公路学科发展研究报告Word下载.docx

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“十一五”以来，道路工程学科深入实施“科教兴交”战略，坚持科技工作面向交通运输发展主战场，围绕交通基础设施建设与维护、安全保障和环境保护等领域关键技术问题，加大科技投入，强化科技管理，推进产学研相结合，开展重大科技研发和创新能力建设，取得了显著成效，道路技术应用水平和研究水平也达到了空前的广度和深度。

公路建设技术方面，针对西部地区复杂地质地形和恶劣气候条件等众多世界级难题，从勘察设计、建设施工、养护管理和生态环保等方面系统开展基础研究和技术开发，形成了以冻土、膨胀土和沙漠等6类筑路成套技术为代表的特殊地质地区公路建设关键技术，保障了西部地区大规模公路基础设施建设。

行业重点实验室布局基本完成，覆盖了公路交通运输科技发展的主要领域，在开展高水平研发活动、培养优秀科技人才、进行高层次学术交流等方面发挥了重要作用。

依托重大科研项目、重点科研基地和专项培训计划，培养、锻炼和汇聚了一批交通科技人才，人才梯队逐步形成，队伍结构显著改善，交通运输科技可持续发展能力不断增强。

1.路基工程建造技术。

交通部西部交通科技项目启动后，以变形协调为核心的路基设计理论和方法得到了快速发展。

先后在公路路基工程技术领域立题100多项，开展了大量卓有成效的研究，特别是在特殊路基建造技术方面，取得了一系列具有国际领先水平的科研成果。

2.耐久性路面工程建造技术。

系统开展了路面设计指标与标准、半刚性基层沥青路面抗裂技术、路面材料的疲劳损伤与轴载换算方法、路面规模化施工工艺及设备开发等方面的研究。

在沥青路面设计方面，形成了较为完整的基于性能的重交通沥青路面设计方法。

提出了沥青路面现场疲劳方程的建立方法，建立并修正了反映交通、环境、路面结构和沥青混合料抗剪性能等关键参数的车辙预估模型；

提出了标准化的单轴贯入抗剪强度测试方法及沥青混合料抗剪强度控制标准的确定方法。

3.公路养护管理与维修技术。

国内针对应用FWD评定板底脱空状况方面进行了较充分的研究，得到了一系列具有实用价值的成果。

在“白+黑”技术方面已形成了比较成熟的技术。

在旧路面的维修加固、加铺层结构设置、防裂措施等方面也已形成系列技术，并在众多公路与城市道路中得到了应用。

4.功能性路面材料的开发与废旧材料的再生利用。

结合不同地区和不同交通特点引发的复杂道路工作特征，开展了道路工程功能性材料的研发与应用。

此外，开展了复合改性沥青、橡胶沥青、温拌和冷拌沥青混合料、高性能混凝土、混凝土外加剂、新型道路工程材料以及废旧沥青和水泥混凝土的再生和回收技术等的研究。

5.路基路面施工及质量控制技术。

在施工控制技术方面，开展了公路施工组织管理、进度控制、质量控制方法和工程经济等方面的研究；

通过建立和完善道路施工质量控制与管理理论模型，强化路基施工稳定监测与变形控制、路面施工质量动态控制，形成了与我国管理体制相适应的道路工程施工质量、计算机网络控制的新体系。

6.可持续道路交通。

近年来，可持续道路交通在我国得到逐步重视与研究。

注重基础设施设计和建设养护中的可持续发展、节约和循环利用宝贵的资源、保护生态和环境已成为世界潮流。

橡胶沥青、绿色道路、生态与景观恢复等技术取得了一定的成果。

（二）隧道工程

进入21世纪的10年来，我国公路建设逐渐穿越崇山峻岭，向离岸深水延伸，公路隧道平均每年新建350km，28座水下公路隧道已建成通车，在交通基础设施的建设中起到越来越重要的作用。

截止2010年底，全国公路隧道为7384处、512.26万米，其中，特长隧道265处、113.80万米，长隧道1218处、202.08万米。

秦岭终南山隧道、上海崇明隧桥、厦门翔安海底隧道等重大工程相继建成。

1.基础理论方面。

从20世纪70年代末开始，随着“新奥法”原理的引入和推广，公路隧道技术人员逐渐注意到隧道围岩为“三位一体”（产生荷载、承载结构和建筑材料）的特性，并通过控制爆破、锚喷支护和现场监测等手段的成功应用，提高了我国的公路隧道建设水平。

2．研究手段方面。

早期，工程类比法和经典力学解析法是公路隧道的主要研究方法。

随着各项技术的发展，借助计算机对隧道工程进行全过程数值模拟的研究方法逐渐得到了广泛应用。

作为近代科学主要研究手段的实验法，无疑也是极其重要的研究方法，可以弥补数值仿真分析方法的不足。

总体上，工程类比法、经典解析法、数值模拟法和实验法构成了隧道工程的研究方法体系，特别是后两者已成为解决重大技术难题的主要有效手段。

3．勘测设计技术方面。

公路隧道勘测设计水平的提高，首先是地质勘察手段的进步，在初测地质勘查和施工阶段地质超前预报工作中普遍采取了地震波反射法、声波反射法、红外线探水法和地质雷达等。

各种地质勘察方法的综合，使得地质情报的可靠度有了较大的改进；

其次在设计理念方面，环保意识有所加强，施工前预设计、施工阶段信息化反馈动态设计的原则得到了推广；

再者，计算机辅助设计（CAD）手段的普及，使绘图工作的状况大为改观。

在以上进步的基础上，公路隧道设计质量有了很大提高。

4．建设规模方面。

隧道建设规模主要表现为众多超特长隧道和超大跨扁平隧道的建设。

据不完全统计，目前国内的特长公路山岭隧道（含在建）已达到179座，其中，2007年10月建成通车的双洞四车道、全长18.02公里的陕西秦岭终南山公路隧道，为超特长公路隧道建设技术的典型代表。

大跨扁平隧道的双洞六车道隧道国内已建成近百座，其建设技术已基本成熟；

双洞八车道公路隧道也相继建成了多座。

5．结构型式方面。

早期公路隧道普遍采用双洞分离式的结构型式。

但因种种条件限制，很多情况下双洞隧道左右线间距往往不能满足建设需求，因此出现了连拱式和小净距式的隧道结构型式。

此外，伴随着桥隧相连和实现地下互通等特殊条件或功能的技术要求的出现，分岔式隧道结构型式、桥隧混合结构型式、地下立交结构型式的工程实践也日益增多。

6．施工技术方面。

我国公路隧道施工技术及装备走过了四个阶段：

50年代以极限强度理论及钢钎、铁锤和人力斗车等手工工具时代；

60～70年代则为以手持风钻、风动装岩机和电瓶车、斗式矿车为主的小型机具施工阶段；

80年代则开始进入以进口液压凿岩台车、履带或轮式装载机、轨行式扒装机、重载运输矿车、采用研究成果复合式衬砌作为受力结构、用全断面衬砌钢模和混凝土输送泵为代表的大型机械化作业时代；

90年代后，则开始使用掘进机和盾构机，采用切割法现代化施工方法，而沉管法也在水下公路隧道的建设中逐渐应用，与此相关的国家级、省部级和企业级工法大量析出。

总体上看，我国目前绝大多数公路隧道施工仍采用80年代的大型钻爆机械化施工方法，少数公路隧道根据地质条件、工期要求和建设环境等因素，选用了切割法和沉管法施工方法。

7．设备与装备方面。

我国在开发、生产用于公路隧道的设备、机具、材料和用品方面也进步显著。

如测量、监测、超前地质预报、钻孔、支护、衬砌、运输、通风、堵排水、供电、通讯等机具设备在国内都能批量生产且基本满足需要；

爆破器材已普遍使用安全度较高的乳化炸药和非电导爆管毫秒延时系统；

用于防、堵、排水的机具及涂料、浆料、卷材、管材等品类和质量已有明显进步；

纤维混凝土作为喷射支护新技术、新工艺正越来越多地被推广使用。

但是大型施工设备与装备仍大多依赖于进口。

在岩石掘进机方面，还没有掌握全断面岩石掘进机的核心技术、总体设计技术和系统集成技术，更未形成全断面岩石掘进机产业。

在盾构机方面，目前，国内许多企业相继开展了盾构设备的研制和相关技术的开发。

但是，与国外相比，国内土压平衡盾构机技术与国外相比还存在着一定差距，而泥水平衡盾构机和复合型盾构机技术差距更加明显。

（三）桥梁工程

纵观中国桥梁发展的历史，中国经历了古代桥梁的辉煌、近代桥梁的落后和现代桥梁重新崛起并由桥梁大国开始迈向桥梁强国的发展历程。

截至2010年底，我国公路桥梁总量65.8万座、总长3万公里。

其中，主跨400、600、800、1000米以上的桥梁各共有93、37、20、11座。

建成的梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥的跨越能力分别达到330米（重庆石板坡大桥）、552米（重庆朝天门大桥）、1088米（江苏苏通大桥）和1650米（浙江西堠门大桥）。

这四类桥梁的世界跨径前十位工程中，我国内陆建造的桥梁分别占有5座、6座、7座和5座。

桥梁工程继传统的钢结构、混凝土结构之后，又发展了组合结构、混合结构、协作结构等；

材料上也出现了以高强混凝土、高强钢材、钢管混凝土、碳纤维等为代表的新型材料；

设计技术则凸现了计算机技术及相关软件的大规模普遍应用，使桥梁建造和管养全过程都实现了可视化，并在桥梁结构可靠性设计、结构全寿命设计、多灾害抗灾技术、风险评估理论和技术等方面取得实质性突破；

建造技术则发展了深水基础、整体预制安装、短线、长线大批量预制、拱桥无支架施工、索桥空中纺线和预制束股、火箭、直升机、热汽艇牵引导索、大型吊装船舶预远程运输和外海架桥技术等等；

桥梁管养和运营方面则在振动理论、传感技术、测试技术、系统辨识理论、信号分析处理、数据通讯、计算机、随机过程和可靠性等多门学科、复杂系统方面开始研究并取得突破。

1.规划和布局。

21世纪的前十年，我国在“三条战线”上展开了大规模的建设，包括西部复杂地形、地质条件下跨越深沟峡谷的桥梁，东中部跨越大江大河的桥梁以及东部沿海海洋环境下跨越海湾、海峡的桥梁工程（渤海湾、长江口、杭州湾、珠江口、琼州海峡等通道）。

与此同时，“中国桥梁”作为一个品牌正在实施“走出去”战略，积极参与国际桥梁工程建设。

2.设计技术。

大跨径桥梁的建设在20世纪末进入了一个高潮时期。

斜拉桥经过仅半个世纪的发展，已由跨径200m左右跃进到l000m以上。

悬索桥自1931年建成主跨长度达到1000m的GeorgeWashington桥以来，世界上已建成了几十座超千米的悬索桥。

其中苏通大桥是我国自主设计和建造的世界首座突破千米跨径的斜拉桥，舟山西堠门大桥为最大跨径的钢箱梁悬索桥。

中小跨径桥梁的技术趋势，主要体现在集成设计方面。

目前中小桥梁已经发展成具备快速设计能力的常规工程，正向具备集成技术的短线预制、长线预制、集中预制和分散现浇等方面发展。

3.施工技术。

最新的设计施工技术已经开始尝试运用智能化、三位全息影像技术等实现设计、施工一体化，设计和制造系统在工厂完成部件的加工，然后用全球定位系统（GPS）和遥控技术在离工地千里之外的总部管理和控制桥梁的施工。

4.建设管理、养护、监测技术。

（1）桥梁建设工程管理。

公路桥梁工程项目目前普遍采用“设计—招标—建造”下的“业主—施工—监理”的建设模式，并朝着设计施工总承包的模式发展。

江阴大桥建设开始，建立了“省部协调指导、专家技术咨询”的工程建设顶层管理模式。

从苏通大桥开始，特大型桥梁工程的建设成套技术研究中还增加了建设管理软科学研究课题和国家科技支撑课题，成为具有中国特色的桥梁建设现代管理模式。

（2）桥梁养护管理。

目前正在开展或即将开展以下方面的研究：

在役桥梁检测评价新技术、耐久性检测与评估方法以及旧桥安全可靠性鉴定、评估与剩余寿命预测评价等；

未来还将加强对大跨径、复杂结构桥梁和在役桥梁隐蔽工程的检测与评价技术研究以及维修加固技术的研究。

（3）桥梁健康监测。

我国自上个世纪九十年代起对一些大型重要桥梁建立了不同规模的结构监测系统，健康监测的研究方法主要分为动力无模型损伤识别方法（时域方法、频域方法以及时频分析方法）和动力有模型损伤识别方法（基于模态参数的指纹识别方法和直接进行系统识别的方法）。

5.新装备、新设备、新工法。

装备、设备和工法是桥梁建设的基础，随着长大桥梁建设的不断发展和各项科学技术的进步，尤其是计算机、智能化工艺的发展，桥梁建设的新装备、新设备和新工法不断涌现。

诸如900吨大型提梁机、运输车、架桥设备等一批适应中小跨径桥梁建设的智能化新设备和短线、长线预制工法；

适应水上桥梁施工的大型水上桥梁运输船、吊装船和海上桥梁安装工法；

适应山区高桥施工的顶推设备和施工工法；

适应深水基础施工的一批设备和工法；

适应桥梁抗风、抗震、抗撞等系列设备如粘滞阻尼器、减隔振支座、开启式、折叠式风障等等。

桥梁健康检测领域近年也引进了大批新设备，其中智能设备如传感器、诊断监测仪、便携式计算机等以及大型智能机器人施工设备的创造发明，将使桥梁的施工、管理、监测、养护和维修等一系列现场工作实现自动化和远程管理。

6.专用产品。

目前颁布实施的公路桥梁产品相关标准达23项，主要集中在支座、伸缩缝、锚、夹具、连接器、拉索系列等领域，正在向更多的钢结构产品方面发展。

7.标准规范的新发展。

公路工程标准规范的体系渐趋完善。

我国公路工程标准规范的体系已渐趋完善，目前涵盖综合、基础、勘测、设计、检测、施工、监理和养护8个门类，总数量达100多本，其中涉及桥梁设计、施工、管养、加固、评定的标准和规范有20多本。

公路桥梁规范设计理论的新发展。

近十年来，继容许应力法、极限状态法规范体系之后，基于性能的系列设计规范将成为未来的方向。

8.理论研究的新发展。

精细化计算分析理论。

精细化计算分析理论对于解决复杂受力、复杂结构的计算分析问题意义重大、影响深远，可用于混凝土箱形断面、组合结构、混合结构的精细化分析等等。

抗震理论。

近十年来，基于性能的抗震设计理论受到了世界各国学术界和工程界的广泛关注，是结构抗震设计的未来发展方向，是21世纪桥梁抗震设计的大潮流。

抗风理论。

桥梁抗风设计数值化和精细化是现代桥梁防灾减灾技术的热点问题之一，主要通过理论分析、CFD数值模拟手段，对桥梁风振机理及流体-同体耦合作用进行更深的研究，进一步提高和完善CFD技术，建立“数值风洞”和“桥梁抗风虚拟现实”技术，实现“全物理、全系统、三维、高分辨率、高逼真”的桥梁结构气动弹性数值模拟。

车桥耦合振动。

20世纪60年代后，随着有限元理论的出现和计算机的逐步广泛应用，车桥耦合振动理论迅速发展，现代车桥震动研究计算模型更加精细逼真，计算理论从平面向空间发展；

车桥之间的动力相互作用和耦合关系得到较为深入的研究，分析的桥型也从过去梁桥扩展到拱桥、斜拉桥、悬索桥等复杂桥型。

船撞理论。

目前我国桥梁的防船撞研究集中在设计概念、防护策略、船撞力计算及防护设施设计等方面。

近期提出的新理论包括风险评估理论、动力分析理论、冲击和柔性碰撞理论等，并将引入基于性能的船撞设计方法等。

耐久性分析理论。

近年来，耐久性的研究在材料方面主要集中在大气环境中混凝土的碳化和钢筋的锈蚀问题研究；

在构件方面主要集中在锈蚀钢筋混凝土构件的受力性能研究；

在结构方面主要集中在调查、评估等方法研究。

目前，该领域的研究热点包括耐久性计算机数值模拟分析系统、耐久性基础研究、基于全寿命的混凝土桥梁设计方法等方面。

9.材料的新发展。

材料性能的提高是桥梁工程不断进步的重要原动力。

现代桥梁工程仍以钢材和混凝土为主要建筑材料。

过去的60年间，钢材从S343发展到S1100，混凝土从C30发展到C150，有了长足的进步，各种轻质高强复合材料和智能材料已在桥梁工程中得到应用。

未来，碳纤维、智能钢材、混凝土等新材料仍将不断进入桥梁工程的应用领域。

（四）公路养护与管理

“十一五”是我国公路交通快速发展时期，特别是公路养护管理，呈现出蓬勃发展的良好局面，通过养护与管理，加大养护的科技含量，提高公路的通行能力和服务质量，为社会经济发展提供道路交通保障。

养护的支撑作用进一步凸显，养护工作进入了整合资源、调整结构、科技引领的新阶段。

1.通行能力显著提升。

全国干线公路网中，二级及以上公路比重达到72.01%，其中国道89.4%、省道67.7%，较“十五”分别提高15.4和10.0个百分点；

水泥沥青路面铺装率达到95.5%，较“十五”末增加4.5个百分点。

新改建农村公路186.8万公里,99.97%的乡镇和99.21%的建制村通了公路，通水泥沥青路比重分别达到96.4％和81.7％。

2.养护水平显著提高。

“十一五”期间，全国投入4540亿元用于干线公路养护，为“十五”期间的3.2倍，占同期养路费总收入（2009年后为替代返还资金收入）的91.9%，完成普通干线公路大中修工程18.98万公里，是“十五”期间的1.1倍。

到2010年底，全国高速公路优良路率达99.23%，国道优良路率达78.75%，省道优良路率达75.24%，路况水平明显提高。

3.公共服务迈上新台阶。

按照建设服务型政府的要求，切实贯彻“更好地为公众服务”的理念，及时为全社会提供方便快捷的出行信息服务。

交通运输部印发了《公路交通出行信息服务工作规定》，建立了公路交通阻断信息报送制度，推广了“路况信息管理系统”、“公路气象预报预警系统”和“中国公路信息服务网”。

各级交通运输部门认真落实中央在“窗口”单位开展创先争优活动的部署；

建成了覆盖全国所有收费公路的“绿色通道”网络；

部分省份推行节假日公众出行免收车辆通行费政策。

4.应急保障能力取得新突破。

交通运输部修订了《公路交通突发事件应急预案》，建立了自上而下、分级明确的预案体系，完善了部省应急会商机制和应急信息报送制度，启动了路网管理与应急处置平台建设，加强了日常路网运行监测，密切了与公安、气象、地震等部门的沟通协作，建立了以武警交通部队为拳头力量、各级养护路政以及施工企业为主要力量的应急抢险保通队伍。

5.体制机制改革取得显著进展。

各地以改革为动力，全力突破公路养护管理体制性障碍，探索建立与公路的基础性、网络性、功能层次性特点相适应的管理体制和运行机制，努力实现资源整合、协调发展，有效提升了公路行业可持续发展能力。

认真贯彻国务院《农村公路管理养护体制改革方案》要求，部下发了《关于进一步做好农村公路管理养护体制改革的通知》，确立“省里指导，以县为主”的管理体制，明确了养护资金筹措渠道，农村公路管理养护机制初步建立。

6.法制建设取得明显成果。

《公路安全保护条例》已经出台，《收费公路权益转让办法》、《公路桥梁养护管理工作制度》、《公路超限检测站管理办法》等规章颁布实施。

各地高度重视立法工作，各省、自治区、直辖市均出台了地方性公路管理法规，制定了242项规章制度，公路养护管理法规体系不断完善。

7.科技进步取得显著进展。

把实现公路养护管理信息化作为主攻方向，大部分省份建成了全省公路电子地图、公路桥梁基础数据库，开发应用了覆盖公路工作主要领域的业务管理系统。

公路养护管理系统、桥梁管理系统、联网电子不停车收费系统得到推广应用。

在缓解收费站拥堵、节能减排、降低运营成本等方面，ETC显现了良好的规模效益。

依据养护技术研究成果，在推广应用实践的基础上，不断修订完善标准规范体系。

完成了《公路养护技术规范》、《公路技术状况评定标准》、《公路桥梁技术状况评定标准》、《公路桥梁加固设计规范》、《公路交通标志和标线设置规范》等行业标准规范的制（修）订工作。

各地先后颁布实施了340余项地方性标准（指南），初步建立了涵盖养护设计、施工、检测、评定等全过程的养护标准体系。

（五）公路环境与可持续发展

公路环境保护在能源资源节约、生态环境保护和环境污染防治、环境监管能力等方面取得了显著成效。

但是，随着经济社会的不断发展，环境保护的要求不断提高，公路环保工作面临着新的、更大的挑战。

1.公路建设环保理念。

通过公路勘察设计示范工程、科技环保示范工程的实施，创新了公路建设理念，形成了公路建设“尊重自然、保护自然”、“公路与自然和谐”等新理念，实现了公路设计“由产品向作品”的转变，增强了公路建设者的环保意识。

建成了川九路、神宜路、渝湛高速、思小高速、环长白山旅游公路等环保景观示范路，有力地带动了公路建设水平的提升。

2.生态环境保护。

在路域植物保护方面，由原来的“重恢复”向“重保护”转变。

如施工阶段，采取“路基清表分步施工法”，植物“就地保护”、“迁移保护”等手段，有效地保护了植物资源。

在路域植被恢复方面，开始重视植被的生态补偿、生物多样性保护、低养护和景观效果。

提出了绿化植物筛选乡土化、边坡树林化及促进自然恢复等新技术。

在野生动物保护方面，起步较晚，但近几年逐渐重视。

在环长白山旅游公路、思小高速公路等地建设了一些动物通道，取得了初步成效。

在水体保护方面，强调保护原有水系结构及其连通性。

桥梁跨敏感水体时，对于桥面径流采取收集和处理措施。

3.环境污染防治工作。

高速公路服务区普遍采用污水处理设施，开发了污水处理土壤渗滤技术、人工湿地处理技术等实用技术。

对于噪声敏感点普遍采用声屏障、隔声窗等噪声治理措施，开发了生态型声屏障建造技术。

4.公路沿线景观质量。

公路景观越来越得到重视，沿线景观质量不断提高，涌现了渝湛高速公路、湖北神宜旅游公路、吉林环长白山旅游公路等景观路。

越来越重视旅游公路的打造，解决了公路自然景观和人文景观保护利用的关键技术。

5.资源节约循环利用。

重视土地的节约和集约利用。

在公路用地规模、高速公路路堤合理高度等方面取得重大突破，为节约宝贵的土地资源发挥了重大作用。

积极探索并推广应用节约用地新理念、新技术，努力降低路基高度、减小互通规模、以桥隧代替路基“四改六”或综合利用老路等。

利用工业废料、建筑废渣填筑路基。

在节约能源方面，开发了地源热泵技术、节能照明技术。

率先开展并推广了规划环评和工程项目环境监理工作；

制定了环境监测管理办法、环保统计规则以及各种技术性规范，强化了行业环保管理工作。

（六）客车制造技术

近年来，我国客车行业的发展越来越快，其中技术不断升级和产品不断完善是基础。

大中型客车市场规模在1998年超过2万辆，至2011年，已超过16万辆，市场规模扩大了8倍,而且技术不断升级、产品不断完善。

取得技术进步的途径有两个，一是引进和合资，二是自主创新。

通过合资合作、技术引进，中国客车的技术水平取得了长足的进步，截至目前，世界上最优秀的客车企业几乎都在中国找到了合作伙伴，涉及的客车企业多达20多家，通过引进吸收，我们迅速缩短了与世界先进水平的差距。

1.客车产销量逐年快速提升。

我国客车产量多年来一直居世界第一，约占世界客车总产量的40%以上，是客车生产和使用第一大国。

2006年～2011年我国大中型客车销量逐年增加，至2011年达到16.5万辆。

2.客车生产集中度不断提高。

2011年底我国共有150多家客车生产和改装企业，但前十家企业占了全行业销量的72%。

3.客车制造技术创新能力增强。

坚持技术创新，在吸收