道路工程學(xué)科發(fā)展研究
一、引言
道路工程是國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著十分
重要的作用。改革開放 30 年以來，我國公路建設(shè)抓住歷史機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，至
2012 年年底，全國公路總里程達(dá) 423.75 萬公里。其中，高速公路達(dá) 9.62 萬公里，總里程
位居世界第一。至 2012 年年底，我國公路橋梁總數(shù)已達(dá)到 71.34 萬座。其中主跨 400 米、
600 米、800 米、1000 米以上的橋梁分別有 93 座、37 座、20 座、11 座。在建成的懸索橋、
斜拉橋、拱橋和梁橋 4 類橋型的世界跨徑前 10 位工程中，我國建造的橋梁又分別占有 5
座、6 座、5 座和 5 座，跨海長橋前 10 位占 6 位；至 2011 年年底，全國公路隧道總數(shù)已
到達(dá) 10022 座、總長 8052.7 公里。其中特長隧道 441 座、總長 1984.8 公里；長隧道 1944
座、總長 3304.4 公里。建成了具有國際水平的 18 公里長度秦嶺終南山特長隧道、約 8 公
里長度上海崇明長江特長隧道、4 公里長度廈門翔安海底特長隧道等。
近年來，道路工程學(xué)科應(yīng)用研究在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)得到了長足的發(fā)展，取得了多項(xiàng)令人矚
目的成就。2008—2012 年，獲得了國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng) 2 項(xiàng)，分別是“千米級(jí)斜拉橋
設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù)”和“秦嶺終南山公路隧道建設(shè)與運(yùn)營管理關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目。獲得了國
家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)與國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng) 3 項(xiàng)，以及多項(xiàng)中國公路學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特
等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)及二等獎(jiǎng)，充分證明了我國道路工程學(xué)科的發(fā)展態(tài)勢(shì)。
近年來，我國道路工程學(xué)科基礎(chǔ)研究也取得了很大進(jìn)步。全國交通運(yùn)輸行業(yè)建立了
32 座行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，取得了多項(xiàng)重要科研成果，培養(yǎng)了一批具備國際視野和水平的道
路工程領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)軍人才。
本報(bào)告在道路工程、公路橋梁工程、公路隧道工程、交通工程、公路勘察設(shè)計(jì)及計(jì)算
機(jī)應(yīng)用技術(shù)、道路運(yùn)輸與現(xiàn)代物流、養(yǎng)護(hù)技術(shù)、公路環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展、客車技術(shù)、筑路
機(jī)械等分學(xué)科報(bào)告的基礎(chǔ)上，從可持續(xù)發(fā)展、災(zāi)害控制與安全以及智能化 3 個(gè)角度出發(fā)，
歸納了近年來的創(chuàng)新研究成果，對(duì)比了國內(nèi)與國外的學(xué)科發(fā)展情況，并在此基礎(chǔ)上提出了
學(xué)科未來的發(fā)展趨勢(shì)與方向。
二、道路工程學(xué)科近年研究進(jìn)展
在歷經(jīng)了我國公路建設(shè)熱潮以及熱潮引發(fā)的反思之后，我國道路工程學(xué)科針對(duì)多方內(nèi)
容開展了深入研究與探索，近年來的研究進(jìn)展主要集中在可持續(xù)發(fā)展、災(zāi)害控制與安全以
及智能化 3 個(gè)大的方向，以下從這 3 個(gè)方向出發(fā)對(duì)道路工程學(xué)科近年的研究進(jìn)展進(jìn)行歸納
總結(jié)。
（一）可持續(xù)發(fā)展研究系統(tǒng)展開
可持續(xù)發(fā)展的概念于 20 世紀(jì) 80 年代首次提出，其要求發(fā)展過程既滿足當(dāng)前需要又
不削弱后代發(fā)展能力，使社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)、環(huán)境的發(fā)展目標(biāo)相協(xié)調(diào)�？沙掷m(xù)發(fā)展自提
出以來，在全世界各行業(yè)內(nèi)都得到了充分的推廣，其反映的發(fā)展理念得到了各國政府和
民眾的一致認(rèn)可，我國于 1994 年批準(zhǔn)了第一個(gè)國家級(jí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。經(jīng)過近 20 年的
發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展已成為了我國國家發(fā)展戰(zhàn)略的中心，國家發(fā)改委于 2012 年頒布了《中
華人民共和國可持續(xù)發(fā)展國家報(bào)告》，進(jìn)一步明確了我國深入推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的總體
思路。
我國道路工程學(xué)科近年來的發(fā)展過程中，面對(duì)當(dāng)前嚴(yán)峻的資源、生態(tài)和環(huán)境問題，堅(jiān)
持貫徹了可持續(xù)發(fā)展的理念，結(jié)合學(xué)科發(fā)展情況，在資源能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、環(huán)境污染整治、
生態(tài)環(huán)境改善、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及生產(chǎn)工藝優(yōu)化等多個(gè)方面開展了積極的研究，取得了一
定的研究成果，為我國道路工程學(xué)科可持續(xù)發(fā)展的推廣應(yīng)用做出了顯著的貢獻(xiàn)。
以下是道路工程學(xué)科近年來在可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域內(nèi)的主要研究成果。
1. 道路工程環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)理論
經(jīng)過多年的科研和實(shí)踐，逐步建立和充實(shí)了公路環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)理論，從環(huán)
境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，在公路網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，豐富和發(fā)展了公路
建設(shè)理念。將環(huán)保理念融入了公路網(wǎng)規(guī)劃以及公路工程設(shè)計(jì)過程，基于“安全、高效、舒
適、環(huán)�！钡闹笇�(dǎo)思想和基本原則，提出了靈活性設(shè)計(jì)、寬容性設(shè)計(jì)、關(guān)聯(lián)性設(shè)計(jì)等新理
念，促進(jìn)公路建設(shè)可持續(xù)發(fā)展［1，2］。
基于管理學(xué)、社會(huì)學(xué)和建筑學(xué)的基本理論，結(jié)合公路環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的學(xué)科特點(diǎn)，
研究提出了和諧可靠度、全程環(huán)境管理等應(yīng)用基礎(chǔ)理論。從公路項(xiàng)目的立項(xiàng)階段開始，到
建設(shè)期、運(yùn)營期的全過程，依據(jù)國家的環(huán)境政策、環(huán)境法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，按照公路建設(shè)
與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的原則，堅(jiān)持宏觀綜合決策與微觀管理監(jiān)督相結(jié)合的要求，運(yùn)用各種
管理手段，調(diào)控公路建設(shè)決策、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營管理中各種行為，限制損害環(huán)境質(zhì)量的
活動(dòng)，保障公路建設(shè)與運(yùn)營，并維護(hù)沿線區(qū)域正常的環(huán)境質(zhì)量和環(huán)境安全，實(shí)現(xiàn)公路建設(shè)
可持續(xù)發(fā)展的行為總體。另外還在研究基礎(chǔ)上提出了人-道路-環(huán)境系統(tǒng)和諧可靠度理論，
建立了山區(qū)等級(jí)公路運(yùn)營期人 - 路 - 環(huán)境多因素非線性耦合系統(tǒng)安全和諧可靠度理論，以
指導(dǎo)山區(qū)安全生態(tài)型道路設(shè)計(jì)和建設(shè)；發(fā)展了公路建筑學(xué)理論，提出將公路工程各結(jié)構(gòu)物
或構(gòu)造物作為一個(gè)帶狀的建筑群來統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了公路工程科學(xué)建設(shè)及和諧設(shè)計(jì)。
西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目“神農(nóng)架木魚坪至興山昭君橋旅游公路環(huán)境工程技術(shù)研究與示范”
（200731822115）依托于實(shí)際具體工程項(xiàng)目，針對(duì)山區(qū)旅游公路改擴(kuò)建中的環(huán)境問題，研
發(fā)與示范結(jié)合，提出了改擴(kuò)建公路資源綜合利用技術(shù)措施，總結(jié)提出了公路路域自然植被
的誘導(dǎo)技術(shù)理念，在神宜公路改擴(kuò)建以及武神公路十堰段改擴(kuò)建工程、十漫、三峽翻壩高
速公路建設(shè)工程中進(jìn)行了推廣應(yīng)用，節(jié)約了相關(guān)項(xiàng)目建養(yǎng)投資接近 1000 萬元，在神農(nóng)架
林區(qū)因神宜示范路建設(shè)帶動(dòng)旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，增收 1627 萬元。
2. 道路建設(shè)可持續(xù)發(fā)展
在科學(xué)發(fā)展的理念指導(dǎo)下，公路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展受到了社會(huì)與業(yè)內(nèi)的重視。由廢舊
輪胎制備橡膠粉的改性瀝青技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢料的循環(huán)利用，瀝青、水泥路面材料通過現(xiàn)
場(chǎng)或場(chǎng)地冷、熱工藝實(shí)現(xiàn)了路面材料的再生利用，上述技術(shù)均在北京長安街改造等重大工
程中得到應(yīng)用，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。采用添加劑改變?yōu)r青材料的路用性能
和施工和易性，形成了低能耗、低排放的溫拌、冷拌技術(shù)，逐漸被業(yè)內(nèi)所認(rèn)識(shí)。利用高黏
度瀝青和開級(jí)配設(shè)計(jì)，形成了排水路面結(jié)構(gòu)形式，改善了路面的抗滑性能、防止雨天水霧
影響駕駛視線，明顯地提高了車輛行駛的安全性。
在傳統(tǒng)的日常養(yǎng)護(hù)、小修、中修、大修養(yǎng)護(hù)體系的基礎(chǔ)上，對(duì)道路的養(yǎng)護(hù)管理引進(jìn)了
預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和全壽命周期費(fèi)用分析基礎(chǔ)上的養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)理念，變以往的被動(dòng)性養(yǎng)護(hù)為主動(dòng)性
養(yǎng)護(hù)、一般性養(yǎng)護(hù)為針對(duì)性養(yǎng)護(hù)，從而提高了有限養(yǎng)護(hù)資金的使用效率，保證了道路的使
用狀況。另外，通過對(duì)老路基的階梯狀切割和新土基的加固處理、新路基的重型壓實(shí)以及
土工材料的鋪設(shè)，有效地解決了新、老路基的銜接問題。
在路面結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，針對(duì)重載交通下的結(jié)構(gòu)耐久性和路面使用性能問題，開展了瀝青路
面、水泥路面設(shè)計(jì)方法的研究，完善了適應(yīng)我國特點(diǎn)的瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)、參數(shù)與方法，
提出了瀝青層與無機(jī)結(jié)合料層疲勞、路基與瀝青層永久變形、瀝青層低溫開裂的多指標(biāo)設(shè)
計(jì)體系，形成了較為完整的重交通瀝青路面設(shè)計(jì)方法。在路面材料方面，研究了瀝青混凝
土損傷演變與破壞過程，分析了瀝青混凝土內(nèi)部空隙分布、構(gòu)造特征與應(yīng)變的不均勻分
布，外加劑改性機(jī)理的研究，為解決我國高等級(jí)公路路面早期病害、完善路面使用性能、
延長路面的使用壽命提供了理論依據(jù)。安徽省交通運(yùn)輸廳 2004 年科技計(jì)劃項(xiàng)目“公路瀝
青路面再生技術(shù)研究”對(duì)干線公路瀝青路面再生的成套技術(shù)進(jìn)行了有針對(duì)性的深入研究，
結(jié)合干線公路病害特征提出了不同瀝青面層再生方案的選擇策略，針對(duì)干線公路不同瀝青
路面提出了再生利用工藝、材料組成和質(zhì)量控制措施，在安慶、宿州、池州、滁州、六安
5 個(gè)地市的瀝青道路上應(yīng)用了廠拌熱再生、廠拌冷再生、就地冷再生 3 種再生技術(shù)，為安
徽省道路建設(shè)工程投資減少了約 5 億元。
3. 勘察設(shè)計(jì)新理念及理論支撐體系
在公路勘察設(shè)計(jì)過程中，提出了以“以人為本、安全至上，保護(hù)環(huán)境、和諧自然，節(jié)
約資源、持續(xù)發(fā)展，質(zhì)量第一、公眾滿意，指標(biāo)恰當(dāng)、創(chuàng)作設(shè)計(jì)，系統(tǒng)思想、周期成本”
為核心的勘察設(shè)計(jì)總體原則和“安全、環(huán)保、舒適、和諧”新的公路勘察設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想，
通過“靈活設(shè)計(jì)”和“創(chuàng)作設(shè)計(jì)”實(shí)現(xiàn)公路在自然與社會(huì)大環(huán)境中的系統(tǒng)最優(yōu)目標(biāo)；提出
了“理念是靈魂，管理是關(guān)鍵、設(shè)計(jì)是核心、施工是保證”的公路建設(shè)與管理全過程 4 個(gè)
控制環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)理念體系，具體是指：理念是直接引領(lǐng)設(shè)計(jì)、施工、管理各方統(tǒng)一思想的
靈魂；管理是貫徹理念，組織設(shè)計(jì)、指導(dǎo)施工的控制性關(guān)鍵環(huán)節(jié)；設(shè)計(jì)是細(xì)化理念，寓創(chuàng)
作于設(shè)計(jì)、寓理念于細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)是項(xiàng)目成功的核心；施工是實(shí)施理念，將理念、創(chuàng)作具體
實(shí)現(xiàn)的保證。
在設(shè)計(jì)過程中更注重設(shè)計(jì)的靈活性，提出了公路設(shè)計(jì)靈活性的基本定義，即“在全
面、系統(tǒng)地理解技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范本質(zhì)的基礎(chǔ)上，在保證安全的前提下，根據(jù)個(gè)性環(huán)
境，靈活運(yùn)用設(shè)計(jì)指標(biāo)，尋求達(dá)到更符合公路可持續(xù)發(fā)展的需要和利益的目標(biāo)”。其中
“公路沿線”既包含公路本身，也包含了路域范圍和沿線影響范圍，即公路設(shè)計(jì)除考慮建
設(shè)范圍內(nèi)的地理地貌、地形地質(zhì)、水文氣象等自然因素外，還需考慮沿線大范圍影響區(qū)域
內(nèi)的人文歷史、風(fēng)俗文化、景觀風(fēng)貌等社會(huì)環(huán)境，這兩方面都突破了傳統(tǒng)公路設(shè)計(jì)范疇和
設(shè)計(jì)內(nèi)容。針對(duì)靈活性設(shè)計(jì)的影響因子和控制指標(biāo)，提出了設(shè)計(jì)車速、車道寬度、部分幾
何線形等 13 項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)在通過對(duì)公路功能、設(shè)計(jì)車速、服務(wù)水平、車輛性能、駕駛行為、
混合交通等影響設(shè)計(jì)指標(biāo)控制因素進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)論證后可實(shí)施的靈活度和靈活性設(shè)
計(jì)原則。
根據(jù)公路隸屬于包括在自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境中的大的環(huán)境系統(tǒng)概念，提出了環(huán)境賦
予公路個(gè)性、設(shè)計(jì)賦予公路“藝術(shù)創(chuàng)作”空間并決定其品質(zhì)的新的設(shè)計(jì)思想，闡述了“以
美學(xué)的角度鑒別公路線形和結(jié)構(gòu)物設(shè)置的可行性，以游客的視野審視道路及附屬設(shè)施與環(huán)
境協(xié)調(diào)的合理性”的具體解釋。創(chuàng)作設(shè)計(jì)的目的在于激發(fā)公路設(shè)計(jì)者的想象力、獨(dú)創(chuàng)性和
靈活性，通過采用多學(xué)科設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的綜合設(shè)計(jì)手段，在保證公路系統(tǒng)安全及出行需要的同
時(shí)，全面考慮公路周邊的景觀、歷史、美學(xué)與其他文化價(jià)值和環(huán)境特征，確定和維護(hù)公路
設(shè)計(jì)主題，從游客的視野分析公路設(shè)計(jì)方案在自然和社會(huì)環(huán)境中的美學(xué)意義。
4. 基于給定結(jié)構(gòu)壽命的橋梁設(shè)計(jì)過程
20 世紀(jì)以來，我國建設(shè)了大量公路橋梁并投入運(yùn)營，為減小日益嚴(yán)重的公路橋梁耐
久性問題造成的經(jīng)濟(jì)損失與橋梁結(jié)構(gòu)損傷，根據(jù)橋梁建設(shè)實(shí)情，建立了橋梁壽命周期基礎(chǔ)
理論［3，4］，開展其在橋梁工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究。
在橋梁壽命周期設(shè)計(jì)過程中引入了時(shí)間參數(shù)，在設(shè)計(jì)階段將決策考慮的時(shí)間域展到橋
梁結(jié)構(gòu)的整個(gè)壽命周期。以設(shè)計(jì)預(yù)期給定的橋梁結(jié)構(gòu)壽命為基礎(chǔ)，開展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料性
能、構(gòu)造細(xì)節(jié)、施工方法、管養(yǎng)計(jì)劃等多方研究，制定具體的設(shè)計(jì)過程，以確保橋梁結(jié)構(gòu)
在給定壽命內(nèi)達(dá)到預(yù)期的性能要求，實(shí)現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)過程的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
在基于給定壽命的設(shè)計(jì)過程中，將橋梁壽命給定的過程由被動(dòng)選擇變?yōu)橹鲃?dòng)確定：通
過綜合考慮橋梁壽命周期內(nèi)的各種需求，在橋梁造型、性能、生態(tài)、管養(yǎng)設(shè)計(jì)過程的輔助
之下，依據(jù)壽命周期成本最低的原則進(jìn)行合理給定。橋梁給定設(shè)計(jì)壽命的確定過程綜合了
當(dāng)時(shí)技術(shù)水平、業(yè)主和用戶需求，以及橋址現(xiàn)場(chǎng)和預(yù)期使用條件，對(duì)橋梁總體布置、構(gòu)造
設(shè)計(jì)、后期管養(yǎng)以及最終壽命周期成本的確定均存在顯著影響。
基于給定結(jié)構(gòu)壽命的橋梁設(shè)計(jì)過程則具體包括壽命確定、造型設(shè)計(jì)、性能設(shè)計(jì)、生態(tài)
設(shè)計(jì)、管養(yǎng)設(shè)計(jì) 5 個(gè)主要內(nèi)容，對(duì)于復(fù)雜設(shè)計(jì)過程面臨的復(fù)雜決策問題，利用了成本分析
以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 2 種主要的決策方法進(jìn)行評(píng)估和科學(xué)決策。在這一設(shè)計(jì)過程中，耐久性問題
作為影響橋梁壽命周期的重要因素［5］，在性能設(shè)計(jì)中進(jìn)行了深入的分析考慮。
5. 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)
預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種觀念的轉(zhuǎn)變，是由被動(dòng)養(yǎng)護(hù)轉(zhuǎn)為有計(jì)劃、超前的主動(dòng)養(yǎng)護(hù)，是壽命
周期理論在公路養(yǎng)護(hù)管理學(xué)科中的體現(xiàn)，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)，采取適當(dāng)?shù)拇胧�，�?shí)現(xiàn)綜合效益
的提高［6］。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作為一個(gè)完整概念是于 20 世紀(jì) 80 年代提出的，是一種周期性的
強(qiáng)制保養(yǎng)措施，也就是在道路沒有發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞以前，為了更好地保持道路的良好運(yùn)營
狀態(tài)，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，以延長道路使用壽命［7］。
交通運(yùn)輸部曾就公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)問題，要求各級(jí)交通部門要從貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、
建設(shè)節(jié)約型行業(yè)的高度，充分認(rèn)識(shí)推行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要性和緊迫性，實(shí)現(xiàn)全壽命周期公
路養(yǎng)護(hù)成本最小化�！笆�二五”規(guī)劃中明確要求加快推行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，研究制訂預(yù)防性養(yǎng)
護(hù)指導(dǎo)政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。加強(qiáng)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)新設(shè)備、新材料、新技術(shù)和新工藝的研究，推行
低碳、環(huán)保、節(jié)能養(yǎng)護(hù)，努力形成成套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)就是一種周期性的強(qiáng)制
保養(yǎng)措施，他并不考慮路面是否已經(jīng)有了某種損壞，而是通過采用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)努力拓
寬人們對(duì)于道路早期病害的認(rèn)識(shí)空間，提前發(fā)現(xiàn)道路隱藏的隱形病害的存在，并施以正確
的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，其核心是要求采用最佳成本效益的養(yǎng)護(hù)措施，強(qiáng)調(diào)養(yǎng)護(hù)管理的計(jì)劃
性。湖南省科技項(xiàng)目（05FJ4032）、湖南省交通建設(shè)科技項(xiàng)目（200602）“南方多雨潮濕地
區(qū)高速公路水泥混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究”制定了南方多雨潮濕地區(qū)高速公路水泥
混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的路面狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)及其標(biāo)準(zhǔn)，建立了相關(guān)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)路面使用性
能預(yù)測(cè)模型，開發(fā)了合理的水泥混凝土路面預(yù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)，制定了相關(guān)預(yù)養(yǎng)護(hù)措施設(shè)計(jì)與施
工技術(shù)指南，在京珠高速公路湘潭至耒陽段、耒陽至宜章段等 10 余條高速公路及二級(jí)公
路的養(yǎng)護(hù)取得了良好的應(yīng)用，共節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用約 7400 萬元，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社
會(huì)效益。
6. 路域生態(tài)保護(hù)及水土保持
在路域植被保護(hù)、路域植被恢復(fù)、路域動(dòng)物保護(hù)、路基土壤侵蝕防控、路面徑流利
用等方面取得技術(shù)突破，從 2011 年開始，在東、中、西部重要生態(tài)功能區(qū)和生態(tài)脆弱區(qū)，
組織實(shí)施了一批公路生態(tài)建設(shè)和修復(fù)試點(diǎn)工程，極大地促進(jìn)了行業(yè)生態(tài)保護(hù)及水土保持
工作［8］。
在路域植被保護(hù)技術(shù)方面取得了重大突破，提出了基于植被資源保護(hù)的路基分步清
表法；研究提出了隧道施工中植被保護(hù)的“三臺(tái)階法”與“七步開挖法”，有效減少了隧
道開挖對(duì)洞口植被的破壞；開發(fā)了保育罐栽植、階梯式空心磚護(hù)面墻綠化、種植槽等新技
術(shù)、新工藝，在路域植被恢復(fù)技術(shù)方面取得了新進(jìn)展；根據(jù)環(huán)境地形、植被、資源和人為
干擾 4 個(gè)因子評(píng)價(jià)公路沿線動(dòng)物生境的質(zhì)量，并由此提出的一種動(dòng)物通道的選址方法為路
域動(dòng)物保護(hù)技術(shù)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)；通過研究高速公路邊坡土壤侵蝕的臨界坡率和臨
界坡長，明確了不同類型路基邊坡植物防護(hù)措施的適用范圍，有效提升植物防護(hù)措施的水
保功能，為水土保持技術(shù)的進(jìn)展提供了重要的研究支撐。山東省交通科技計(jì)劃“濟(jì)青高速
路域植被建植技術(shù)與生態(tài)功能研究”（200332A13）以濟(jì)青高速公路為對(duì)象，評(píng)價(jià)了路域
不同植被建植系統(tǒng)對(duì)污染物質(zhì)的吸收凈化功能，提出高速公路路域適宜綠化樹種和優(yōu)化配
置模式，以及防護(hù)林帶結(jié)構(gòu)模式和寬度設(shè)置值，所研制的中央分隔防眩在濟(jì)青高速公路、
京福高速公路、濰萊高速公路、京滬高速公路等大量應(yīng)用，且推廣應(yīng)用了大面積的邊坡防
護(hù)，其中苗木防眩在濟(jì)青高速公路段共節(jié)約 1600 萬元，生物護(hù)坡節(jié)約 4500 萬元，路側(cè)速
生楊防護(hù)林帶創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá) 2490 萬元。
7. 隧道附屬設(shè)施節(jié)能技術(shù)
根據(jù)我國公路隧道附屬設(shè)施系統(tǒng)節(jié)能減排的行業(yè)需求，開展了相應(yīng)的系統(tǒng)性研究，形
成了公路隧道通風(fēng)、照明、供配電及消防的運(yùn)營安全與節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)，編制了隧道附屬設(shè)
施行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)我國公路隧道營運(yùn)安全與節(jié)能、環(huán)保與低碳技術(shù)進(jìn)步，總體達(dá)到國
際先進(jìn)水平。本項(xiàng)成果降低了隧道附屬設(shè)施的初期投資、減小系統(tǒng)日常營運(yùn)能耗，實(shí)現(xiàn)總
體運(yùn)營節(jié)能 25% 以上，并在多個(gè)省市眾多工程中推廣應(yīng)用，效果良好，產(chǎn)生了巨大的社
會(huì)經(jīng)濟(jì)效益［9］。
通過引入服務(wù)水平對(duì)應(yīng)行車速度綜合判定通風(fēng)系統(tǒng)控制工況，提出更加優(yōu)化的公路隧
道煙霧和 CO 基準(zhǔn)排放量年遞減率，并以此計(jì)算設(shè)計(jì)年限的基準(zhǔn)排放量，降低隧道需風(fēng)量
15% 以上，有效減小通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)模，節(jié)約初期投資和運(yùn)營費(fèi)用。
將“中間視覺理論”和“對(duì)目標(biāo)物體反應(yīng)時(shí)間的視覺功效法”應(yīng)用于隧道照明研
究，得到各隧道常用光源以高壓鈉燈為基準(zhǔn)的亮度對(duì)比換算系數(shù)，建立等效亮度照明設(shè)
計(jì)方法，提出隧道照明光源和照明水平評(píng)價(jià)措施和指標(biāo)；闡明了直線型和曲線型短隧道
的差異性設(shè)計(jì)方法。為實(shí)現(xiàn)安全、節(jié)能營運(yùn)的照明技術(shù)，在照明系統(tǒng)的控制技術(shù)、采用
太陽能光伏發(fā)電技術(shù)、照明節(jié)電設(shè)備的應(yīng)用、營運(yùn)管理方面在信息化和智能化方面也取
得了一些成果。研究成果表明通過隧道照明設(shè)計(jì)者“因隧制宜”，注重隧道照明系統(tǒng)的合
理分期運(yùn)中的節(jié)能，以及隧道管理者加強(qiáng)對(duì)隧道照明系統(tǒng)的管理，可實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能 35%
以上。
建立了公路隧道供配電系統(tǒng)可靠性評(píng)價(jià)體系，運(yùn)用供配電系統(tǒng)的樹狀網(wǎng)潮流算法提出
了公路隧道各系統(tǒng)的可靠分值，對(duì)應(yīng)用于公路隧道的供配電節(jié)能設(shè)備開展了可靠性分析研
究，形成了隧道供配電系統(tǒng)定量評(píng)價(jià)及供配電設(shè)備可靠性評(píng)價(jià)的方法。
8. 節(jié)能客車動(dòng)力系統(tǒng)研發(fā)
針對(duì)目前客車中使用的主流動(dòng)力系統(tǒng)，開展了多項(xiàng)研究，提高了動(dòng)力系統(tǒng)效率，降
低了能耗，并在國家政策的支持與鼓勵(lì)下，研究了多種新型動(dòng)力技術(shù)，取得了良好的應(yīng)用
成果。
我國純電動(dòng)汽車技術(shù)應(yīng)用發(fā)展迅速，在“863”計(jì)劃的支持下，針對(duì)純電動(dòng)客車瓶頸
與核心技術(shù)開展重點(diǎn)攻關(guān)，車用動(dòng)力電池、電機(jī)及其控制系統(tǒng)等瓶頸技術(shù)取得了重大進(jìn)
展，電力電子、控制與信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用促使純電動(dòng)客車技術(shù)深入發(fā)展、日臻完美，產(chǎn)
品的可靠性、使用壽命得到明顯提升，一批裝備了先進(jìn)動(dòng)力電池的純電動(dòng)客車已經(jīng)進(jìn)入消
費(fèi)市場(chǎng)，并形成了自己的技術(shù)特色。建立和完善了純電動(dòng)客車設(shè)計(jì)理論與系統(tǒng)集成體系，
構(gòu)建了整車及關(guān)鍵部件系統(tǒng)開發(fā)和動(dòng)力系統(tǒng)匹配標(biāo)定技術(shù)平臺(tái)；開發(fā)了低地板公交車專用
電動(dòng)化底盤，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力系統(tǒng)集成創(chuàng)新與匹配標(biāo)定技術(shù)，解決了輕量化、結(jié)構(gòu)和高電壓安
全、一級(jí)絕緣、可靠性、安全性、電磁兼容等核心技術(shù)［10，11］，建立了純電動(dòng)客車動(dòng)力系
統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)；開發(fā)了多種能量系統(tǒng)，如純電池動(dòng)力、超級(jí)電容動(dòng)力以及電 - 電混合動(dòng)力
等，在近兩年的研究中取得了一定的成果。
另外，近年來我國的燃料電池汽車技術(shù)發(fā)展較快，結(jié)合我國的實(shí)際情況，采用了獨(dú)具
特色的電 - 電混合技術(shù)路線，發(fā)展了能量混合型及功率混合型的兩種燃料電池混合動(dòng)力系
統(tǒng)，具有小批量產(chǎn)業(yè)化的條件和進(jìn)入國際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。在混合動(dòng)力汽車方面，我國目前
采用多能源動(dòng)力總成控制、制動(dòng)能源回收等關(guān)鍵技術(shù)，整車節(jié)油率和可靠性取得了較快的
提升，并發(fā)展了除常規(guī)的油電混合動(dòng)力汽車外的天然氣 - 電混合動(dòng)力汽車，進(jìn)一步滿足了
市場(chǎng)多樣化的需求，初步實(shí)現(xiàn)了混合動(dòng)力汽車產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化［12］。
9. 路面鋪設(shè)機(jī)械優(yōu)化
針對(duì)振動(dòng)壓路機(jī)振幅沿輪寬的不均勻性造成的路面壓實(shí)離析問題，開展了壓路機(jī)振幅
均勻性技術(shù)研究，使單輪振動(dòng)的振幅不均勻性達(dá)到了 5% 以內(nèi)，使雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)前后
輪的振幅誤差也達(dá)到了 5% 以內(nèi)，通過了壓實(shí)的均勻性與平整度，并減少了能耗。針對(duì)攤
鋪機(jī)熨平板的振動(dòng)均勻性開展了技術(shù)研究，通過熨平板結(jié)構(gòu)及其剛度的研究，研究熨平板
形狀結(jié)構(gòu)對(duì)其垂向和縱向剛度的影響，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高熨平板的結(jié)構(gòu)剛度，達(dá)到提高
作業(yè)質(zhì)量的目的；通過研究熨平板熱變形與溫度的關(guān)系，找出抑制熨平板熱變形的方法，
從而減小熱變形對(duì)作業(yè)質(zhì)量的影響。
路面鋪設(shè)機(jī)械作業(yè)噪聲對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工人和周邊環(huán)境的不利影響十分顯著，目前振動(dòng)與噪
聲問題已成為我國工程機(jī)械行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的“瓶頸”和節(jié)能環(huán)保的熱點(diǎn)問題之一。對(duì)此開
展的研究識(shí)別了噪聲源的聲壓、聲強(qiáng)、頻譜識(shí)別，有針對(duì)性地提出噪聲的防治措施，對(duì)減
振器的傳遞率與車體振動(dòng)烈度進(jìn)行了測(cè)評(píng)，開展了整車多體動(dòng)力學(xué)分析與振動(dòng)防治對(duì)策制