2019年美国交通领域重点推广技术一览

译 江苏高速公路工程养护技术有限公司 尹龙 傅松 黄若昀 陆海珠

新泽西州钢结构涂装耐久性检测新方法

在桥梁等钢构物上加涂保护层，是新泽西州交通厅常用的延长钢结构使用寿命的方式。2016年，由于新泽西州交通厅原本用于保护层质控的测试方法不再使用，研究人员不得不开发一种新的保护层耐久性检测方法。

最新研究的耐久性检测方法结合了深度冻融循环和预设环形破坏，能够将检测时间从原来的1～2年降低至6个月。且该方法还可用于涂层耐久性鉴定及室外性能模拟，未来有望应用于所有新加涂层的质量评估。实践证明，采用精确检测方法评估涂装系统，不仅可以节省养护维修成本，还可以减少因涂装层脱落造成的环境污染。

新墨西哥州道路太阳能技术应用

在公路及相关空间上采用太阳能发电技术可以降低新墨西哥州交通运输系统的碳排放量，并产生额外的经济效益。由于意识到太阳能源的潜在效益，新墨西哥州交通厅开展了免费能源——太阳能公路系统研究项目。

该项目总结了美国公路系统11个太阳能项目的经验教训，重点研究了电力购买、土地租赁协议以及光伏系统所有权维护等方面的最优做法。同时，研究人员还分析了在新墨西哥州不同交通运输区域以最低成本采用太阳能发电的经济可行性。项目的推广应用，不仅推进了新墨西哥州交通运输系统能源利用向可再生方向的转变，还有可能为交通部门带来额外的经济收益，该项目预计将在20年内为新墨西哥州交通厅节省30余万美元（约合198.54万元人民币）的能源费用。

马萨诸塞州评估锚固材料安全负荷新流程标准

黏接性和胶凝性的锚固材料易于粘附到既有结构上，可用于加固桥梁、隧道和其他基础设施，但它们也存在易受外界环境侵蚀、在长期拉力作用下会失效等弱点，而这些问题很可能会引发类似2006年波士顿I-90州际高速上隧道塌方的灾难性事故。

为避免安全事故的发生，马萨诸塞州交通厅将锚固材料列入合格施工材料清单（QCML）之前，就开发了一套用于评估该材料强度的新流程。研究人员研究了不同制造商生产的黏接性锚固材料，并分析了不同试件的安装时间、材料强度和在极端温度下的性能等参数，从而制定评估锚固材料是否合格的新标准和流程。根据新标准中的有关要求，马萨诸塞州交通厅将有望采用更高质量的锚固产品，以延长交通设施的使用寿命且节省养护成本。目前，马萨诸塞州交通厅已经对合格材料清单进行了更新，同时正在将一种新的锚固产品用于某桥梁的拆除重建工程。

阿肯色州通过地球物理勘探方法识别道路地下危险

对公路沿线地质条件、危险边坡或基岩进行监测，有助于及时发现潜在的安全隐患，保障道路行车安全，并避免因整治边坡、去除基岩产生的额外支出。阿肯色州交通厅正在尝试使用地球物理勘探方法生成二维、三维的地下地图，从而对公路沿线的此类危险进行精准定位。研究人员选择了浅基岩、弱层边坡等4个试点对各类检测方法进行现场测试，分析了每种方法的优势、收益、成本、局限性和精确度。同时，该研究项目还为阿肯色州交通厅提供了最佳操作方法、设备建议、甄选物理勘探方法的培训材料以及边坡稳定性数据和数据分析结果。

目前，地球物理勘探方法已被证实具有经济效益，在3个建设项目中为阿肯色州交通厅节省了75万美元（约合495.6万元人民币）。如果该方法在该州全面实施，第一年内即可为阿肯色州交通厅节省300余万美元（约合1985.4万元人民币）。

佛罗里达州消除车辆逆行（WWD）相撞事故新对策

自佛罗里达州的逆行相撞事故排名全国第三之后，该州交通部门开始格外重视逆行相撞事故对策的研究。近年来，佛罗里达州交通厅开展了一项针对州内1447个高速公路出口匝道的专项研究，研究人员利用过去发生撞车事件的人员信息数据（包括酒驾司机、65岁及以上的司机或游客）来确定造成每条高速公路匝道出口事故的主要因素。

通过研究，项目为每类事故因素均提供了相应的解决方案和建议，如针对年纪较大的司机，在逆向行驶标牌的周围放置LED灯，为酒驾司机安装红色矩形快速闪烁信号灯。此外，佛罗里达州交通厅还对州内高速公路各出口匝道的风险系数进行了排序，从而确定哪些出口匝道需要优先采用上述解决方案。佛罗里达州交通厅预测，若风险系数靠前的高速公路出口匝道能全面采用研究人员给出的解决措施，几乎可以100%消除州内高速因车辆逆行相撞而造成的事故。

明尼苏达州低成本高效益混凝土梁维修方案

几年前，明尼苏达州交通厅基于密歇根州的一项适用于小规模维修的研究成果，开发出了一种创造性的混凝土梁加固方案，并在一座接近设计寿命的桥梁（其两端混凝土纵梁已严重劣化）上进行了应用。具体做法是使用钢筋笼和混凝土喷浆来维修桥梁的混凝土梁，此举能够节约29万美元（约合191.63万元人民币）的维修费用，且施工过程中不需要封闭交通、增设预制梁或是移除桥面板。

数年后，当明尼苏达州交通厅重修这座桥梁时，研究人员对原桥的旧梁进行了实验检测。结果表明，这些混凝土梁实际上能够承载比预期更多的重量。目前，明尼苏达州交通厅和圣保罗市政府已经在3个项目中应用了该技术，其中包括位于明尼那波利斯市中心的I-94桥梁维修项目。许多其他州的交通厅也计划从明尼苏达州引进这项新技术，并将其应用于本州内桥梁混凝土梁的维修项目。

南卡罗来纳州开发新款App应对洪水

南卡罗来纳州交通厅与美国地质调查局合作开发了一款App，通过使用激光雷达测算出的海拔和水流数据，该应用程序能描绘出南卡罗来纳州的集水区，并生成该州专用的水流统计数据和地理图层。同时，工作人员还可以利用App比较历史桥梁冲刷数据，并完成特定地点的间接流量计算。

值得一提的是，该App缩短了南卡罗来纳州交通厅工程师获取所需信息以确定泄洪范围和设计泄洪区域所需的时间。以前获取一个集水区的信息需要几个小时甚至几天的时间，通过该App可以将这个过程缩短到5分钟以内。据南卡罗来纳州交通厅估算，该应用程序在未来10年内可为本州节省2000多万美元（约合1.32亿元人民币）的工程成本。

爱荷华州用于快速桥梁施工的新型混凝土混合料

过去的许多年间，在快速桥梁施工项目中，爱荷华州交通厅都是利用超高性能混凝土（UHPC）来连接预制T梁的面板。虽然UHPC强度高、耐久性好，但使用过程中非常耗费人工并且价格昂贵，每立方米材料约需1.31万～1.96万美元（约合8.64万～12.96万元人民币）。

为了寻找一种价格较低的替代品，爱荷华州交通厅和爱荷华州立大学的研究人员研发了一种新型T梁连接材料，主要由一种早强混凝土与聚丙烯纤维混合而成。研究人员在实验室内分析了这一新材料的黏接性，并通过电脑建模分析确认该材料符合AASHTO规范中规定的强度和疲劳极限状态下的性能。随后进行的卡车荷载条件下的足尺现场实验也充分证明了这一新材料的黏接性能。

据介绍，早强混凝土的施工要求与传统混凝土类似，每立方米价格仅为1046美元（约合6911元人民币）。目前，爱荷华州交通厅已经将这一新材料用于多座桥梁的设计中，预计累计节省资金80万美元（约合528.64万元人民币）。