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新材料、新技术、新工艺在公路项目中的应用

【1】虚拟仿真与安全评价技术

为了验证设计方案的科学性和行驶安全性，本着对设计任务负责的态度，保

证总体设计质量，对全线设计成果方案进行运行速度的测算与分析，以及虚拟仿

真系统的安全评价。

运行速度安全评价方法是以车辆的实际运行速度作为主要依据和衡量指标，

进行公路路线平纵几何线形设计合理性分析和安全性验证，已经是公路安全评价

和交通安全审计工作的一个重要组成部分。通过测算运行速度进而对项目的路线

几何设计、路基路面、桥梁、隧道、路线交叉和交通工程及沿线设施的设计、

布置进行综合评价。

同时利用《公路虚拟仿真系统与安全评价系统》首先根据路线平、纵、横几

何参数，以及数字地面模型，建立起准确的公路三维立体几何模型。然后利用仿

真技术和空间两点通视原理，车辆分别在单向行驶的两个车道的中心点位置，

测算出驾驶员视点位置所能看到前方路面上物体的最远距离，将设计视距、运

行视距和空间视距沿同一路线桩号绘成曲线图并叠加起来,通过对运行视距和空

间视距、设计视距的分布关系的分析，对线形的视距进行全面检验，确保本项

目投入运行后的安全使用。

该技术实现了在公路路线几何设

计的同时，可实现公路项目的虚拟再现，

实现身临其境逼真地行车模拟和驾驶模

拟，从而实时进行运行速度和视距分析，

直接输出运行速度和视距分析成果。该

技术已经在多个高速公路项目中得到了

全面的实际应用。加航空影像后形成的三维虚拟空间

虚拟仿真与安全评价技术的应用，将为本项目勘察设计阶段的安全评价分析

提供了可靠的技术支撑，同时，该技术也可为本项目的总体景观设计和绿化设计

提供可视化的平台。

【2】新型生态挡墙和路堑边坡计算机智能仿真系统的应用

钢丝网片柔性生态挡墙土工格栅反包生态挡墙

对于地势起伏较大，景观要求较高，或工后沉降较大的路段，支挡结构采用

传统的浆砌圬工挡墙存在不生态环保，抗变形能力差的缺点，可采用柔性生态挡

墙，有效节约土地，并与周围环境和谐的融为一体，该技术在高速公路中均有成

功应用的经验。

影响本项目边坡稳定的地质因素主要有：①断裂构造；②松散坡积体和风

化层厚度较大；③节理发育，片理外倾或存在软弱结构面。因此应根据边坡岩

性组成、稳定影响因素确定采取针对性的措施：为确保边坡设计的安全，本次拟

采用“边坡三维虚拟场地数字化分析系统”进行有针对性的工点分析及设计，

确保每一处高边坡的稳定。

【3】长上坡路段玄武岩纤维混凝土的应用

玄武岩纤维沥青混凝土是一种通过掺入纤维材料，改善沥青胶浆以及沥青混

合料的综合性能，从而提高沥青路面使用品质的复合材料。相比于其它改性方

法，可以阻止混凝土结构中裂缝的扩展并减少车辙流动变形和疲劳破坏的出

现，对于延长沥青路面的使用寿命具有显著作用，因此玄武岩纤维改性沥青混

凝土近年来得到了越来越多的研究和应用。

根据“玄武岩纤维在沥青路面工程中的应用研究”成果表明，在长上坡路段

沥青混凝土上面层添加玄武岩纤维后沥青混合料具有高温抗车辙性能、耐久性、

低温抗裂性、水稳性均显著等路用性能，能有效降低道路全寿命成本，延长道路

使用寿命，减少道路养护费用。

【4】考虑上部弯曲及结构体系抗推约束的刚构墩计算精细化分析

在山岭重丘地形中，公路项目在跨越峡谷、水库时，采用高墩连续刚构桥梁

情况较多，甚至常规的装配式T梁桥，在墩高较高时，某些情况下也会采用墩梁

固结体系。当墩高较高时，与多跨连续梁相比，墩梁固结结构体系改善了上部主

梁墩顶处的受力，有利于减少主梁高度、截面尺寸，但合理进行下部桥墩设计

及稳定性分析，变得尤为重要。刚构墩作为承受较大轴向力的压弯构件，在进

行截面构造设计及配筋时，需选择适当的计算长度系数，可以说计算长度系数

的选取，对桥墩设计及计算是一个非常重要的参数。但目前规范对构件计算长

度系数的选择，定义较为模糊。我国规范计算长度系数偏小，偏于理想化。英

美规范通常会考虑构件初始缺陷或边界条件非理想状态，会适当修正系数,如上

下两端固结时，英国BS5400取0.7系数,而美国AASHTO会取偏安全的0.65系

数。目前在实际应用时，国内工程设计人员在计算长度系数选取上，存在偏保

守、或偏不安全现象。

对于长细比较大的山区刚构高墩，计算长度系数选取与主梁的