【主持人】:各位网友上午好,恰逢中国公路学会第四届高层论坛召开之际,我们特地邀请到了新疆交通科学研究院副院长、总工程师陈晓光,陈院长就我国沙漠地区公路成套建设技术为题,和网友进行在线交流。请陈院长和我们的网友朋友们打个招呼。
【陈晓光】:网友朋友们,大家好!
【主持人】:欢迎陈院长的到来,据报道,《沙漠地区公路建设成套技术研究》是西部交通建设科技项目中第一个完成鉴定验收的成套技术项目,请陈院长和各位网友介绍一下该项目的背景,好吗?
【陈晓光】:好的,我国沙漠和沙漠化土地总面积约157万平方公里,占国土面积的16%,其中沙漠总面积80.89万平方公里,主要分布在西北和华北。这些地区的经济和发展、石油、天然气等资源开发和当地群众脱贫致富迫切需要修筑沙漠公路,完善路网结构。
然而沙漠自然条件极端恶劣,气候干躁、冷热剧变、风沙频繁;风沙对公路危害极大,沙埋、风蚀等现象严重的;同时沙基松散,施工困难,难以压实,使筑路难度增大;缺乏砂石采莲,使筑路成本提高;这些都给公路建设、运营和养护带来了很大的困难,严重制约着沙漠地区公路交通的发展。
我们从上世纪七八十年代就开始了沙漠公路的研究,研究成果在九十年代修筑的塔克拉玛干第一条沙漠公路、还有库布齐等沙漠公路中得到了应用。而随着路网密度增加和等级的提高,沙漠公路修筑和运营中,遇到的各种沙漠条件越来越复杂,安全、环保等问题也日益受到广泛关注,在沙漠公路自然区划、设计参数、标准规范及高速公路修筑技术研究等方面出现了许多急待解决的问题。
因此开展综合研究,解决长期以来沙漠公路建设中存在的重大工程技术难题,对加快沙漠地区公路建设、优化路网结构、提高工程质量、确保运营安全、保护生态环境,实现可持续发展具有重要意义和科学价值。
在世纪之交,交通部启动了西部交通建设科技项目,提出了对沙漠公路开展13个分课题的成套技术研究,这是西部交通建设科技项目中第一个完成的成套技术项目。
【主持人】:那么在这样的一个背景下,我们开展这样一个项目,它的总体思路和主要内容是什么?
【陈晓光】:是这样的,我们在总结前人几十年公路防沙和治理沙漠经验的前提下,我们已防沙运动规律为基础,以解决流沙危害、筑路材料、安全环保等为主线,采用调查风洞模拟试验、理论分析、依托工程试验、效果观测等手段,通过全方位13个分课题系统研究、数十个不同沙漠不同等级的公路成果推广应用,然后在系统提炼集成创新的方法和技术路线,实现适应各种类型沙漠、不同等级公路建设的成套技术。
研究主要内容包括:1)沙漠公路自然区划研究;2)沙漠公里选线技术及线形数据研究;3)沙漠公路路基设计技术研究;4)风基沙路用性能研究;5)沙漠公路路面结构与材料研究;6)沙漠公路防沙体系建设也维护技术研究;7)沙漠公路施工技术研究;8)沙漠公里生态环境研究,共八个方面。
【主持人】:据我们了解,沙漠地区公路建设成套技术研究在8个方面取得了40项研究成果,那请您给大家介绍一下这些取得主要成果具体是什么?
【陈晓光】:好,我们的项目经过新疆、内蒙、陕西还有新疆兵团等32家单位200多名科技人员经过7年多的技术攻关,在13个分课题系统研究的基础上,在8个方面取得了40余项成果:刚才说了,第一项是,沙漠公路自然区划上面,我们取得了指标方向和区划图这两项,在沙漠公路选线及线形参数上我们取得了6项成果,包括设计理念、选线原则、线形指标、参数、3s技术等,第三个是在沙漠路基设计技术上取得了6项成果,包括阻沙性能、合理断面、边坡、高度、稳定性;第四是在风积沙路用性能取得了强度机理以及回弹模量EO值、还有加固方法等等,第五我们是在沙漠公路路面结构与材料上面取得了温度场应力、典型结构、材料参数等;第六方面我们在沙漠公路防沙体系建设与维护技术取得了固新沙技术、防沙体系、植被结构、输沙断面等等;第七方面我们在沙漠地区公路施工技术上取得8项成果,包括试验方法、压实机理、工艺、压实度、检测方法等等;第八方面我们在沙漠地区公路观景环境上取得评价方法、环保理念等等。
通过集成创新,形成了以沙漠高速公路为主,涵盖一般公路的设计施工和检测评定技术、以“行车和防沙双安全”为原则的路线设计技术、以“阻沙性能和性价分析”为依据的路基设计技术、以“典型结构”为基础的路面设计技术和以“可调控固沙”为理念的各种防风固沙和养护技术,为沙漠地区公路建设提供了成套的技术与方法。
【主持人】:我相信这个成套技术取得的主要成果一定能成为沙漠公路建设的主要科技支撑,那么陈院长,您也知道高层论坛有个永恒的主题,就是科技创新,那么,我想问一下这个巷陌的创新点有那些?
【陈晓光】:好,这个创新点经过我们归纳总结以后又7个特点:
1) 提出了基于沙漠环境特点以实际运行车速为关键指控指标的沙漠公路路线设计理论方法,完善了沙漠公路平、纵线形设计指标体系,实现了沙漠公路设计中为确保交通安全而采用合理平纵线形主动预防行车事故的世纪思想。
2) 综合应用空气运动学原理和风沙物理学原理,以市内风洞试验、依托工程流场观测为依据,确定了定量分析路基阻沙性能模式,揭示了阻沙性能指数随路堤高度和边坡度的变化规律,有效地解决了沙漠路基合理横断面设计难题。
3) 提出了“以沙治沙”的公路防沙理念,研究开发了沙袭、沙埂和土工方格沙障等工程措施为主的可调控防沙体系以及相应的维护技术,开创了“以沙治沙”的公路防沙措施的先例。
4) 建立我国沙漠地区公路自然区划指标体系和分区系统,完成了沙漠地区公路二级自然区划,提出了不同沙漠地区公路路面设计参数,解决了不同沙漠地区公路设计、施工和养护中的差异问题。
5) 通过研究沙漠公路结构温度场及相应力学特征,建立沙漠公路路面温度、变温速率以及温度梯度的计算模式,提出了沙漠地区的路面典型结构类型,为沙漠地区公路路面结构设计和材料选择及规范编制提供了依据。
6) 揭示了含水量、压实度等值编队风积沙路用性能的影响规律,确定了风积沙路基的牙石标准、监测方法和质量评定标准,并在此基础上形成了路面路基设计和施工及检测技术指南,是沙漠地区最广泛和最经济的沙等到了充分应用。
7) 基于沙漠地区的公路自然区划、公路路线设计技术、路基路面设计施工及控制技术、路基综合防护技术和养护技术的研究成果,通过系统集成创新,提出了沙漠地区公路建设成套技术,解决各种类型沙漠地区、不同等级公路的建设和养护技术问题。
【主持人】:事实上这些研究成果是不是都已经得到实际上的应用呢?
【陈晓光】:对,而且应用的历程还比较多,应用历程大概是3000多公里,在高速公路和一般公路上都得到了应用,在新疆、内蒙、陕西都得到了应用。
【主持人】:去新疆的时候感觉路特别好走!
【陈晓光】:哪还有没有深入沙漠腹地,沙漠腹地的路也还不错。
【主持人】:这个项目都取得了哪些社会和经济效应呢?
【陈晓光】:通过沙漠地区公路建设成套技术研究,掌握了风沙运动规律和防积沙材料特性,我们不仅不再畏惧沙漠,相反通过在绿洲边缘的沙漠筑路,可以减少占用草场耕地,减少盐渍土、软弱地基等地质病害,节约资源,降低成本,带来可观的经济效应。直接经济效益:采用合理书记参数建薄路面;利用风积沙路节约材料降低造价;选线技术缩短里程节约费用;横断面和防沙技术减少沙害。三年节约成本约15亿元。
社会效益:通过本项研究,合理穿越沙漠,大幅度缩短历程,减少占用耕地,节约投资,确保工程质量和运营安全;改善了路网结构,促进区域经济和社会发展,对维护国家安全、稳定边疆、能源开发起了重要作用;形成里厄行业标准和指南,对推动交通建设作了重大贡献。
【主持人】:刚才听了您的介绍,特别想问一下,这些成果已在我国那些高速公路建设中得到了应用?
【陈晓光】:刚才我已经介绍了,这些成果是在新疆、内蒙、陕西还有新疆兵团的很多地方得到了广泛应用,在高速公路上,我们主要是在陕西省的榆林至靖边、靖边至王圈梁、榆林至陕蒙界等高速公路,在内蒙古的赤峰至通辽等高速公路设计中得到了应用。
【主持人】:新疆的沙漠高速公路还是特别受广大的网友关注,有一个网友这样问:去年,11月1日,纵观中国最大沙漠塔克拉玛干沙漠的新疆第二条高速公路——阿拉尔至和田公路全线建成正式通车。据了解,该路就是采用“沙漠地区公路建设成套技术”修建的,简要介绍一下该路的建设情况吗?
【陈晓光】:好的,阿拉尔至和田公路是连接新疆阿克苏地区与和田地区的重要路网通道,南北分别与国道315线及国道314线相交,构成南疆综合运输体系的主干线,使未来的国道217线的组成部分。这条公路的建成将对新疆维吾尔族自治区尽快形成主干线公路网路及该省公路网结构,增强公路网功能等起到了十分重要的作用。
项目起于阿拉尔市,路线沿和田河东岸绿色走廊带外缘沙漠地带布设,穿越塔克拉玛干沙漠,终于和田市,全长424.4平方公里;二级公路,工程概算接近8个亿,7.97亿元,于2005年6月开工,2007年10月30日主线通车,目前正在开展服务区、收费站等附属工程和景观环境等方面的建设和恢复。另外,这个项目实际上是沙漠公路建设成套技术的示范工程,
所以在这个项目上我们还有科研课题,这个科研课题一方面是应用沙漠公路设计的成套技术的一些成果,同时我们还开展了一些专项科研,沙漠公路的确很长,长距离的交通安全应急处理这个研究,同时我们还有太阳能、绿化、环保一些专项问题。
【主持人】:就是用一些应用更多的科技来提升公路的服务水平。
【陈晓光】:对,也是完善我们这个沙漠公路建设成套技术。
【主持人】:和田是在南疆吧?
【陈晓光】:对,和田都是在南疆,刚才说这两个市,是塔克拉玛干沙漠的南北两个市,南北边缘的两个市,南面是和田市,北边是阿拉尔市。阿拉尔市是我们国家长绒棉的生产基地,和田,是出玉石的地方。
【主持人】:好像是前一阵和田有一个地震,规模说是很大,是吧?
【陈晓光】:对,不是很大!
【主持人】:对我们的公路有没有什么损毁?
【陈晓光】:它发生在山区,基本上对公路没有什么影响。
【主持人】:人非常少,老百姓非常少是吧?
【陈晓光】:嗯,山区基本上没有人,公路也就少,和田以南基本上属于昆仑山山脉!
【主持人】:在沙漠修建公路如何防止公路被沙掩埋这是首要解决的问题,在该成套技术项目中,都有哪些方法解决沙漠公路防沙、固沙的问题?
【陈晓光】:该成套技术在完善以往利用芦苇等材料形成静态防沙体系防止公路杀害的同时,开发利用土工沙袋装满风积沙或采用土工方格等其他材料形成活动沙障,实现自由调节规格和移动,在沙障被刘沙掩埋后可以被提起,恢复固沙效果,使传统的静态固沙转化为动态固沙。另外利用固化剂加强就地风积沙形成沙埂,发挥初级固沙和阻沙作用,配合植物种植,最终形成防沙体系,达到防沙目的。通过上述思路和方法实现“调控固沙 以沙治沙”的防沙理念。
【主持人】:沙漠地区公路路线设计是建设的基础,在公路选线方面,针对沙漠地区的实际情况,我们都提出了哪些新概念?
【陈晓光】:针对沙漠地区实际情况,提出了体现防沙和运营双安全的选线理念,既要采用合理线位减少严重沙害,同时又要采用良好线形满足汽车实际运行速度的需要;提出了公路防沙和环境保护相互收益的原则;提出了线路在宏观上要顺应自然地形、在微观上重点治理沙害;以及线形指标灵活、过度合理等多项合理沙漠地区的公路设计新理念,使设计更加科学合理。
【主持人】:在沙漠公路设计中保护沙漠脆弱的生态环境,实现与沙漠和谐共处也是大家非常关注的,该成套项目技术是如何让达到这一目的的?
【陈晓光】:我们采取合理的技术尽量使公路穿越沙漠,避开绿洲,同时充分利用就地风积沙筑路,变废为宝,这样可以退沙还田、保护耕地,这些成果的推广合理利用了自然资源,保护和改善了生态环境,节约了土地,促进了环境与公路建设协调发展,同时达到了与沙漠和谐共处的目的。 【主持人】:各位朋友,今天我们聊得话题是有关沙漠地区成套建设技术问题。今天作客中国公路网的陈院长是新疆交通科学研究院副院长、总工程师,沙漠地区公路建设成套技术研究是陈院长主持完成的。感谢陈院长的到来,谢谢个位观众朋友的收看,再见!
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