系，从长远考虑进行更合理和有效地利用资源，进行公路发展。三、坚持可持续发展，树立节约资源的理念 节约资源体现在提高土地使用效率，少占耕地。 第一，从规划阶段做起，通过合理规划路网、统筹利用线位资源、合理确定建设规模和方案，提高土地的集约利用程度。 第二，在设计上，精打细算，以满足功能为前提，精心拟定各断面细部尺寸（排水沟、边沟、截水沟、护坡道、碎落台等），节

6、约每一寸土地，不能为设计简单，生搬硬套，一坡到底。 第三，研究发挥公路用地潜力的方法和手段，从综合利用角度出发，探索和尝试对硬路肩、边坡等进行二次开发利用的可能性。 节约资源也体现在保护矿产资源和腐殖土等方面。矿产资源和腐殖土都是有限的自然资源，原则上避免压覆未开采的资源富集区，把腐殖土用于绿化中。四、坚持质量第一，树立让公众满意的理念 质量是工程的生命，更是一个行业的生命。传统对质量的认识停留在“实体质量”和“功能质量”上，随着科学发展观的确立和公民纳税意思的逐渐增强，人民日益关注公路的“外观质量”和“社会质量”。实体质量实体质量功能质量功能质量外观质量外观质量社会质量社会质量传统传统现在现

7、在四、坚持质量第一，树立让公众满意的理念外观质量不佳的原因：工艺落后、施工方法不规范、设计不精细。提高公路外观质量的基础：理解环境、和谐环境的前提下，做好公路与环境的总体配合，展现公路景观美、线形美。提高公路外观质量的途经：加强总体设计，和谐工程各细部的衔接。提高公路外观质量的手段：配合环境主旨，注重细节创作，体现建筑美、艺术美。提高公路社会质量的重要措施：提倡公众参与，增加建设项目提高公路社会质量的重要措施：提倡公众参与，增加建设项目前期工作的透明度，主动争取社会各界的积极参与、支持和认可。前期工作的透明度，主动争取社会各界的积极参与、支持和认可。尽量避免征地、撤迁对沿线群众生活带来的影响尽

8、量避免征地、撤迁对沿线群众生活带来的影响提提高高外外观观质质量量提提高高社社会会质质量量五、坚持合理选用技术标准，树立设计创作的理念 “灵活设计（合理选用技术标准）、创作设计”是达到“安全、环境优美、节约资源、质量优良、系统最优”的手段，也是公路勘察设计的精髓。合理选用技术标准合理选用技术标准创作设计创作设计安全至上安全至上环境优美环境优美节约资源节约资源质量优良质量优良系统最优系统最优（1）把握技术标准，灵活设计 灵活设计指在全面系统地理解技术标准和设计规范的基础上，根据个性环境，灵活地运用标准、规范中的各项指标。 指标分为主要指标和次要指标。 主要指标：指对安全、功能有重大影响的指标，如最

9、小圆曲线半径、最大纵坡、视距等。 次要指标：指在满足安全的前提下，满足美学或舒适性的指标，如曲线间直线长度等。 原始边界条件（环境）的变化为灵活运用指标提供了可能，主要指标在设计中原则上应予保证；次要指标当对环境不构成影响时，可采用较高值，当对环境存在影响时，应采用较低值，当对环境和生态影响巨大时，为了保护环境，可突破使用。五、坚持合理选用技术标准，树立设计创作的理念（2）赋予公路个性，精心创作 环境个性给予公路个性并决定其品质。公路创作设计过程是一个以设计人员对环境个性的理解为基础，以对公路专业、美学、生态学、建筑学、社会学、人类文化学、历史学、心理学、地域学、风俗学等学科的综合能力为条件，

10、对公路所处的自然和社会环境进行的一个再造和再融合的过程。理解环境特征理解环境特征组建设计团队和提高设计人员综合素质组建设计团队和提高设计人员综合素质确定设计主题确定设计主题体现细节艺术体现细节艺术公路个性设计过程公路个性设计过程（3）增强历史责任感，保证合理设计周期 合理的周期是保证设计质量的前提，更是保证工程质量，降低成本的必要条件。 设计过程需要特定的测设手段，需要多学科的参与合作，需要集思广益，更需要充分的时间。只有保证合理的周期，设计人员才能反复琢磨，不断优化，才能出精品。要正确处理速度与质量的关系，宁可速度慢一点，也要保证设计的合理周期，提高设计质量，保证工程品质。六、坚持系统论的思

11、想，树立全寿命周期 公路系统隶属于环境系统，要做到系统最优，就要把公路放到公路-自然-经济-社会的大系统中去考虑，不但要统筹公路内部各专业间的关系，还要统筹建设、运营、养护的关系，更要统筹公路和环境之间的关系。以往关注公路建设的初期成本，对运营、养护等后期成本关注不够。 全寿命周期成本的理念，就是要从项目生命周期的全过程去看待成本，不但注重项目初期建设成本，还要注重后期维修和养护成本；不但看到项目自身成本，还要看到社会成本和环境成本。树立全寿命周期成本的理念，就是要坚持科学合理的评价方法，使公路工程确保安全、满足功能的前提下，通过提高技术含量，通过灵活设计，使得工程全寿命周期成本最优。环境系统

12、环境系统 (自然和社会)公路系统公路系统全寿命周期全寿命周期成本成本建设成本建设成本运营成本运营成本养护成本养护成本全寿命周期成本最优 新概念公路设计的例子（1）路线设计理念（2）路基与环保设计理念（3）桥涵设计（4）互通立交设计验收组认为：绿色防护，水土保持设施发挥了验收组认为：绿色防护，水土保持设施发挥了保护水土资源、改善生态环境的作用，为开发保护水土资源、改善生态环境的作用，为开发建设项目水土保持工作发挥了较好的借鉴作用建设项目水土保持工作发挥了较好的借鉴作用和示范效应。和示范效应。 渝湛国道主干线高桥（粤桂省界）至遂溪（渝湛国道主干线高桥（粤桂省界）至遂溪（湛江）公路湛江）公路 工程水

13、土保持设施工程水土保持设施 公路设计“显山漏水”贴近大自然，利用当地植物绿化，保持当地生态平衡。不破坏不破坏就是就是最大的最大的保护保护新概念设计示范公路川九公路安全宽容性和动感景观设计路侧净区，矩形加盖边沟，宽容性设计路侧净区，矩形加盖边沟，宽容性设计川九路边坡处理、绿化防护、营造动感川九路边坡处理、绿化防护、营造动感 川主寺至九寨沟口公路（以下简称川九路）是九寨环线旅游公路的一段。川九川主寺至九寨沟口公路（以下简称川九路）是九寨环线旅游公路的一段。川九路位于青藏高原边缘的阿坝州松潘县、九寨沟县境内，全线穿越了雪山、草原、路位于青藏高原边缘的阿坝州松潘县、九寨沟县境内，全线穿越了雪山、草原、

14、原始森林、红叶灌木丛等多个生态区，风景十分优美。该路沿线地质为砾石土、原始森林、红叶灌木丛等多个生态区，风景十分优美。该路沿线地质为砾石土、块碎石土和岩石，表层适于植物生长的腐植土极薄，加上高寒、干旱的气候，导块碎石土和岩石，表层适于植物生长的腐植土极薄，加上高寒、干旱的气候，导致生态极其脆弱，植被一旦破坏极难恢复。在这样特殊的地质、气候条件下，要致生态极其脆弱，植被一旦破坏极难恢复。在这样特殊的地质、气候条件下，要建一条新理念示范公路是一个极大的挑战。按照建一条新理念示范公路是一个极大的挑战。按照 “安全、舒适、环保、示范安全、舒适、环保、示范”的的八字方针，以八字方针，以“保护是核心，创新

15、是灵魂保护是核心，创新是灵魂”为基本原则，最终把川九路建设成为为基本原则，最终把川九路建设成为公路与自然环境相和谐的示范工程。公路与自然环境相和谐的示范工程。 新概念设计示范公路川九公路线路及景观设计维持大自然势的延续、环保设计维持大自然势的延续、环保设计川九公路体现民族文化元素川九公路体现民族文化元素辽宁省碾三线、彰桓线公路线路设计辽宁省碾三线、彰桓线公路线路设计路线顺势而弯，维持自然界势的路线顺势而弯，维持自然界势的延续，颜色渐进变化延续，颜色渐进变化路面钢背仿木防护栏，安全提醒石标，做路面钢背仿木防护栏，安全提醒石标，做到与环境协调，防护栏和提醒石标是景到与环境协调，防护栏和提醒石标是景

16、吉林省吉延路大力推广安全宽容性设计吉林省吉延路大力推广安全宽容性设计 吉林省公路建设中高度注重安全性，大力推广宽容性设计理念，让司机的错吉林省公路建设中高度注重安全性，大力推广宽容性设计理念，让司机的错误不以付出生命为代价。例如上图：吉延路将全线梯型浆砌边沟，回填碎石，并误不以付出生命为代价。例如上图：吉延路将全线梯型浆砌边沟，回填碎石，并覆盖种植土植草，改造为人性化的、安全的浅碟式生态植草边沟，既及解决了排覆盖种植土植草，改造为人性化的、安全的浅碟式生态植草边沟，既及解决了排水问题，又增加了路侧净空。水问题，又增加了路侧净空。驾驶人驾驶人的过错的过错不应以不应以生命为生命为代价代价吉林省松原

17、至双辽高速公路安全放坡改造 通过回填弃土将通过回填弃土将1:1.5的路堤边坡和互通区边坡改造为的路堤边坡和互通区边坡改造为1:4缓边坡，取消缓边坡，取消不必要的护栏，从而大大增加了路侧净空，有效增强了公路安全性。不必要的护栏，从而大大增加了路侧净空，有效增强了公路安全性。松原至双辽高速公路边坡放缓示意图松原至双辽高速公路边坡放缓示意图 吉林省环长白山旅游公路生态保护 环长路修建护栏保护路侧重点树木环长路修建护栏保护路侧重点树木 环长路施工中挂牌保护重点树木环长路施工中挂牌保护重点树木 把生态保护贯穿于公路规划、设计、施工、管理等各阶段，创新设计，精心施把生态保护贯穿于公路规划、设计、施工、管理

18、等各阶段，创新设计，精心施工，强化管理。例如：吉林省环长白山旅游公路路线设计时充分旧有林道，最工，强化管理。例如：吉林省环长白山旅游公路路线设计时充分旧有林道，最大限度地减少新占林地；施工阶段又创新性地提出大限度地减少新占林地；施工阶段又创新性地提出 “环保绿线环保绿线”的概念，并进的概念，并进行严格的实施；即通过划定行严格的实施；即通过划定“环保绿线环保绿线”，实施，实施“二次清表二次清表”技术保留了边坡技术保留了边坡坡脚至征地界之间的大量植被（图坡脚至征地界之间的大量植被（图4）；通过挂牌、修护栏、砌石墙、根部培）；通过挂牌、修护栏、砌石墙、根部培土等措施，很好地保护了路侧的重点植物（图土

19、等措施，很好地保护了路侧的重点植物（图5、6）。）。 吉林省环长白山旅游公路融入自然最小程度最小程度的破坏，的破坏，最大限度最大限度的保护，的保护，最大程度最大程度的恢复的恢复 环长白山旅游公路的路线布设就充分体现了环长白山旅游公路的路线布设就充分体现了“充分利用、保护自然充分利用、保护自然”的思想，路线选的思想，路线选择充分与地形、地势相拟合，结合地质条件以低填浅挖路基为主，充分利用现有林道布择充分与地形、地势相拟合，结合地质条件以低填浅挖路基为主，充分利用现有林道布线；通过合理设计、严格管理、精细施工，实现对原生植被的妥善保护；主体工程合理、线；通过合理设计、严格管理、精细施工，实现对原生

20、植被的妥善保护；主体工程合理、灵活地运用技术标准，为沿线自然景点留有通透的空间，实现借景自然；路线随弯就势、灵活地运用技术标准，为沿线自然景点留有通透的空间，实现借景自然；路线随弯就势、自然流畅，使沿线景观得到充分展现（左图）；坡面柔化平顺、棱角弧化，实现贴近自自然流畅，使沿线景观得到充分展现（左图）；坡面柔化平顺、棱角弧化，实现贴近自然；防护绿化充分发挥长白山植被自然恢复能力强的特点，不引入外来物种，完全以乡然；防护绿化充分发挥长白山植被自然恢复能力强的特点，不引入外来物种，完全以乡土植物自然恢复为主，最终成功实现了借景公路融入自然的效果（右图）土植物自然恢复为主，最终成功实现了借景公路融入

21、自然的效果（右图） 。环长白山旅游公路线形环长白山旅游公路线形 环长白山路采用柳条防护边坡环长白山路采用柳条防护边坡 吉林省环长白山旅游公路融入自然 环长白山旅游公路不仅仅是一个交通通道，还是一个大公园环长白山旅游公路不仅仅是一个交通通道，还是一个大公园“原生态的森林原生态的森林公园公园”。游人行驶在行车的过程就属于长白山旅游的一部分；可随意停车观赏长。游人行驶在行车的过程就属于长白山旅游的一部分；可随意停车观赏长白山美景，享受白山美景，享受 “天然大氧吧天然大氧吧”；可在观景台欣赏远处的山、亲近那清澈的水、；可在观景台欣赏远处的山、亲近那清澈的水、品尝长白山独特的越橘果品尝长白山独特的越橘果

22、 。环长路观景台环长路观景台观马鞍山观马鞍山 环长路观景台环长路观景台观秃尾巴河观秃尾巴河湖北省神宜路设计充分体现地域文化神宜路路侧观景台神宜路路侧观景台 神宜路路侧观景台神宜路路侧观景台 随着社会的发展，公路不仅仅要满足交通功能，还成为一个展现当地地域文化、民随着社会的发展，公路不仅仅要满足交通功能，还成为一个展现当地地域文化、民俗风情的窗口。俗风情的窗口。湖北神宜路聘请了环境艺术、景观设计、民俗文化等专家，充分挖掘地域文化特湖北神宜路聘请了环境艺术、景观设计、民俗文化等专家，充分挖掘地域文化特色，将神农架色，将神农架“野人野人”设计成雕塑，置于路侧观景台中，成为了游客去神农架旅游途设计成雕

23、塑，置于路侧观景台中，成为了游客去神农架旅游途中的一个旅游景点，形成了公路文化景观独特的亮点；此外，神宜路还结合当地民俗中的一个旅游景点，形成了公路文化景观独特的亮点；此外，神宜路还结合当地民俗传说，为每座桥梁起一个景观名称刻于景石上，让游客能透过这些桥名感受当地的风传说，为每座桥梁起一个景观名称刻于景石上，让游客能透过这些桥名感受当地的风土人情。土人情。吉林省吉延路设计充分体现地域文化 吉林省吉延路聘请了当地文化家、书法家、篆刻家、剪纸艺术家，深入挖掘长白山吉林省吉延路聘请了当地文化家、书法家、篆刻家、剪纸艺术家，深入挖掘长白山文化，创作了一些优美的诗句、篆刻和剪纸图案；并将其刻于当地石材上

24、置于服务区文化，创作了一些优美的诗句、篆刻和剪纸图案；并将其刻于当地石材上置于服务区内，形成了一个供游人了解当地文化、旅游特色的景点内，形成了一个供游人了解当地文化、旅游特色的景点 。吉延路体现地域文化的景观石吉延路体现地域文化的景观石 吉延路体现地域文化的景观石吉延路体现地域文化的景观石 吉林省营松路服务区景观体现地域文化 营松路辉南服务区营松路辉南服务区体现辉南古城特色体现辉南古城特色 营松路靖宇服务区营松路靖宇服务区体现杨靖宇红色文化体现杨靖宇红色文化 吉林省营松路是通往长白山的最便捷的高速公路，景观设计注重吉林省营松路是通往长白山的最便捷的高速公路，景观设计注重“面面”、“线线”、“点

25、点”相结合，通过充分借景自然风光、尽量保护路侧原生植被、精心营造体现地相结合，通过充分借景自然风光、尽量保护路侧原生植被、精心营造体现地域文化特色的服务区景观，打造一条让游人能逐步欣赏、逐步感受、逐步遐想长白域文化特色的服务区景观，打造一条让游人能逐步欣赏、逐步感受、逐步遐想长白山自然、人文景观的旅游高速公路。让高速公路不仅仅是旅游通道，而是旅游景区山自然、人文景观的旅游高速公路。让高速公路不仅仅是旅游通道，而是旅游景区的延伸；让的延伸；让“旅游公路旅游公路”成为成为“公路旅游公路旅游”，让游人行驶在公路上成为一种视觉和，让游人行驶在公路上成为一种视觉和心灵的享受心灵的享受 。吉林省吉延高速公

26、路的蛟河服务区设计结合地方经济 吉延路蛟河服务区庆岭活鱼村吉延路蛟河服务区庆岭活鱼村 吉延高速公路的蛟河服务区建设，充分挖掘地方饮食文化特色，将老吉延高速公路的蛟河服务区建设，充分挖掘地方饮食文化特色，将老G302上上的庆岭活鱼一条街的饮食引入到高速公路服务区中，建成了的庆岭活鱼一条街的饮食引入到高速公路服务区中，建成了“庆岭活鱼村庆岭活鱼村”。在。在活鱼村内吃饭的游客还可以在这里方便地了解附近旅游景点，如拉法山森林公园、活鱼村内吃饭的游客还可以在这里方便地了解附近旅游景点，如拉法山森林公园、蛟河红叶谷景区的特色和自驾游路线，大大促进了地方旅游业的发展。高速公路蛟河红叶谷景区的特色和自驾游路线

27、，大大促进了地方旅游业的发展。高速公路和地方旅游均获得较大收益，这成为一个公路建设与地方经济结合的很好典型和地方旅游均获得较大收益，这成为一个公路建设与地方经济结合的很好典型 。 2.2 西部交通建设项目取得成果沙漠地区公路建设成套技术研究2.2 西部交通建设项目取得成果西部交通建设项目取得成果1 1、主要成果和创新点、主要成果和创新点 经过经过3232家单位家单位200200多科研人员多科研人员7 7年多技术年多技术攻关，在攻关，在1313个分课题系统研究的基础上，个分课题系统研究的基础上，在在8 8各方面取得了各方面取得了4040余项成果余项成果: : （1 1）沙漠公路自然区划）沙漠公路

28、自然区划2 2项成果项成果 ( (指标方法. .区划图等) ) （2 2）沙漠公路选线及线形参数）沙漠公路选线及线形参数6 6项成果项成果 ( (设计理念. .选线原则. .线形指标. .参数.3s.3s技术等) ) （3 3）沙漠公路路基设计技术）沙漠公路路基设计技术6 6项成果项成果 ( (阻沙性能. .合理断面. .边坡. .高度. .稳定性等) )1 1、主要成果和创新点、主要成果和创新点 （4 4）风积沙路用性能）风积沙路用性能4 4项成果项成果 ( (强度机理. .回弹模量E0.E0.加固等) ) （5 5）沙漠公路路面结构与材料）沙漠公路路面结构与材料5 5项成果项成果 ( (温

29、度场. .典型结构. .材料参数等) ) （6 6）沙漠公路防沙体系建设与维护技术）沙漠公路防沙体系建设与维护技术6 6项成果项成果 ( (固沙新技术. .防沙体系. .植被结构. .输沙断面等) ) （7 7）沙漠地区公路施工技术）沙漠地区公路施工技术8 8项成果项成果 ( (试验方法. .压实机理. .工艺. .压实度. .检测方法等) ) （8 8）沙漠地区公路景观环境）沙漠地区公路景观环境4 4项成果项成果 ( (评价方法. .环保理念等) )1 1、主要成果和创新点、主要成果和创新点 通过集成创新，形成了以沙漠高速公路为主，涵盖一般通过集成创新，形成了以沙漠高速公路为主，涵盖一般公路

30、的公路的设计施工和检测评定技术设计施工和检测评定技术、以、以“行车和防沙双安行车和防沙双安全全”为原则的为原则的路线设计技术路线设计技术、以、以“阻沙性能和性价分析阻沙性能和性价分析”为依据的为依据的路基设计技术路基设计技术，以，以“典型结构典型结构”为基础的为基础的路面路面设计技术设计技术和以和以“可调控固沙可调控固沙”为理念的各种为理念的各种防风固沙和防风固沙和养护技术养护技术，为为沙漠地区公路建设沙漠地区公路建设提供了成套的技术与方提供了成套的技术与方法法。 成果在沙漠高速公路修筑技术等方面填补了国际空白；成果在沙漠高速公路修筑技术等方面填补了国际空白；在在沙漠公路自然区划、线形指标、阻

31、沙性能指数、可调沙漠公路自然区划、线形指标、阻沙性能指数、可调控防沙控防沙等等7 7个方面取得了实质性创新；在风积沙筑路技个方面取得了实质性创新；在风积沙筑路技术等术等1010多个方面有重大突破；土壤凝结剂及其制备方法、多个方面有重大突破；土壤凝结剂及其制备方法、土工编制袋沙障、沙障装置土工编制袋沙障、沙障装置等等3 3项技术获国家发明和实项技术获国家发明和实用新型专利；出版专著用新型专利；出版专著2 2部，发表论文部，发表论文6060余篇。余篇。1 1、主要成果和创新点、主要成果和创新点1 1、主要成果和创新点、主要成果和创新点提出了基于沙漠环境特点的公提出了基于沙漠环境特点的公路路线设计理

32、论方法，完善了路路线设计理论方法，完善了沙漠公路平、纵线形设计指标沙漠公路平、纵线形设计指标体系，实现了沙漠公路设计中体系，实现了沙漠公路设计中为确保交通安全而采用合理平为确保交通安全而采用合理平纵线形进行主动预防行车事故纵线形进行主动预防行车事故的设计思想。的设计思想。轮台轮台且末且末民丰民丰塔中塔中阿拉尔阿拉尔和田和田阿克苏阿克苏喀什喀什库尔勒库尔勒若羌若羌阿和沙漠公路减少绕行450450kmkm塔且沙漠公路减少绕行290290kmkm若羌且末公路减少绕行7878kmkm提出的提出的“双安全双安全”等选线原则方法，改变了过去见沙漠就绕行的观念。等选线原则方法，改变了过去见沙漠就绕行的观念。

33、塔塔 克克 拉拉 玛玛 干干 沙沙 漠漠 地地 貌貌 交交 通通 图图肖塘肖塘沙漠公路选线原则沙漠公路选线原则 穿越塔克拉玛干沙漠的三条路分别缩短里程穿越塔克拉玛干沙漠的三条路分别缩短里程78km78km、290km290km、450km450km沙漠公路合理线形沙漠公路合理线形提出用实际运行速度进行线形设计的理念，确定了平纵面线形指标体系。提出用实际运行速度进行线形设计的理念，确定了平纵面线形指标体系。 指标对比举例（不受限路段）指标对比举例（不受限路段）沙漠公路选线技术沙漠公路选线技术RSRS卫星遥感信息处理卫星遥感信息处理GISGIS地理信息处理分析地理信息处理分析采用采用3s技术实现上

34、述理念和原则技术实现上述理念和原则 2 2、主要成果和创新点、主要成果和创新点综合应用空气动力学和风沙物综合应用空气动力学和风沙物理学原理，以室内风洞、依托理学原理，以室内风洞、依托工程流场观测为依据，确定了工程流场观测为依据，确定了定量分析路基阻沙性能模式，定量分析路基阻沙性能模式，揭示了阻沙性能指数随路堤高揭示了阻沙性能指数随路堤高度和边坡度的变化规律，有效度和边坡度的变化规律，有效地解决了沙漠路基合理横断面地解决了沙漠路基合理横断面设计难题。设计难题。路基合理断面调查试验路基合理断面调查试验图3-3 路堤弱风区面积计算示意图阻沙性能指数阻沙性能指数： r=Q/D r=Q/D 调查分析调查

35、分析 风洞试验风洞试验 合理边坡技术经济分析合理边坡技术经济分析 合理高度技术经济分析合理高度技术经济分析 阻沙性能模型阻沙性能模型 综合分析综合分析3 3、主要成果和创新点、主要成果和创新点提出了提出了“以沙治沙以沙治沙”的公路防的公路防沙理念，研究开发了沙袋、土沙理念，研究开发了沙袋、土工方格沙障等工程措施为主的工方格沙障等工程措施为主的可调控防沙体系及相应的维护可调控防沙体系及相应的维护技术，开创了技术，开创了“以沙治沙以沙治沙”的的公路防沙措施先例。公路防沙措施先例。防沙技术开发与研究防沙技术开发与研究 利用沙袋装满风积沙或 采用土工格室等其他材 料形成活动沙障，实现 自由调节规格和移

36、动， 在沙障被流沙埋压后可 以提起，恢复固沙效 果，使传统的静态固沙 转化为动态固沙。开发 的有：有鳍无鳍沙袋沙 障、土工方格沙障。 有鳍沙袋沙障有鳍沙袋沙障风洞模拟试验风洞模拟试验 防 风 固 沙 项 目1 2阻 固 式 可 调 控 土 工 材 料 防 沙 体 系阻固式沙袋沙障防沙体系阻固式沙袋沙障防沙体系 -55 -50 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10-505101520253035404550556065707580859095 100 10505101520253035无 鳍 沙 障 高 10cm，90 度 角，风 速 20m/s 时 的 流 场 图风

37、向-55 -50 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10-505101520253035404550556065707580859095100 10505101520253035有 鳍 沙 障高 10cm，90 度 角，风 速 20m/s 时 的 流 场 图风 向无穗沙障风速流场图无穗沙障风速流场图 有穗沙障风速流场图有穗沙障风速流场图有穗与无穗沙障阻沙能力对比有穗与无穗沙障阻沙能力对比可调控治沙、以沙治沙- 3 0- 2 5- 2 0- 1 5- 1 0- 5051 01 52 02 53 0距离( c m ) D i s t a n c e ( c m )051 0

38、1 52 02 53 0 ( c m ) H e ig h t( c m )-4 0-3 5-3 0-2 5-2 0-1 5-1 0-5051 01 52 02 53 03 54 0距离(c m ) D is ta n c e (c m )051 01 52 02 53 0 (c m ) H e ig h t(c m )高度(cm) Height(cm) 高度(cm) Height(cm) 不同规格沙障积沙厚度随风速的变化不同规格沙障积沙厚度随风速的变化20%20%土工方格沙障风速流场土工方格沙障风速流场 土工方格风洞模型沙障布置土工方格风洞模型沙障布置 不同规格土工方格沙障沙埋提出后风速降低

39、与粗糙度变化不同规格土工方格沙障沙埋提出后风速降低与粗糙度变化 可调控治沙、以沙治沙流沙与沙埂沙障的风沙流结构流沙与沙埂沙障的风沙流结构 沙障防风固沙试验效果沙障防风固沙试验效果 利用固化剂加固利用固化剂加固就就 地风积沙形成地风积沙形成沙沙 埂，发挥初埂，发挥初期固沙期固沙 和阻沙作和阻沙作用，配合用，配合 植物种植物种植，最终形植，最终形 成防成防沙体系，达到沙体系，达到 防防沙目的。沙目的。 通过上述思路和方法实现通过上述思路和方法实现 “ “调控固沙、以沙治沙调控固沙、以沙治沙”的的 防沙理念。防沙理念。 -6 0-5 0-4 0-3 0-2 0-1 001 02 03 04 05 0

40、6 0水平距离（c m ）051 01 52 02 53 0-6 0-5 0-4 0-3 0-2 0-1 001 02 03 04 05 06 0水平距离（c m ）051 01 52 02 53 0-6 0-5 0-4 0-3 0-2 0-1 001 02 03 04 05 06 0水平距离（c m ）051 01 52 02 53 0ABC-6 0-5 0-4 0-3 0-2 0-1 001 02 03 04 05 06 0水平距离（c m ）051 01 52 02 53 0-6 0-5 0-4 0-3 0-2 0-1 001 02 03 04 05 06 0水平距离（c m ）051

41、01 52 02 53 0-6 0-5 0-4 0-3 0-2 0-1 001 02 03 04 05 06 0水平距离（c m ）051 01 52 02 53 0ABC-6 0-5 0-4 0-3 0-2 0-1 001 02 03 04 05 06 0水平距离（c m ）051 01 52 02 53 0-6 0-5 0-4 0-3 0-2 0-1 001 02 03 04 05 06 0水平距离（c m ）051 01 52 02 53 0-6 0-5 0-4 0-3 0-2 0-1 001 02 03 04 05 06 0水平距离（c m ）051 01 52 02 53 0ABC水

42、 平 距 离 (m ) H o riz o n ta l d ista n c e s(m ) C B A 高度(cm) Height(cm) 高度(cm) Height(cm) 高度(cm) Height(cm) A-7m/s B-15m/s C-20m/s不同风速条件下沙埂沙障模型风速流场不同风速条件下沙埂沙障模型风速流场图图可调控治沙、以沙治沙可调控治沙、以沙治沙可调控治沙、以沙治沙沙袋沙障沙袋沙障土工网格沙障土工网格沙障有鳍沙袋沙障有鳍沙袋沙障沙埂沙障沙埂沙障4 4、主要成果和创新点、主要成果和创新点建立了我国沙漠地区公路自然建立了我国沙漠地区公路自然区划指标体系和分区系统，完区划指标

43、体系和分区系统，完成了沙漠地区公路二级自然区成了沙漠地区公路二级自然区划，解决了区分不同沙漠地区划，解决了区分不同沙漠地区公路设计、施工和养护中的差公路设计、施工和养护中的差异性问题。异性问题。区划结果：区划结果： 7个一级区个一级区 区呼伦贝尔沙地 区浑善达克沙地区浑善达克沙地 区库布齐沙漠区库布齐沙漠 区毛乌素沙地区毛乌素沙地 区腾格里沙漠区腾格里沙漠 区乌兰布和沙漠区乌兰布和沙漠 区巴丹吉林沙漠区巴丹吉林沙漠 区柴达木沙漠区柴达木沙漠 区古尔班通古特沙漠区古尔班通古特沙漠 区塔克拉玛干沙漠区塔克拉玛干沙漠 区半湿润温冷沙地区；区半湿润温冷沙地区； 区半干旱温热沙地区；区半干旱温热沙地区；

44、 区干旱温热沙漠区；区干旱温热沙漠区；区极干旱寒冷沙漠区；区极干旱寒冷沙漠区； 区干旱温冷沙漠区；区干旱温冷沙漠区； 区极干旱炎热沙漠区。区极干旱炎热沙漠区。 区半湿润严寒沙地区；区半湿润严寒沙地区； 沙漠公路一级自然区划图沙漠公路一级自然区划图覆盖度覆盖度45%45%覆盖度覆盖度30-45%30-45%覆盖度覆盖度15-30%15-30%覆盖度覆盖度15%15% 高度高度10m10m高度高度10-50m10-50m高度高度50-100m50-100m高度高度100m100m二级区：二级区：25个植被覆盖度二级区； 21个沙丘高度二级区。 5 5、主要成果和创新点、主要成果和创新点揭示了含水量

45、、压实度等指标揭示了含水量、压实度等指标对风积沙路用性能的影响规律对风积沙路用性能的影响规律，确定了风积沙路基的压实标，确定了风积沙路基的压实标准、检测方法和质量评定标准准、检测方法和质量评定标准，使沙漠地区最广泛和最经济，使沙漠地区最广泛和最经济的沙漠沙得到了充分应用。的沙漠沙得到了充分应用。 通过室内外不同含水量、压通过室内外不同含水量、压 实度条件下风积沙路基回弹模实度条件下风积沙路基回弹模 量的试验，揭示了风积沙路基量的试验，揭示了风积沙路基 含水量、压实度与回弹模量的含水量、压实度与回弹模量的 关系。关系。 风积沙回弹模量风积沙回弹模量 通过调查、实测和室内研通过调查、实测和室内研

46、究，并经大量应用，推荐出究，并经大量应用，推荐出 不同分区沙基回弹模量取值不同分区沙基回弹模量取值 范围。范围。 不同沙漠分区沙基回弹模量推荐值不同沙漠分区沙基回弹模量推荐值 南疆风积沙回弹模量与承载板直径、含水量关系曲线图南疆风积沙回弹模量与承载板直径、含水量关系曲线图 风积沙路用性能及施工控制风积沙路用性能及施工控制通过研究提出了一整套沙漠高通过研究提出了一整套沙漠高 等级公路施工的系统技术和质等级公路施工的系统技术和质 量控制标准。量控制标准。 风积沙路基压实标准及风积沙路基压实标准及 检测方法检测方法 1）提出风积沙最大干密度的确定方）提出风积沙最大干密度的确定方 法，明确了法，明确了

47、0.075颗粒含量大于颗粒含量大于23% 时采用标准击实法，小于时采用标准击实法，小于23%时采用时采用 振动台方法。振动台方法。 2）提出沙漠地区高速、一级公路路）提出沙漠地区高速、一级公路路 基压实标准为基压实标准为94%、二级和其他公路、二级和其他公路 为为93%。 彩色风积沙振动试验彩色风积沙振动试验风积沙不同压实方法压实曲线图风积沙不同压实方法压实曲线图 风积沙路用性能及施工控制风积沙路用性能及施工控制6 6、主要成果和创新点、主要成果和创新点通过研究沙漠公路路面结构温通过研究沙漠公路路面结构温度场及相应力学特征，建立了度场及相应力学特征，建立了沙漠公路路面温度、变温速率沙漠公路路面

48、温度、变温速率以及温度梯度的计算模式，为以及温度梯度的计算模式，为沙漠地区公路路面结构设计和沙漠地区公路路面结构设计和材料的选择提供了依据，并据材料的选择提供了依据，并据此提出了沙漠地区的路面典型此提出了沙漠地区的路面典型结构类型。结构类型。路面温度场测试分析路面温度场测试分析 在内蒙G207线，采用自动温度仪，进行了路面现场温 度测试，通过分析，确定出工作环境温度指标；建立了路 面最高、最低温度、最大变温速率以及最大温度梯度的理 论预估公式；提出了温度场数学模型和计算方法，为沙漠 公路路面结构设计和材料选择提供了理论支持。 300764. 0000574. 0069141. 0daQTgra

49、d295152. 0000269. 0067851. 0daQTgrad路表最大温度梯度理论预估公式可表示成：路表最大温度梯度理论预估公式可表示成：冬季：冬季：夏季：夏季：沙漠公路路面温度沙漠公路路面温度夏季典型路面结构温度日变化曲线 冬季典型路面结构温度随深度变化曲线 路表温度随风速变化曲线 路表和基层顶日温差与面层厚度的关系 典型气候条件下夏季路面结构温度梯度日变化曲线 不同日温差条件下温度梯度随深度变化曲线 不同太阳辐射量条件下温度梯度随深度变化曲线风速对路面温度梯度影响曲线 面层材料导热系数对温度梯度的影响曲线 路面结构的温度场变化曲线路面结构的温度场变化曲线 沙漠公路路面温度沙漠公路

50、路面温度7 7、主要成果和创新点、主要成果和创新点基于沙漠地区的公路自然区划、公路路线设基于沙漠地区的公路自然区划、公路路线设计技术、路基路面设计施工及控制技术、路计技术、路基路面设计施工及控制技术、路基综合防护技术和养护技术的研究成果，通基综合防护技术和养护技术的研究成果，通过系统集成，提出了沙漠地区公路建设成套过系统集成，提出了沙漠地区公路建设成套技术，解决了我国各种类型沙漠地区、不同技术，解决了我国各种类型沙漠地区、不同等级公路的建设和养护技术问题。等级公路的建设和养护技术问题。2.3 高速公路拓宽改造工程路基拼接技术新路最终还新路最终还会变为旧路会变为旧路旧路不能满旧路不能满足交通需求

51、足交通需求主要内容231潼西高速公路改扩建工程路床路面拼接施工80/85cm 路床85cm 路面厚度1路床拼接第一步:旧路土路肩外边缘开挖80/85cm 路床85cm 路面厚度42CM1:0.1路床底42CM1:0.1路床底土质路基：检测含水量W20% 沉管水泥碎石桩或干拌水泥碎石桩，桩长4m4060cm第一步:旧路土路肩外边缘开挖含水量检测：1点/单侧100m（2点/单侧100m ）桩顶虚打厚度根据现场情况确定，土质较差换填厚度超过60cm路段需要单独确定。42CM1:0.1路床底土质路基：检测含水量W20% 沉管水泥碎石桩或干拌水泥碎石桩，桩长4mW20% 灰土挤密桩，桩长4m第一步:旧路

52、土路肩外边缘开挖含水量检测：1点/单侧100m（2点/单侧100m ）桩顶20cm根据现场情况确定是否需要换填处理80/85cm 路床85cm 路面厚度第二步:旧路硬路肩铣刨开挖第二车道 第三车道270cm40CM30CM21+80/85CM21CM沥青料分层铣刨分层堆放高程=计算设计标高-43cm底层底基层铣刨料1:0.1第二步:旧路硬路肩铣刨开挖270cm40CM20CM土质路基：检测含水量和弯沉L150或w20%,外侧换填4060cm铣刨料，内侧换填20cm铣刨料或8%灰土 再填筑80cm路床L150, 晾晒整平碾压后直接填筑路床150为暂定值，具体数值根据试验路段成果确定。 弯沉检测：

53、2点/单幅100m（5点/单幅100m ）双向钢塑土工格栅路床顶240CM试验路段路床中部检测弯沉第一步:旧路土路肩外边缘开挖40cm 路床上部85cm 路面厚度路床底以上40cm42CM1:0.142CM1:0.1砂砾路基：暂不检测，直接施工沉管碎石桩40CM第一步:旧路土路肩外边缘开挖路床底以上40cm桩顶20cm根据现场情况确定是否需要换填处理85cm 路面厚度第二步:旧路硬路肩铣刨开挖250cm沥青料分层铣刨分层堆放高程=计算设计标高-43cm30CM21CM21+40CM1:0.1底层底基层铣刨料第一层台阶铣刨时，因铣刨机挡料板及铣刨深度限制，铣刨时无法满足垂直铣刨要求60cm80/

54、85cm 路床85cm 路面厚度第二步:旧路硬路肩铣刨开挖250cm40CM高程=计算设计标高-43cm30CM21CM21+40CM砂砾路基：整平碾压后检测弯沉L130换填20cm铣刨料铺土工格栅再填筑40cm路床L130 振动压实后直接填筑40cm路床130为暂定值，具体数值根据试验路段成果确定。 弯沉检测：2点/单幅100m（5点/单幅100m ）双向钢塑土工格栅40+20CM40CM1路床顶第一车道 第二车道270cm基层拼接路床顶第一车道 第二车道270cm第二车道 第三车道321cm 水稳碎石高程=计算设计高程-22cm路床顶基层拼接之前，路床顶应按相关规范及设计要求验收合格，并根

55、据硬路肩检测结果合理确定硬路肩路面铣刨方案。本幻灯只演示旧路硬路肩检测结果均满足要求的情况。220cm1路床顶第一车道 第二车道面层拼接285cm第二车道 第三车道321cm 水稳碎石220cm高程=计算设计高程-22cm321cm 水稳碎石第二车道 第三车道220cm230cm12cm ATB-306cm AC-20高程=计算设计高程-4cm1隔离墩的设置40+15cm路床拼接270cm1隔离墩的设置第一车道第二车道硬路肩土路肩施工单元85cm330cm295cm限速60km/h，施工路段禁止超车。隔离墩设置应符合管理处有关文件要求。 1隔离墩的设置路面拼接第一车道 第二车道60+60+15

56、cm路床顶230cm20cm190cm1隔离墩的设置第一车道第二车道硬路肩土路肩施工单元185cm565cm限速40km/h，施工路段禁止超车。隔离墩设置应符合管理处有关文件要求。 21.路床底标高路床底标高=推算路面设计标高-拼接部分路面厚度-路床厚度推算路面标高2. 路床底弯沉检测测试弯沉 FWD（落锤式弯沉仪）或贝克曼梁弯沉检测 弯沉评价单元长度宜根据弯沉检测结果灵活选取，不宜统一采用1Km为一评价单元。建议评价单元采用200300m。 3.土工格栅铺设：1.土工格栅搭接长度应满足设计要求，以重叠二个网格净距为搭接长度。 2.土工格栅应铺设平整，并用U型钉按设计要求固定。4.路床开挖旧路

57、路床为灰土：旧路路床为砂砾：1015cm40cm40cm3旧路面铣刨铣刨作业应注意的问题：1.可能发生啃边的地段，可预留宽度5cm，拼接前冷接缝处理。2.切边线性顺直，不出现明显的啃边现象。3.铣刨面平整，高低差8mm。4.铣刨深度误差1.0cm。5.老路利用的结构层拉毛，不得留有夹心层，如有应二次铣刨。6.沥青层、水泥稳定碎石按拼接台阶要求分层铣刨，不同材料不能混铣混装，运到再生加工场也必须分类堆放。7.铣刨机在施工段加水，不得泄露，防止水渗入保留的路面结构层中，影响路面的长期使用质量。底基层施工：1.底基层平整度控制：外侧走钢丝，控制纵向顶面高程，横向用横坡仪控制；内侧以铣刨的基层底面台阶

58、为基准，用长度不小于1.0m的雪橇控制标高。2.底基层拌合、运输、摊铺、碾压、养生等施工要求同水泥稳定碎石基层。3.底基层质量验收标准应满足相关规范及设计要求。底基层、基层拼接1. 基层平整度控制：外侧走钢丝，控制纵向顶面高程，横向用横坡仪控制；内侧以铣刨的基层底面台阶为基准，用长度不小于1.0m的雪橇控制标高。2. 基层拌合、运输、摊铺、碾压、养生等施工要求应满足相关施工规范及设计要求。3. 基层质量验收标准应满足相关规范及设计要求。4.两层铺筑的时间间隔：下基层的养生时间根据施工温度和工程进度来确定。如果两层基层连续施工，则应保证施工车辆不会对基层形成破坏，否则将形成薄弱夹层。基层施工：拼

59、接缝加固：施工工艺：1.清扫基层：对拼接缝两侧各1.25m范围进行清扫、吹尘和清洗。2.灌缝：a、用森林灭火器吹除拼接缝内灰尘。b、对小于等于5mm的拼接缝灌乳化沥青。c、对大于5mm的拼接缝灌热沥青。3.喷洒透层油：在拼接缝两侧各1.0m范围内，按0.5Kg/m2沥青用量喷洒透层乳化沥青。4.布设玻纤格栅（如有）：在拼接缝两侧各1.0m范围内铺设；玻纤格栅必须与基层粘牢。5.洒布粘层油：在拼接缝两侧各1.0m范围内按0.30.5Kg/m2沥青用量洒布乳化沥青，待乳化沥青破乳后洒布石屑，覆盖玻纤格栅。基层、底基层纵向拼接施工技术要求：1.缝面无杂物、无尘土，线形顺畅、整齐，无污染。2.接缝垂直

60、立面喷涂粘合剂：采用1：31：4水泥净浆喷涂均匀，不露白，不流淌。3.水泥净浆粘合剂喷涂后要紧跟进行摊铺，防止水泥净浆初凝失去粘结作用。4.碾压前必须对接缝位置混合料不饱满处先补料，碾压时先距接缝2030cm将新铺料压实，然后紧靠缝面碾压。5.加强接缝处的保湿养生，以提高接缝的整体强度。6.接缝面因标高控制不严、薄弱夹层的清除、局部沉降等原因造成接缝处产生台阶的，应清除台阶。基层、底基层横向拼接施工技术要求：1.斜面接缝：水泥稳定碎石基层当天的工作缝，若第二天拼接的时间间隔不超过12小时，可留斜面接缝。接缝面坡度1：3。2.垂直接缝：水泥稳定碎石基层工作缝不能在12小时内连续铺筑时，采用垂直接