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穿越高速 看交科力量

2021-06-25 11:32:53 来源:中国交通新闻网 作者:记者 薛彩云 特约记者 王东 特约通讯员 刘宝双

沿着高速看中国,高速通,无远近。这样的便捷从1988年中国大陆首条高速公路通车起,就给中华大地带来日新月异的变化。截至2020年年底,我国高速公路总里程已超16万公里,稳居世界第一位。

近期,中宣部会同交通运输部、文化和旅游部等部门,组织开展“沿着高速看中国”主题宣传活动,各媒体记者沿着高速公路一路走、一路看,记录了百年大党的光辉历程和丰功伟绩,展现了党和国家事业取得的辉煌成就。

沿着高速公路看发展、看变化、看成就,无疑是观察中国的一个绝佳窗口。总结高速公路发展经验,研发高速公路关键技术,探索高速公路未来前景,是交通运输部科学研究院(简称交科院)不懈的追求。

诗与远方的“高速”之旅,就是一股浓缩的交科力量。近年来,交科院围绕我国高速公路发展的现状、特点,开展多项软科学研究,聚焦高速公路安全环保领域,奉献一流科研成果,投身科技创新应用研究,促进相关技术和标准的推广,助力高速公路高质量发展。

钻研高速发展 跑出未来模样

东西交会、南北贯通,16万公里的高速公路,在中华大地织就细密的经纬线。

30多年间,高速公路为我国经济社会带来重大变革,为服务国家重大战略作出重大贡献。跟随发展的车轮前进,重温、回顾,具有更加深刻的意义。

《中国高速公路建设30年影响评价研究》课题评审会。

交科院综合运输研究中心承担的《中国高速公路系统发展三十年回顾》项目,从高速公路的规划、管理体制、项目前期、投融资、运营和养护等方面入手,系统提炼了高速公路建设过程中各环节的责任主体、考虑因素、决策流程、实施效果等,总结高速公路发展的成绩和经验,为世界公路建设提供了一套弥足珍贵的中国方案。

沿着高速公路穿越山河,作为服务窗口的高速公路服务区,已成为出行者休憩的港湾。

京台高速公路丰乐服务区,是安徽省首个5G信号全覆盖服务区;南昌西外环高速公路雷公坳文化体育产业园,是江西省打造的首个高速公路服务区文化体育产业园综合体;崇水高速公路花山服务区,设有广西第一个集木屋小别墅、集装箱营房、气泡星光房营、露营平台等设施于一体的高速公路服务区汽车旅游营地……这些“网红”服务区,吸引大批游客前来打卡。30多年间,高速公路服务功能从最初的满足如厕、餐饮、便利店购物、停车、加油等基本功能,发展到目前的特色餐饮、规模超市、休闲娱乐、信息服务等多层次服务,取得了瞩目的成绩。

为获知出行者的使用感受,进一步提升服务水平,交科院组织课题组,以辽宁、江苏、河南、陕西、内蒙古五个省份为样本,对东、中、西部地区进行了调研,并发布《提升高速公路服务区服务质量服务水平研究工作报告》。该研究成果从打造“互联网+高速公路服务区小型商业综合体”,制定服务质量标准和完善监管体系,强化高速公路服务区分级管理,做实高速公路服务区品牌建设,开辟高速公路服务区员工上升通道等方面,提出了提升高速公路服务区服务质量的相关建议。同时,研究成果有力支持了《交通运输部关于进一步提升高速公路服务区服务质量的意见》的出台。

四通八达的高速公路钻进大山、深谷,蔓入荒野、丛林,不断向远方延展,改变着人们的观念和生活,联通心底的渴望和身边的幸福。面向未来,交科院承担交通运输部战略规划政策项目《中国高速公路建设30年影响评价研究》,在传统高速公路技术定义的基础上,丰富和拓展高速公路的外延,明确了高速公路经济性、社会性、政治性、军事性、国际性等基本属性,研究提出了未来中国高速公路发展思路和相关对策建议,结合影响评价分析、国家宏观战略、国外发展经验,分析中国高速公路发展趋势,明确发展方向和重点,提出具体的措施建议。

目前,我国已经建成了全球最大的高速公路网络,覆盖99%的城区超过20万人的城市和地级行政中心。作为交通运输行业科研“国家队”,交科院将继续奉献一流科研成果、倾力支撑交通发展,助力高速公路网络跑出中国发展加速度,跑出中国高速网络的未来模样。

一切为科研 科研为交通

眼前是美景,脚下是沥青。高速公路上车辆行驶速度快,对路面平整度有较高要求。然而,在夏季烈日曝晒或北方冬季低温下,路面容易出现老化、裂缝等问题,车辙更是现代高等级沥青路面最常见的病害。

交科院进一步加大研发投入,潜心科研攻关,依靠技术创新提升路面耐久性,各项科研工作结出了累累硕果。

常温改性沥青及沥青混合料技术是交科院自主研发的新型技术,相比热拌沥青混合料,该技术可降低沥青路面施工温度100摄氏度左右,并能在极寒环境温度条件下施工,具有延长施工期、可低温施工及快速开放交通、适应远运拌和站、节能减排等优点。目前已在北京、云南、贵州、四川、重庆、内蒙古、新疆、西藏、宁夏等多个省份进行推广应用,效果显著。

技术从研发伊始到开花结果,经历了漫长的周期。交科院工程技术与材料研究中心的研究团队为了克服环境温度对施工的影响,历时1年时间,先后采用了8种不同配方的改性剂,在室内上千组的实验结果中反复调试,研发了第一代常温改性剂。团队成员满怀信心开展了试验,但是现实往往是残酷的,在气温接近零摄氏度的实验条件下,第一代常温改性剂铺筑的试验路段并没有达到预期效果,实验宣告失败。

失败并没有让团队成员气馁,反而激发了斗志。

“我们啃的就是硬骨头。”这是每个团队成员常挂在嘴边的一句话。团队负责人李亚非带领团队成员总结实验路段失败经验,组织召开专家研讨会,制定“靶向”实验,积极开展研发工作,经过反复试验,潜心攻坚克难,第二代常温改性剂最终达到了预期,并在西藏等高寒地区落地生根,开花结果。

交科院还组织团队自主研发了岩沥青改性沥青、沥青精表处技术等,解决了高寒高海拔地区冬季沥青路面施工、低造价沥青路面铺筑、沥青路面表层性能修复等问题。一切为科研,科研为交通。目前,相关研究发布了团体标准2项,地方标准4项。交科院团队成员还多次前往拉萨、那曲、阿里、色达等藏区开展实地调研、现场指导,通过先期研究与后期实验路段验证,这几项技术得到大面积推广应用,服务总里程超过5000公里。

攻坚技术难关 守牢安全底线

暴雨、团雾、积雪、结冰、寒潮……出行遭遇恶劣天气,是很多人的困扰,也是高速公路安全的一大隐患。攻坚抗凝冰,平安常相伴。交科院以凝冰、团雾等自然灾害观测、监测为工作方向,提高高速公路技术含量,为高速公路自然灾害防治科学研究提供支撑。

2008年1月中旬至2月初,我国南方广大地区遭遇50年一遇大范围持续性低温雨雪冰冻天气。在这一复合性突发灾害面前,我国的公路基础设施严重受损,人民群众基本生活保障受到了很大的影响。

云南麻昭高速公路应用抗凝冰路面的对比图。

从那时起,交科院便组织团队开启了冬季安全应急保障技术研发的征程。为了调研我国冬季冰雪形成机理,南至福建武夷山,北抵内蒙古乌兰浩特,东到山东莱芜,西进新疆乌鲁木齐,他们跑遍了祖国的大江南北。通过对路面凝冰机理及凝冰形成环境条件的试验分析,创新性地提出我国高速公路路面凝冰的环境条件标准。依据车速、路线特点等因素,建立了路面凝冰危险等级标准,通过对海量因子进行研究分析,对关键凝冰因子进行采集,建立了我国高速公路早期凝冰、团雾等气象预警系统管理平台。在此基础上,针对重大路面气象灾害,提出了高危路段凝冰、团雾等自动化处置技术实施方案。

在京藏高速公路福生庄隧道西侧及附近事故多发地,交科院研发的道路凝冰预警及自动化处置系统,通过埋置于路面内的智能感应终端以及气象信息采集系统实时采集路面信息,数字通信、自动控制等物联网技术实时对采集来的交通气象信息及路面凝冰信息进行分析,自动发出指令,控制喷洒系统,对路面进行智能喷洒液体融雪剂,最大程度地降低冰雪灾害对道路交通安全的影响,避免重大交通事故发生,有效保障道路的安全畅通。

在河南省息县经常出现道路积雪结冰造成交通阻断的230国道,交科院发挥专业优势,参与豫南地区公路凝冰预警及抗凝冰成套处置技术研究。在传统融雪防冰路面的基础上,将预防性养护技术与防冰技术相结合,对“路面冰雪—抗滑性能—交通安全—路网条件”相关性进行研究,形成高可靠性道路冰雪路网级预警系统管理平台。

在延崇高速公路海拔较高、冬季气候寒冷的金家庄特长螺旋隧道内,交科院公路工程科技(北京)有限公司(简称交科院工程科技公司)成功应用抗凝冰沥青改性剂,很好地解决了路面冰雪问题,将为周边群众出行和冬奥会顺利召开提供重要的安全保障。

2020年,交科院工程科技公司联合贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司等单位申报的“山区公路自然灾害防治野外科学观测研究基地”获交通运输部认定。“一种基于雨量计的高速公路预警系统”“基于路域气象站的高速公路限速信息获取方法及系统”获国家专利。安全发展是永恒的主题。交科院将利用物联网、云计算等技术,提高高速公路的信息化水平,降低事故发生率,守护百姓出行安全。

建设绿色高速 徜徉诗画山水

车行路上,如游画中。一路风景变换,“绿色”是不变的底色。

“绿水青山就是金山银山”“要把路修进去,不要把破坏带进去”是交科院环保人奉行的宗旨。他们提出绿色景观公路建设新理念、新方法,打造了吉林省高速公路新坐标——吉延高速公路;通过研究和全过程咨询,有力支持广东省首条生态环保高速公路——渝湛高速公路建设;青海首条绿色循环低碳公路——花久高速公路的建设,形成高原、高寒地区绿色循环低碳公路建设系列标准和规范……在日常研究工作中,交科院以资源承载力为尺,因地制宜,保护水土,敬畏生命,让生态理念更接地气,助推公路与自然和谐共生。

夏初,驱车在鹤大高速公路之上穿行,目之所及,绿意弥漫,令人心旷神怡。作为鹤大高速公路的技术支持单位之一,交科院从科学研究、技术研发、专项设计、现场咨询等角度入手,多方位、全过程助力绿色公路建设。研发公路路基清表分步施工法、路域原生植物分级保护技术、湿地路基填筑技术、多介质生物滤池耦合潮汐流人工湿地技术……一项项科技创新,有效保护了鹤大高速公路沿线植物资源和表土资源。据统计,鹤大高速公路(吉林境)共收集表土约230万立方米,全部用于后期绿化恢复;保护原生态环境约9万平方米,保留乔木约7.6万余株。

团队成员在共玉高速公路考察。

沿着青藏高原高寒区共玉高速公路、青藏高速公路一路向西,途中经过巍峨的雪山山脉、宝贵的三江源保护区,每一次旅途,更懂天地魅力。

对青藏高原多年冻土地区修筑公路的研究,凝聚着交科院几代人的心血。1999年,时任交科院环保室主任陈济丁就开始在青藏高原考察研究。2008年,由他负责的“多年冻土地区公路生态环境保护与评价技术”,支撑了“多年冻土青藏公路建设和养护技术”研究,获国家科技进步一等奖。此外,在该区域的系列研究还获得中国公路学会特等奖2项、一等奖1项、二等奖1项,初步解决了占我国领土面积22%的冻土地区公路生态环境保护问题。

保护好青藏高原生态就是对中华民族生存和发展的最大贡献。在交科院环境保护与水土保持研究中心科研团队的艰苦努力与反复实践下,科学地提出了植被可恢复性分区分级、高寒草甸草皮与表土协同保护、高寒草原种子库保护等草原保护技术,同时研发了草皮格框植被恢复技术、土工格栅与生态袋结合的柔性防护技术,初步解决了青藏高原植被保护与恢复技术难题。

鹤大高速公路架构起山水旅游大通道。本网资料片

随着一条条高速公路的不断延伸,中国发展之路必将更加畅通。交科院院长石宝林表示,未来将继续发挥交通运输行业科研“国家队”的支撑和引领作用,结合国家战略和行业发展要求,以理念提升、创新引领、示范带动、制度完善为抓手,不断推动公路建设发展转型升级,护卫祖国美丽山川的壮美景观,满足人民群众日益增长的出行服务需求和对美好生活的向往,为加快建设交通强国贡献更大的力量。

图片除署名外由 交科院 提供

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