科技引领未来 创新推动发展——中交第一公路勘察设计研究院有限公司自主科技创新侧记

中交第一公路勘察设计研究院有限公司（以下简称“中交一公院”）始建于1952年，前身为原交通部第一公路勘察设计院，现归属中国交通建设股份有限公司，是国家大型工程勘察设计咨询与科研骨干企业，也是交通系统最早获得“中国勘察设计单位综合实力百强”称号的企业，现已成为拥有丰富土木工程经验的国际化工程咨询公司。技术创新和科技进步是企业可持续发展的动力和源泉，

导水隧洞在公路弃土场治理工程中的应用研究

公路工程建设中,一些公路附属设施弃土场多数置于公路沿线沟谷内,部分弃土场因建设周期快,未设置完善的排水系统甚至排水措施缺失,在长时间强降雨工况下导致弃土场上游积水,直接影响着弃土场安全稳定,存在较大的安全隐患,同时威胁弃土场下游居民或线路安全。本文以陕西某国道过境公路改建工程项目弃土场排水综合治理工程为例,采用导水隧洞进行弃土场上游沟道排水方案,成功解决了既有弃土场排水不畅的工程问题,取得了良好的排水效果。本文就导水隧洞设计要点和水文计算相关问题进行论述,希望对类似的工程问题处理提供参考。

基于Bayes-LSTM的公路隧道围岩变形预测方法研究

在公路隧道施工过程中,围岩的稳定性对隧道施工的影响较大。因此公路隧道围岩变形的监控量测与准确预测是保障隧道施工安全的关键。针对当前隧道围岩变形的预测精度较低以及泛化能力较差等问题,该文提出一种基于贝叶斯(Bayes)优化长短期记忆网络(LSTM)的方法,该方法首先对拱顶沉降和周边收敛的原始监测数据进行预处理,而后构建公路隧道拱顶沉降与周边收敛的初始LSTM模型,并利用Bayes优化模型中的超参数,最终得出预测结果。利用该模型对某公路隧道拱顶沉降和周边收敛进行预测,将预测结果以均方根误差为评价指标与神经网络(CNN)和支持向量回归(SVR)进行对比。预测拱顶沉降时,Bayes-LSTM模型的平均预测精度相较于CNN与SVR模型分别提高了1.0与1.26;预测周边收敛时,Bayes-LSTM模型平均精度相较于CNN与SVR分别提高了0.3与0.32。表明Bayes-LSTM模型的预测精度较高,同时其能在训练模型过程中对历史信息进行判断和取舍,极大地提高了时序数据处理的效率,为公路隧道围岩变形预测提供了新的思路和探索。

基于熵值法和信息量模型的公路路域地质灾害敏感性研究

为探讨浙江省高速公路路域范围内地质灾害分布规律,应用熵值理论和信息量法,基于地理信息系统技术平台,选取地面高程、降雨量、植被覆盖度等指标进行分析,并对高速路域进行敏感性评价。结果表明,浙江省高速公路路域灾害主要分布在西南部山区,并以滑坡为主;灾害面积比基本随地面高程、地表坡度、地表起伏度、降雨量、植被覆盖度的增加呈增长趋势,随与河流距离的增加呈减小趋势;对高速公路路域2 km内灾害敏感性进行分级后,极高敏感区、高敏感区、中敏感区、低敏感区、极低敏感区分别占比3.56%、31.09%、45.35%、19.72%、0.28%,路域高敏感区主要分布于浙江省西南部。

国道219温泉至霍尔果斯越岭段公路雪害选线研究

基于横穿西天山山脉的G219线温泉至霍尔果斯公路建设项目,通过沿线气象资料的收集分析,得到气温、降水、风速的时空分布情况;采用积雪环境信息遥感调查的方法,分析影响路线及路基设计的积雪类型、分布范围、厚度和成因,模拟分析雪崩堆积区的形态、面积、位置、堆积体特征、雪崩量、雪崩裂点位置,并对风吹雪灾害进行分级评估。根据雪害分布及发育情况,结合地形地质条件,对克孜勒隧道两处进口和两处出口方案进行组合比选,推荐采用路线绕避、抬高路基、设置挡雪墙、明洞、防雪棚洞等处置措施,在雪害整体可控、预留升级改造条件、造价合理的前提下,推荐采用K线方案。

综合物探技术在东北公路工程多年冻土勘察中的应用与研究

介绍了高密度电法和地质雷达在东北公路工程多年冻土探测中的应用,结果表明使用高密度电法和地质雷达相结合的综合物探方法对东北公路工程多年冻土的勘察是行之有效的,且效果显著。

中等收入群体崛起如何影响碳排放——消费视角下的研究

中国日益壮大的中等收入群体在释放巨大消费潜力的同时,也引发了碳排放增加、减排压力增大的担忧。将这种定性担忧转化为定量认识,有助于从容应对气候挑战,为决策者针对特定消费群体制定差异化的减排策略提供信息参考。该研究开发了基于家庭微观调查数据和机器学习算法的消费模式预测模型,结合投入产出模型拆分方法,实现将家庭消费选择异质性纳入环境影响评估宏观模拟的方法构建,以此为工具评估了新兴中等收入群体可能造成的碳排放影响,比较了扩大中等收入群体不同政策情景下的影响差异。结果发现:①若2018—2030年实现中等收入群体规模倍增(以2018年不变价计,年收入3.3万~8.0万元/人的全国人口比重增加24%),则达峰年新兴中等收入群体消费升级隐含的额外碳排放为2.7亿~3.6亿t,居民消费相关的减排工作量增加8%~11%。②新兴中等收入群体在仅收入提升情景下的消费碳排放显著低于原中等收入群体(人均碳排放相差0.2~0.3 t),二者之间的差距蕴含着这一群体在阶层跃迁过程中协同实现收入增长与碳排放控制的可塑空间。③与人力资本提升和完善社会保障情景相比,城镇化情景下扩大中等收入群体带来的碳排放影响更大,且扩大中等收入群体的不同政策组合对碳排放的边际影响不等同于单一政策独立作用所带来的影响之和,而是存在放大或对冲效应。这意味着,及时把握中等收入群体消费转型的可塑契机,在城镇化进程中通过健全城市基础设施配套等措施对该群体低碳生活开展针对性的引导,是协同实现共同富裕与碳中和目标的前瞻性举措。

黄土公路下伏采空区数值模拟与处置技术研究

为提高采空区治理能力,文章基于有限离散元分析模拟,研究公路下伏采空区地表移动变形规律。依托荣成至乌海高速公路具体工程项目,通过注浆处置模拟与实际工程实施,研究注浆范围、注浆参数对采空区稳定性的加固效果,提出了不同路基下伏采空区注浆处置的评价标准。结果表明:黄土地区填方路基下伏采空区的地表最大移动变形值与填方路基的高度线性相关。对于一般路基,宜取采空区治理后冒落带剪切波速为200 m/s作为注浆处置评价标准;对于高填方路基,宜采取剪切波速为250 m/s作为注浆处置评价标准。

BIM+GIS技术在高速公路监控系统中的应用

随着高速公路数字化的不断发展,BIM+GIS技术在高速公路监控中的应用已成为重要研究领域。本论文对BIM+GIS数字孪生技术的概念进行了阐述,介绍了BIM+GIS技术在现有高速公路管理中的应用实例,同时对高速公路监控系统提出了优化方向,以期为高速公路管理决策提供数据支持。

机荷高速公路立体复合改扩建工程水环境治理研究

为探究城市高度建成区高速公路水环境治理问题,本文以深圳市机荷高速公路立体复合改扩建工程为例,论述了城市高度建成区高速公路水环境治理的困境,结合机荷高速公路不同区段径流及污染特征,确定基于海绵设施的水环境治理思路,规划设计了基于海绵城市理念的城市高度建成区水环境治理方案,为城市高度建成区高速公路水环境治理提供借鉴。

高速公路市政化旧路改造利用技术研究

针对高速公路市政化改造问题,以原石家庄绕城高速公路新元高速石家庄北收费站至石家庄南收费站段(改造后命名为复兴大街)市政化改造项目为例,利用路面结构强度评价、沥青混合料试件劈裂强度试验、基层材料无侧限试验数据,有效分析了既有道路性能参数,并有针对性地提出了相应路面设计、病害处理方法、新老路面结构层横向拼接方案,有效实现了旧路的高效化、经济化、快速化利用,方案实施性、针对性较强,具有良好效果,可为同类项目设计、施工提供参考。

川藏公路G318线病害路段路线总体方案研究

川藏公路G318线提质改造工程中的田妥村至根要村段全长42.569km,受崩塌、滑坡、泥石流、岩堆、岩溶等地质灾害影响路线总长4.903km,占路线全长的11.52%,是阻碍拟建公路发挥通行能力的主要因素。初设阶段综合考虑病害特征、施工难度、风险、治理及管养费用、施工是否发生次生灾害等因素提出了相应路线方案。其中K3610+300-K3610+400段滑坡初设阶段采用480m雪囊隧道+1056m纳克邦隧道+1144m明线方案通过;K3617+400-K3617+580段滑坡初设阶段采用3座桥梁+高边坡方案通过。施工图阶段对上述2段初设方案进行优化,优化路线占路线总长的7.81%,其中雪囊隧道(480m)+纳克邦隧道(1056m)+1144m明线调整为2710m隧道方案;3桥+高边坡方案调整为438m隧道方案。优化后路线方案可实现安全、可靠、舒适、通畅的总体目标。

基于驾驶模拟的高速公路施工区视错觉减速标线有效性研究

选择合适的视错觉减速标线进行设置,以高速公路改扩建施工区的行驶环境变化作为设置参数的设计依据,使其发挥良好的效果从而主动降低行车速度,保障施工路段交通安全。本文以典型改扩建的高速公路为研究对象,利用驾驶模拟技术,施工区设计3种视错觉减速标线(鱼刺型减速标线、纵向减速标线、立体减速标线),基于驾驶模拟试验测试,采集分析驾驶行为数据、心生理数据(包括眼动特性和生理信号等数据),参照数据变化规律及指标特性建立高速公路施工区视错觉减速标线有效性评价指标体系,构建基于熵权法与变异系数法的综合赋权模糊评价模型,提出高速公路施工区视错觉减速标线有效性模糊综合评价方法,对3种视错觉减速标线场景进行比较分析和安全评价。结果表明,不同的视错觉减速标线形式对行驶过程的驾驶员减速效果有一定影响,纵向减速标线的方案计算分值最高,综合响应表现最好。高速公路施工区设置纵向减速标线,能有效降低行车速度和保障施工路段交通安全,可为高速公路改扩建施工区交通的精细化设计提供决策参考。

高速公路市政化改造中旧路废料的再生利用研究

随着城市化进程的推进,交通基础设施也开始了大规模的提升改造,随之而来产生了大量的固体废弃物。从生态环保和经济性角度来看,应提倡绿色化改造,全面提高资源利用效率。因此,现有设施和材料的回收利用得到越来越多的重视,对该方面的研究和应用更能体现项目的技术含量和行业引领度。以石家庄高速路市政化改造为例,测试不同掺量(40%、60%、80%)的RAP沥青混合料的路用性能参数,研究分析主要技术参数的变化规律,对比规范要求的技术指标的符合程度。当RAP掺量为80%时,混合料的水稳定性和低温性能已低于规范限制,在60%掺量下进行路用试验,其施工质量标准达到了全新沥青混合料路面有关规定要求。

达喀尔BRT中的智能交通系统

为切实解决非洲地区交通拥堵问题,提高市民的出行效率,非洲国家塞内加尔首都达喀尔采取快速公交(BRT)系统作为一种解决方案,并且结合智能交通系统的应用。通过分析一些重要的智能交通技术在达喀尔BRT中的应用,并从系统构成、系统功能、系统框图等方面进行深入研究。表明智能交通系统在改善达喀尔目前的交通状况、提升出行体验等方面都起到积极的作用。说明达喀尔BRT智能交通系统的应用可充分发挥智能技术在交通领域的优势,为解决交通拥堵和提高交通效率提供可行的解决方案。同时,其成功经验和成果对其他非洲地区改善交通状况和推动城市可持续发展具有重要的借鉴意义。

城镇化地区公路工程排水设计体系研究

为解决城镇化地区公路工程排水设计中遇到的造价普遍偏高且排水效果不理想难题,在前人研究基础上梳理归纳城镇化地区公路工程排水设计主要特点,根据不同路段城镇化水平、段落重要性定位、路侧设施远期规划使用周期、占地类型、河道沟渠距离等特点,制定城镇化地区公路工程排水设计思路及分区标准。依托西安市某城镇化一级公路工程,对该体系进行研究。首先根据各公路路段所在区域开发程度的不同确定不同的路基断面,对各断面进行对应的排水设计;然后,对主要排水设施设计进行分析。研究结果表明:城镇化地区公路在开发区、待开发区及未开发区进行的排水设计合理有效,既满足公路工程排水需求,又与城市远期规划相结合,能尽可能减少资源拆除浪费,兼顾公路与市政功能双重需求,解决传统城镇化地区公路排水设计难题。

沥青路面结构设计中不同结构层协调变形性能研究

通过对沥青路面各结构层材料合理组合,可使路面结构实现材料协调、结构耐用及良好的路用性能等。由于缺乏对结构层材料参数组合的合理评价指标,导致道路各结构层材料协调变形性差,荷载传递效率低,道路实际服役年限远低于设计服役年限。本文以力学参数及等效包络面积的灵敏度作为评价沥青路面结构层设计协调变形性的指标;开发了等效包络面积计算软件,可定量评价各层之间的协调关系,可视化各结构层的力学传递行为;基于等效包络面积指标,等效包络面积越大,材料利用效率越高,结构层的材料设计越协调;在路面设计中引入了结构形式比较和优化两个新步骤,提出了一种新的结构设计流程。本研究提出了一种各结构层材料设计协调性的全新评价指标,使沥青路面结构设计更为科学合理。

交通强国背景下区域公路网高质量发展规划研究

文章以交通强国背景下的区域公路网高质量发展为研究对象,通过分析交通强国建设背景和目标,提出对公路网高质量发展的新要求,并探讨未来公路网发展的趋势。在此基础上,阐述公路网高质量发展的内涵,并重点探讨路网结构优化、智慧公路、交旅融合、路衍经济、与其他交通运输方式的一体化融合及绿美公路等方面的建设内容和思路。最后以昭通市公路网高质量发展作为案例,分析其公路网实现高质量发展的主要建设内容。

基于Bentley平台的BIM技术在公路设计中的应用研究

基于Bentley平台的BIM技术在土木交通领域得到了广泛应用,有效提升了公路设计项目的效率和质量,实现了信息共享、一致性和精确性的目标。基于此,文章主要探讨了Bentley平台的BIM技术在公路设计领域的系统解决方案,并详细介绍其在公路设计工作流程中的具体应用,为未来公路设计方面的BIM技术提供借鉴,以突破传统的公路设计方法。

主动安全防控技术在国省干线公路中的应用

本文针对国省干线公路机非冲突严重、不良交通行为突出、交通安全管控难度大等问题,立足系统安全和风险管理理念,提出了国省干线公路“风险分级、分层施策”的安全智能化提升改造方法,构建了对应不同风险等级的“低、中、高”智能化技术体系;从交通安全主动预警、不良交通行为警示教育等角度,形成了智慧化技术方案,并在G310国道东海段开展了应用示范;实现了在保障干线公路基本功能的前提条件下提升整体交通安全水平,对于国省干线公路交通安全的改善具有一定的借鉴意义。