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重点学科介绍

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学科主要研究方向与突破

日期:2013-06-21 15:37点击:次浏览数  

本学科一直注重开展公路建设的重大课题和关键技术研究,已形成了具有优势和特色的“特殊地区路基路面结构与性能”、“路面材料结构理论与改性技术”、“山区高速公路现代测设技术”、“公路灾害防治技术”、“高速公路建设与养护管理”等五个研究方向。

1)特殊地区路基路面结构与性能研究方向

路基路面是公路工程的主体部分,随着高等级公路的延伸,特殊地区(多年冻土、黄土、沙漠、软土、膨胀土、盐渍土等)的公路建设技术问题日益突出,严重制约了特殊地区公路交通发展。本学科该研究方向多年来立足我国特殊地区实际,紧紧抓住关键技术问题,站在国内外本领域前沿开展深入研究,主要创新如下:

①多年冻土地区公路修筑技术

依托国家自然科学基金项目“多年冻土地区路基病害机理及防治对策研究”和国家西部交通建设科技项目“水、热、力耦合效应与路面温度场变化规律的研究”、 “多年冻土地区路面设施与施工技术研究”、“多年冻土地区路面基层修筑技术研究”以及西藏科委项目“青藏公路纵向裂缝成因及处治对策研究”等对多年冻土地区公路修筑技术进行了系统研究。首次提出了多年冻土地区路基纵向裂缝的柔性枕梁处治技术,给出了多年冻土地区路基合理高度,推荐了隔热板路基、通风管路基和块石路基的结构型式;提出了多年冻土地区沥青路面结构融沉附加应力理论计算公式,推荐了满足多年冻土地区特殊使用要求的沥青路面结构以及多年冻土地区沥青路面施工技术。研究成果总体达到国际先进水平,其中“高原多年冻土地区路基路面典型结构研究”、“高原多年冻土地区公路修筑技术研究”获得省级科技进步二等奖,“西藏干线公路修筑技术研究”获得中国公路学会科学技术二等奖。

②沙漠地区路基路面修筑技术

依托国家西部交通建设科技项目“沙漠路基边坡设计与稳定性研究”、“沙漠地区风积沙路用性能研究”、“沙漠地区公路路面结构设计、施工及材料研究”、“新疆甘肃公路自然区划及环境参数的研究”、“沙漠地区公路选线及线形参数研究”等项目对沙漠地区路基路面修筑技术进行了系统研究。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。通过沙漠地区公路防沙技术的研究,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。通过沙漠公路景观环境和效益的研究,首次提出了防沙体系的可调控技术,开发了沙埂沙障等新型工程固沙技术。研究成果达到国际领先水平,部分研究成果已编入交通部《沙漠地区公路设计与施工技术指南》,其中“新疆公路自然区划及环境参数的研究”获得中国公路学会科学技术二等奖。

③黄土地区路基修筑技术

依托国家自然科学基金项目“黄土湿陷的大变形理论描述及数值仿真分析”、 “大变形固结理论及其有限元法”和国家西部交通建设科技项目“黄土的物理特性研究”、“黄土浸水特性研究”、“黄土地层公路工程地质类型及地基承载力评价技术研究”、“湿陷性黄土地区路基路面病害处治技术研究”、“黄土地地区公路高边坡防护技术研究”等对于黄土地区路基修筑技术开展了系统研究。在国内首次开展了大规模的原位黄土浸水试验,实现了含水量原位无损连续快速测量。自行研制了室内振动压实成型设备,实现了对传统击实试验方法的突破创新。基于黄土地区特殊路基合理断面形式的研究,首次对甘肃省黄土地区进行了“工程地层法”分类;用“工程地质比拟方法”推荐了甘肃省黄土地区深路堑、高路堤、坝式路堤的合理横断面型式;提出了黄土地区地基承载力分区,并给出了各区地基承载力与主要物理指标之间的非线性回归关系式和承载力表;建立了符合公路工程特点的地基承载力计算公式。研究成果总体达到国际领先水平,其中“土家湾隧道软黄土段底基加固技术试验研究”获得甘肃省科技进步二等奖,“黄土的浸水特性研究”和“黄土地层公路工程地质类型及地基承载力评价技术研究”获得中国公路学会科学技术二等奖。

2)路面材料结构理论与改性技术研究方向

依托国家自然科学基金项目“半刚性路面材料动态性能参数研究”、“半柔性路面路用混合料性能及其设计方法研究”、“基于胶浆理论的沥青混合料设计体系研究”和国家西部交通建设科技项目“道路水泥混凝土组成设计研究”、“沥青路面加铺层设计和施工技术研究”、“公路半刚性基层损坏机理及结构适应性研究”、“桥面铺装材料与技术研究”等对于路面材料结构理论与改性技术开展了深入研究。重点开展加固土、沥青与沥青混合料、桥面防水材料、改性沥青及其混合料等材料的组成结构、成型工艺以及性能特征等基础理论和应用技术研究,以及进行沥青改性剂、抗剥落剂、乳化剂等的开发和应用研究。研究成果总体达到国际先进水平,其中“跨越构造物路面结构设计与施工技术研究”、“水泥混凝土路面改造技术”、“京珠高速公路粤境北段工程建设成套技术”获得省级科技进步一等奖,“半刚性路面材料-水泥乳化沥青混凝土研究”、“新型路面材料乳化沥青水泥混凝土研究”、“重载交通水泥混凝土路面材料与结构研究”、“旧水泥混凝土路面补强设计与破碎板利用研究”、“贫水泥混凝土基层路面研究”、“高性能沥青混合料与多指标沥青路面设计方法研究”和“豫东地区沥青路面结构与材料研究”7项课题获得省级科技进步二等奖,“商丘至开封高速公路低液限粉土路基填筑技术研究”获得中国公路学会科学技术二等奖,“西宁机场跑道不停航罩面工程改性沥青施工应用与研究”获得中国民用航空局科技进步二等奖。

3)山区高速公路现代测设技术研究方向

针对国家公路交通建设需求目标以及国际公路测设技术发展前沿,依托国家西部交通建设科技项目“高速公路关键技术指标研究”、“中国公路自然区划体系框架研究”、“沙漠地区公路选线及线形参数研究”以及交通部重点资助项目“集成化公路CAD系统研究与开发”和多项省部级课题,对山区和特殊地区的高速公路线形设计理论与技术等方面进行了深入的研究。重点开展了山区高速公路设计理念、主要技术指标、几何线形设计理论和测设新技术等方面的研究,提出了“以功能为主线、以安全为核心、以人为本、灵活运用技术标准、协调安全、经济、美观等方面的关系,确保公路建设可持续发展”的理念,开发和建立了以GIS和集成化CAD系统为技术支撑的公路设计平台。研究成果总体达到国际先进水平。目前正在开展山区高速公路安全保障、生态环境保护的设计理论与方法等研究。

4)公路灾害防治工程研究方向

依托国家自然科学基金项目“硫酸盐渍土地区路基水、盐、热、力四场耦合机理与盐胀病害防治对策研究”和国家西部交通建设科技项目“路桥过渡段路基修筑技术研究”、“山区公路防排水评定方法与抗水灾评估指标研究”、“六盘山地区不良工程地质所引发的病害防治技术研究”、“思茅至小勐养高速公路建设环境保护与工程对策研究”、“山岭重丘区岩体崩塌碎落和浅层滑坡病害研究”等着重开展了山区公路水毁机理与防治技术、公路地质灾害防治技术、山区公路高边坡生态防护技术、公路建设环境变化措施及水土保持技术、公路灾害管理及预测预警技术等方面的研究,部分研究成果写入了相关行业规范中,在公路勘察、设计、施工及养护管理工作中得到了运用。研究成果达到国际领先水平,其中“黄土地区台后跳车的处理对策及防治”获得甘肃省科技进步二等奖,“铜黄公路滑坡分析与综合治理研究”获得中国公路学会科学技术二等奖。

5)高速公路建设与养护管理研究方向

依托国家西部交通建设科技项目“大粒径碎石路基施工控制研究”、交通部“中国高速公路产业化问题研究”和河南省交通厅科技项目“高速公路沥青路面养护维修新技术”等对于高速公路的建设与养护管理展开了研究。完成了交通部公路工程施工监理计算机辅助管理系统、河南省交通厅公路工程质量检验评定计算机辅助系统及内蒙世行贷款公路项目招投标计算机辅助系统。先后进行了Pajero 2.6 GL Station wagon High-Roof 4WD激光平整度测试车应用开发研究、Saab 9000 CS摩擦系数测试车应用开发研究、8000FWD落锤式弯沉仪测试车应用开发研究。目前正在进行高速公路路基施工工序控制检测与整体质量控制研究、公路路面质量检测控制系统研究。研究成果达到国际先进水平,其中“填石路基压路机”获得陕西省专利一等奖,“陕西省高速公路沥青路面养护维修技术研究”、“河南省高等级公路路面长期性能研究”获得省级科技进步二等奖。

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