[01633473]公路改扩建旧路交通设施再利用关键技术研究

本课题为天津市交通运输委员会2017年科技计划项目,课题编号为2017A-22。 本项目研究成果主要应用于公路改扩建中旧路交通设施的再利用。《国家公路网规划（2013~2030年）》明确指出,至2030年,建成国家公路网约40.1万公里。新增普通国道建设以既有公路升级改造为主,其中利用原国道10.4万公里、原省道12.4万公里、原县乡道2.9万公里,合计占规划里程的97%,只有3%约0.8万公里需要新建;目前达到二级及以上技术标准的普通国道路线约占60%,按照未来基本达到二级及以上标准测算,共约10万公里需要升级改造。而公路网也以原路网框架为基础进行建设,相对于新建来说,扩建具有占地少、环境影响小等优点,是公路进行扩容的理想方案,预计公路扩建也将成为未来10年内公路工程建设中的热点。 公路改扩建不同于新建,充分利用好旧路资源对于节约资源和成本作用重大,目前关于旧路路面的再利用问题研究的如火如荼,并取得了丰硕成果和可观的经济效益。但旧路交通设施再利用方面还没有成熟、系统的研究成果和相关报道,尤其是缺乏对旧路交通设施再利用性能的评估标准,致使大部分的交通设施再利用方案并未得到大面积的推广应用。 目前公路旧路交通设施的再利用很盲目,一方面,许多旧路设施（安全设施、监控设施、环保设施、收费设施等）在改扩建时并未达到使用寿命,甚至性能完好,仍有再利用价值,但由于没有相关的再利用价值评价标准、技术规范、施工技术,并受政策约束,导致许多交通设施未能充分再利用,而做了抛弃处理,不仅造成巨大浪费,也对环境造成一定破坏。另一方面,也有部分交通设施在改扩建时虽满足使用性能要求,但从全寿命周期角度考虑,可能会增加后期养护、管理成本,若改扩建中再利用,将得不偿失,但仍存在盲目利用的情况。因此在道路改扩建中如何合理的利用好旧路设施,对于降低公路改扩建成本、维持公路安全运营、促进交通事业的节能减排都具有重要意义。 本课题将在对旧路资源充分调研基础上对适宜再利用的交通设施进行筛选,而后依据道路工程技术规范和相关专业知识,基于全寿命周期造价分析理论,制定旧路交通设施再利用价值评判标准,研究旧交通设施再利用性能维护与改善方案,提出相应的再利用技术手段和施工工艺,系统对旧路设施再利用展开研究,从而实现旧交通设施的有效利用并形成相应的技术指南,为今后公路改扩建旧路设施再利用提供技术支持。该研究不仅具有巨大经济效益,而且符合我国当前“节约型”社会要求和可持续发展趋势。 项目取得的主要研究成果如下： （1）研究交通设施现状调查方法、再利用指标检测方法及性能实验方法,对旧路交通设施现状进行调查分析。 （2）分别对护栏设施、绿化植被、服务设施、机电设施、交通标志等交通设施进行再利用技术可行性研究,针对性提出各自的再利用技术方案。 （3）结合交通设施现状调查结果及再利用性能评估实验结果,从工程、技术和经济的角度对护栏设施、标志设施、绿化设施、机电设施给出各交通设施再利用价值综合评估方法及标准。 （4）进行两种旧波形梁护栏设施的新型升级改造方案详细设计,并进行两种方案的碰撞仿真实验。 （5）撰写了交通设施再利用技术标准和施工指南。 本项目所取得的成果的创新型主要体现在一下几方面： （1）构建了旧交通设施再利用性能评价指标体系 在充分调查的基础上,从外观、材料以及力学性能三方面构建了旧路护栏设施再利用的评价体系,可判定旧路设施再利用的可行性。 （2）设计了护栏再利用性能指标值检测实验方案 针对碰撞发生时车辆的受力特点,设计了静载、立柱抗拔、立柱抗拉进行护栏再利用力学性能指标值检测实验方案。 （3）提出了波形梁护栏立柱升级改造方案 针对《公路交通安全设施设计细则（JTG/T D81-2017）》中的波形梁护栏构造和尺寸变化（相对于旧规范的碰撞点增高、立柱埋深增大、二波形梁板转化为三波形梁板）问题,项目提出了旧波形梁护栏设施的防撞性能升级改造的方案,并利用碰撞力学仿真试验对升级改造方案护栏的防撞能力进行验证。 本项目研究可有效指导旧路改扩建工程中交通设施的再利用,有利于实现资源的充分利用,有助于弥补我市相关技术规范的不足,可显著降低公路改扩建工程的工程费用。项目中提出的交通设施再利用方案,可为今后公路改扩建旧路设施再利用提供技术支持,有助于提升我市交通运输行业综合服务水平。