工程技术：公路、桥梁“变形记”

文 / 本刊记者 汪玚

工程技术：公路、桥梁“变形记”

文 / 本刊记者 汪玚

“哪有那么多‘四新’？很多‘四新’是以失去可持续发展为代价的。”交通运输部公路科学研究院首席研究员王旭东表示，不能仅强调所谓的“环保、再生、低碳”，而忽视对其技术可靠性、结构耐久性的评价。

此变形非彼变形。改变的不一定是外形，创新则一定会通过具体工程体现。科技创新不拘泥与形式，但不能以失去可持续发展为代价。

公路养护的N种选择

作为第七届中国公路科技创新高层论坛重要部分之一的路面材料与公路养护技术论坛在上海国际会议中心召开。论坛共分三个板块，国内论坛按召开时间分为两大部分，上午围绕“新材料·新挑战·新发展”的主题，下午以“道路结构与可持续发展”为主题，国际论坛则聚焦路面养护决策及最新技术，开展了一场场别开生面的主题演讲。

新材料·新挑战·新发展

交通运输部公路科学研究院副总工程师黄颂昌就泡沫沥青温拌技术做了分析。

据他介绍，我国温拌沥青混合料技术的研究起步于2005年，根据对国际温拌技术的分析，将研究重点放在表面活性平台的温拌法和有机添加剂温拌法两种方法上。至2011年12月，已有十多个省市铺筑了100多条包括高速公路、城市快速干线在内试验路及应用工程,累计里程超过350公里。

相比于其他沥青拌合技术，他认为温拌沥青具有更多优势——在不牺牲沥青混合料路用性能的前提下，拌和温度可降低至110℃-130℃、碾压温度可降低至80℃-110℃；混合料的设计、拌和及施工工艺与热拌混合料基本一致；具有良好的适应性：不同石料，不同级配，不同沥青；减少燃料消耗，节省20%～30%；基于温拌沥青混合料技术的这些特点，其产品可以用于沥青路面的各结构层，尤其适用于沥青路面建设和维修养护中的薄层罩面和超薄罩面，也适用于有更高环保要求的城市道路的建设和维修养护；另外，还适用于隧道道面的铺筑、旧料比例较高的再生混合料、较低环境温度条件下施工的工程。

“温拌沥青混合料技术是未来发展的方向，是节能减排、绿色发展的需要。”黄颂昌预测。

同济大学教授孙立军、中国沥青协会副会长陆忠义等专家也分别就“高性能RAP冷再生材料设计技术”、“橡胶沥青的最新进展”进行了演讲。

道路结构与可持续发展

“哪有那么多“四新”？很多‘四新’是以失去可持续发展为代价的。”交通运输部公路科学研究院首席研究员王旭东表示，不能仅强调所谓的“环保、再生、低碳”，而忽视对其技术可靠性、结构耐久性的评价。

要减排、低碳——就搞温拌、冷拌；要再生利用——就不管冷的、热的、现场的、厂拌的都搞。“这都是沥青路面建设的误区。”王旭东补充道，“当然，并不是否认这些技术，只是有些关键的基础问题还没有搞清，还不成熟，还需要不断研究与发展。”

王旭东提出，应用性基础研究是我国当前道路技术发展中的最大短板，应将其扎实，并与创新技术的广泛应用，道路结构使用寿命的提升结合起来。“这才是实现道路工程可持续发展，建设绿色交通的三个层次。”

1.寒冷冰冻海域的桥梁多弯道设计

2.佰锐泰克乔治·琼斯

“路面养护是一个长期的过程，社会成本一定要考虑，而这个成本又往往被人们所无视。比如，铺路时发出的噪音、路面施工引起的交通拥堵，这些都需要考虑的社会成本。”赖瑞强调。

在桥面沥青铺装时，铺装层的受荷载和气候的影响严重，容易集中出现坑槽、剥落、脱空、车辙等损坏。而水泥混凝土桥梁桥型复杂，缺乏统一的桥面铺装设计理论与方法，目前大多凭经验设计。

山东省交通科学研究院总工程师王林以青岛海湾大桥为例，分享了他和团队的桥面沥青铺装层研究成果。

王林的研究主要解决了五大问题：从桥面沥青铺装层损坏的机理入手分析不同桥梁结构对桥面铺装层受力状态的影响；铺装层受环境、荷载影响的规律；耐久性的桥梁铺装层结构形式与设计方法；耐久性的桥面防水体系与铺装层材料及其相应的施工技术。

国际路面养护决策及最新技术

在路面材料与公路养护技术国际论坛中，美国国家路面养护中心创办人、中心主任赖瑞·哥尔豪斯担任主持并发表了题为“养护长期计划编制的流程”的演讲，指出路面养护要注重经济可持续、生态可持续、社会责任可持续。在路面养护中，最重要的概念是终端临界点。如果路面达到临界值就需要重修，否则路面损毁，就会浪费更多的人力物力。“这是对经济可持续的考虑。”赖瑞表示。“路面养护的材料含有诸多化学物质，可能会对周围动植物的生长习惯产生影响，要合理使用。”

“路面养护是一个长期的过程，社会成本一定要考虑，而这个成本又往往被人们所无视。比如，铺路时发出的噪音、路面施工引起的交通拥堵，这些都需要考虑的社会成本。”赖瑞强调。

此外，佰锐泰克乔治·琼斯、Mead Westvaco大卫·维尔本等专家也分别以“如何满足路面表面纹理构造要求”、“进入沥青乳化表面活性剂的世界”为题进行了演讲。

用技术理念搭起创新之桥 桥梁快速施工：周末抢通一座桥

4月21日，桥梁建设技术论坛在上海国际会议中心召开。该论坛主办单位是中国公路学会，协办单位是中交公路规划设计院有限公司和美国交通运输委员会（TRB）。

Urban Tech公司的王炜介绍了使用桥梁快速施工技术的最佳工程之一的纽约曼哈顿里斯大道桥梁的重建。他的同事亚当·古森作了题为《宾夕法尼亚州米德尔顿市两条铁路桥梁的重建》的专题报告。亚当·古森称，桥梁快速施工技术为他们节省了很多宝贵时间。例如，铁轨交通中断的时间从六周减少到了短短的一个周末。

福州大学客座教授卡米洛·诺迪作了关于桥梁改装和养护的专题报告。他称，欧洲大部分的桥梁建设于1945年之后，有40至60年的历史，部分桥梁已出现腐蚀的问题，需要进行改装。如果在腐蚀之前对桥梁进行改装，则会节省资金。旧的欧洲标准并不涉及这方面的内容，因此，需要制定新的欧洲标准。

美国联邦公路署原桥梁技术办公室主任敏因·伦和美国交通研究委员会高级项目官员史蒂芬·马赫分两大部分介绍了《美国桥梁快速建设的历史和发展》的专题报告。来自浙江大学教授、博士生导师项贻强、Gannett Fleming公司的汤姆斯·曾科、上海市城市建设设计研究院副院长、总工程师周良、来自美国交通研究委员会的史蒂芬·马赫、来自湖北菲浦桥梁构件有限公司的马特奥·托索分别作题为《ABC桥及中国发展的技术构想》、《马萨诸塞州小跨度桥梁使用钢结构快速置换的创新方法》、《预制拼装桥梁下部结构关键技术研究》、《美国震后应用桥梁快速建设的研究总结》和《新型连续大跨径桥组合隔震设备》的专题报告。

2012年5月，在孟加拉邦戈邦都大桥东引桥选择60m长的半幅桥面，按完整工艺实施CFRP增强复合桥面体系试验段

设计理念创新：让想象成为可能 万米跨径悬索桥理论可行

目前世界最大的桥梁跨径是日本的Akashi Kaykio Bridge，长度为1991米；意大利的麦西那(Messina)大桥的设计已经完成，跨度是3300m……世界上有许多海峡都需要很大跨度的大桥。如：直布罗陀海峡。

事实上，建一座横跨直布罗佗海峡的大桥，一直是工程师们的挑战，应联合国邀请，林同棪建议直布罗佗海峡大桥的跨度为2500m+5000m+5000m+2500m.不同的工程师也提出过不同的理念。

收到原始悬索桥的启发，意大利的Peroni Marco提议一个10000m大跨度悬索桥横跨直布罗佗海峡。但是，这样的结构有很多问题还没有解决。

“一万米跨径的桥梁，究竟是否可行？”美国国家工程院院士、中国工程院外籍院士邓文中抛出了一个很有趣的问题。

“一般的桥梁设计的重点包括安全，实用，经济，美观。今天我们只考虑这样一个大跨度的可能性。那就是——在结构上能不能？即大桥能否承受设计荷载和人在桥上是否安全。”

邓文中像讲故事一样，一点点将万米跨径桥梁在承重力、风荷载、地震、船舶撞击、主缆钢索承受力等多方面因素的可行性进行分析，得出了万米跨度的悬索桥在结构理论上可行的结论。

多塔斜拉桥突破三大技术难题

依托交通部科技计划项目“嘉绍大桥关键技术研究”，和中国交通建设集团科技研发项目“多塔长大斜拉桥关键技术研究”中交公路规划院设计院有限公司副总经理王仁贵在研究多塔斜拉桥关键技术方面花了不少心力。

嘉绍大桥采用主跨428m独柱六塔钢箱梁斜拉桥，为目前世界上最长的多塔斜拉桥。针对嘉绍大桥的建筑实践问题，课题组在国际上首次提出了“双排支座+刚性铰”多塔斜拉桥结构体系和钢箱梁刚性铰新型结构，科学合理地解决了多塔斜拉桥结构体系刚度及长主梁温度变形的技术难题，从构造上实现了主梁纵向伸缩变形，释放轴向力，且同时可抵抗弯矩、剪力和扭矩。针对多塔斜拉桥跨数多、X托架检修盲区难题，王仁贵和同事们研发了全方位多功能钢箱梁检查车，实现了钢箱梁检修的无盲区全覆盖。

CFRP增强复合桥面体系极限承载力试验研究

虽然结构体系实现了创新和突破，但更重要的还是成果推广。“研究拓展了多塔斜拉桥的应用范围，对多塔斜拉桥的技术进步和发展起到了强有力的推动作用。”王仁贵笑得自信。

碳纤维板桥面应用：更科学、更有效、更经济、更安全

通常在桥面铺装体系中，桥梁结构设计时，对桥面铺装层一般不作专门的设计分析，而这可能直接导致桥面铺装层过早出现病害。桥面铺装技术已成为桥梁建设的一项技术难题。

通常在桥面铺装体系中，桥梁结构设计时，对桥面铺装层一般不作专门的设计分析，而这可能直接导致桥面铺装层过早出现病害。桥面铺装技术已成为桥梁建设的一项技术难题。

武汉二航路桥特种工程有限责任公司副总经理李少芳带着“碳纤维板（CFRP）增强复合桥面体系关键技术及工程应用”的研究成果，与在座嘉宾和代表进行了分享。

李少芳表示，通过碳纤维板（CFRP）加固层+过渡层+磨耗层三层功能层组成的增强复合桥面体系，能有效降低铺装层顶部的最大横向、纵向剪应力，降低了裂缝出现的风险。CFRP增强复合桥面体系技术研究的成果，直接指导了孟加拉邦戈邦都大桥桥面修复工程的实施，规避了诸多技术风险，产生良好经济效益和的社会效益。

“虽然进行了该体系在钢桥面应用的理论分析，但并未经过实际工程的检验，效果还待验证。但CFRP增强复合桥面加固体系的成功应用，表明了该体系的科学性、先进性、有效性以及经济性。” 李少芳表示将继续深入研发和改进，使其具有更加广阔应用前景和推广价值。

长大桥梁养护还远不到位

为准确掌握国家干线公路网的路况水平，切实加强路网中公路和桥梁的安全监管，做好成品油价税费改革后燃油税增量资金的分配测算，交通运输部自2011年起，组织国家干线公路网监测，每年检测一定规模的国省干线和40座重点桥梁，现向财政部申请专项资金。2015年将重点隧道纳入监测范围。

交通运输部路网检测与应急处置中心副处长虞丽云就“全国长大桥梁检测问题梳理及处置对策建议”展开了演讲。

我国桥梁一般在运营11～15年后进入养护高峰期。“综合全国160座长大桥梁的情况，按区域，应急培训与演练、养护资金状况、养护管理系统和定期检查资料的统计来看，东部好于西部，西部好于中部。”

虞丽云指出，检查发现，多数桥梁的检查频率不满足交通运输部2007年336号文的要求，个别桥梁自建成通车后，未做过特殊检查；有些管养单位委托的检测单位资质也不满足要求。