科技创新为陕西交通又好又快发展保驾护航

新世纪以来，陕西高速公路建设的主战场从八百里秦川转向陕南和陕北，秦巴山区、黄土沟壑区和沙漠地区的地理地貌和生态环境条件复杂多变，是公路技术领域的两种极端环境，有许多新的技术问题有待研究。在进一步加快高速公路建设的新形势下，要实现高速公路建设又好又快发展，仅仅有吃苦的决心还远远不够，很大程度上取决于科技创新能力。 
　　创新，是交通科技之魂。从塞上大漠、黄土沟壑到秦巴山区，陕西交通人用自己的智慧和汗水书写着动人的乐章！“天下第一隧”、我国第一条沙漠高速公路、高墩大跨桥等一系列成果…… 
　　无不验证着科技创新的魅力。每一项建设工程都在努力地创新，创新给交通科技注入新鲜的血液和无穷活力，从而在创新中嬗变，在创新中飞跃。有力地保障了重点工程建设，促进了交通技术进步，推动了经济社会与环境协调发展。 
　　陕西是我国科技教育大省，也是交通科技重镇。这里拥有长安大学、西安公路研究院（原部属西安公路研究所）、中交第一公路勘察设计研究院、中交第二公路工程局、中交西安筑路机械有限公司以及一大批铁路科研、设计和施工单位，科技人才和科研实力雄厚。 
　　陕西地处内陆，位于中国地理的中心，区位联系我国东西南北，是我国重要的交通枢纽。陕北是沙漠、黄土沟壑、生态脆弱区，关中是黄土平原区，陕南是山陵重丘和自然生态保护区，山区面积占全省总面积的80%，覆盖长江、黄河两大水系，纵跨南、北两大气候区。地质地貌和气候条件多变，兼具了西北、西南、中原、华北和东北的公路自然条件。桥涵隧道数量多，路面类型齐全、使用条件苛刻，有着丰富的公路科研条件和对象，是天然的公路科研试验场。 
　　十一五以来，交通科技工作者紧紧围绕全省交通发展中心任务，积极实施“科技兴交”和“人才强交”战略，加大科技投入，加强科技指导，改善科研条件，科技创新能力不断增强。2001至2009年，共立项369个科技项目，投入资金1亿余元，共获得国家、省、部科技奖项85个，其中，3个国家科学技术进步二等奖，2个中国公路学会科技特等奖，7个陕西省科学技术一等奖、26个二等奖、42个三等奖， 1个中国航海学会科技成果一等奖。已完成的8个交通部西部建设科技项目取得直接经济效益8亿多元。 
　　陕西省交通运输厅立项支持和推介的“汽车综合性能检测关键技术研究、系列产品开发及其产业化”，“沙漠地区公路修建成套技术研究”和“公路半刚性基层材料结构理论、多指标控制设计方法及工程应用”等3项科技成果获得中国科学技术进步二等奖，“沙漠地区公路修建成套技术研究”和“秦岭终南山公路隧道建设与运营管理关键技术”获得中国公路学会科学技术特等奖。 
　　科技引领和支撑交通发展 
　　通过软科学研究、科技攻关、研究开发、引进消化等多种形式，开发应用了一批先进实用的成套技术和装备，为交通运输和基础设施建设提供了必要的技术保证，有力地推动了我省交通行业的技术进步。 
　　软科学研究成果促进了交通决策科学化。省交通运输厅先后开展了《陕西省农村公路运输发展战略研究》，《关于加快陕西公路发展的规划》、《陕西省交通信息化规划》等一批软科学课题研究，其成果在国道主干线、西部大通道和我省公路规划及全省交通信息化中得到采纳。对陕西省乃至全国交通发展产生重大影响，提高了交通发展规划的质量和水平，对陕西省公路交通建设起到了重要的决策参考作用。 
　　公路技术研发成果支撑了公路建设全面提速。依托重点公路建设需要开展了一系列重大和关键技术攻关，参与完成的我国高速公路沥青路面典型结构---半刚性继承沥青路面的理论设计体系，形成了具有我国特色的高速公路设计施工规范和标准体系，为我国高速公路的大规模兴建奠定了技术基础，为我国公路交通技术进步做出了重要贡献；沙漠地区高速公路修筑技术填补了我国在沙漠地区修筑高速公路关键技术的空白；结合秦岭终南山公路特长隧道建设开展的特长隧道通风、防灾、监控等技术的研究，在理论和实践方面均有重大突破；黄土地区公路成套技术研究，首次在国内完成了黄土地区公路技术的集成研究，处于国内领先水平；以机场高速公路排水性路面工程为突破口，使改性沥青新技术、新材料、新工艺在我省得到推广应用，显著提高了高速公路建设质量和交通科技水平。这些科技项目的实施对陕西省乃至全国交通行业都具有深远的影响。 
　　水运科研成果为水路交通发展提供了技术服务。以汉江航运建设工程项目为依托的《汉江（陕西段）航运关键技术研究》成果达到国际先进水平，研究成果已应用于工程实践，取得了良好的经济社会效益。 
　　高新技术研发和信息化建设提升了行业管理服务水平。西安公路研究院承担的国家标志性工程“江阴长江大桥”、“南京长江二桥”和“沪宁高速公路”通讯、收费、监控三大系统的设计与施工，达到了国际先进水平；我省交通工程机电系统的研发、设计和施工处于国内技术领先水，完成的陕西省高速公路联网收费中心和一卡通工程，河南和湖北两省的高速公路联网收费系统软件工程，在全国具有广泛的影响，是科技产业化的典范。路面管理(CPMS)、桥梁管理系统(CBMS)在全省范围的推广应用提高了公路养护管理水平。开发应用了电子稽查征费和银行代征系统、远程视频会议系统，以及交通运输厅门户网站、各专业公众信息网，扩展了交通服务社会、服务用户的能力。 
　　“第一长隧”见证科技魅力 
　　千百年以来，横亘千里的秦岭似一道巨大的屏障，阻隔着南北的交往。而每年冬季动辄上千辆车因天气原因被堵山中的新闻不时见诸报端，更让交通人心焦。 
　　2007年1月20日对陕西高速公路来说是一个值得铭记的日子，这一天有着“天下第一隧”之称的秦岭终南山高速公路隧道向世人敞开了胸怀。15分钟穿越秦岭，奇迹出现了！使西安至秦岭南边的柞水县城行车时间由原来的3小时缩短为40分钟。让有西安“后花园”之称得柞水县旅游“井喷”。一户农家一天就卖了800斤核桃，全县几乎所有的豆制品加工企业都在加班生产，当地的木耳、蘑菇、板栗、核桃、土鸡蛋、豆腐等土特产品全部脱销。当地人打趣说：“从没想过，还有掏钱买不到东西的时候。” 
　　在一无经验可循、二无现成技术支持的情况下，仅3年半就打通隧道，5年多就建成通车，成为我国甚至全世界公路隧道建设史上的里程碑。这就不得不说科技对隧道又好又快建设起着的重要支撑作用。由陕西省公路局牵头，组织长安大学、西南交通大学等10个大专院校、科研单位、工程管理单位的专家学者、工程技术人员110余人进行技术攻关的交通部西部公路建设科技项目“秦岭终南山特长公路隧道关键技术研究”，对特长隧道通风、防灾救援、监控、环保、管理与养护、信息等6个方面的问题进行了深入研究，在隧道关键技术上取得了突破性进展，极大地提高了我国隧道技术水平。目前成果被国内近百座公路隧道所采用。依托研究项目建设的多竖井通风、火灾模式下通风、隧道监控等3个世界水平的试验基地，为以后隧道试验创造了有利的条件。在已经完成的科研任务中，在理论和实际技术等方面取得了20余项重大突破，其中通风技术、防灾救援技术、监控技术成果达到国际领先水平，管理与养护课题达到国际先进水平，环保研究的3个分课题分别达到国际领先或国际先进水平。 
　　秦岭终南山隧道以它的建设规模和难度、建设和运营管理技术的复杂程度受到世界各国和全国工程技术界的高度关注。这一工程创造了我国高速公路隧道建设史的六项之最：世界上第一座最长的双洞高速公路隧道，单洞全长18.02公里，双洞共长36.04公里；第一座由我国自行设计、自行施工、自行监理、自行管理、综合技术水平最高的高速公路特长隧道；世界口径最大、深度最高的竖井通风工程；拥有世界高速公路隧道最完备的监控系统;世界上最先进的高速公路隧道特殊灯光带；首次提出策略管理理论,运用首套策略自动生成软件,对火灾交通事故养护等方面进行自动监测和管理。从这种意义上讲，秦岭终南山公路隧道建设和技术意义不仅是陕西的，也是全国和世界的。它的建成通车吸引了社会各界的眼球，各大媒体竞相报道，许多媒体称： 
　　陕西人用他们的意志与智慧，创造了一个“现代神话”！许多外国同行来参观时，为我们的伟大创造而惊叹。国际隧道协会主席哈维.帕克先生在考察时更是表示：“秦岭终南山公路隧道是世界隧道人的自豪！” 
　　沙漠高速公路填补我国空白 
　　先贤说，世上本无路，人走的多了就有了路。 
　　但是在沙漠地区恐怕走再多的人，也难产生一条路！ 
　　大漠孤烟直，长河落日圆。 
　　景象不可谓不美！ 
　　然而，在漫天黄沙中修筑公路尤其是高速公路其难度可想而知。 
　　为建设西部强省，加快陕北发展，我国第一条沙漠高速公路榆林至靖边高速公路应运而生。在没有相关的沙漠公路建设标准规范的情况下，陕西省交通厅为了确保沙漠公路的建设质量需要，在陕西省承担的交通部西部课题“沙漠地区公路路基施工及质量控制技术研究”和“沙漠地区公路路基压实标准及方法研究”阶段性研究成果的基础上，编制了《榆林至靖边高速公路沙区路基施工技术规程》。同时，为了使更多的工程技术管理人员了解掌握该《规程》和其他相关研究成果，仅在榆靖高速公路就举行了4次较大规模的技术培训，累计培训技术人员近300人次，为成果在陕西省其他沙漠高速公路上的顺利推广提供了技术保证。在工程大规模开建以前研究工作和试验段实施先行一步，研究内容紧贴工程实际，解决了沙漠公路路基压实标准、检测试验方法、路基设计参数、施工工艺问题，在工程建设中全面推广应用，及时指导了工程建设，确保了研究成果的针对性、实用性和可靠性。“沙漠地区公路路基施工及质量控制技术研究”、“沙漠地区公路路基压实标准及方法研究”两个项目，不仅产生了直接经济效益2.98亿元和2.81亿元，而且极大地改善了沿线沙漠地区的防风固沙和绿化美化效果，被当地政府和农林环保部门称赞为“生态路”，社会效益非常显著。 
　　2006年12月22日，陕西省沙漠高速公路修筑养护综合技术研究迎来收获的日子，通过广大公路科技工作者的努力攻关和沙漠公路建设者的辛勤耕耘，经榆林至靖边、靖边至王圈梁、榆林至陕蒙界等几条沙漠高速公路的推广应用、验证，“沙漠高速公路修筑养护综合技术研究”课题通过验收。课题研究成果填补了国内甚至于国际沙漠公路建设在这一领域的空白，解决了沙漠高速公路建设的关键技术，经济社会效益显著，总体达到国际先进水平，具有广阔的应用前景。课题作为交通部西部课题的关键组成部分获得中国公路学会特等奖、中国科学技术二等奖、陕西省科技进步一等奖。 
　　高墩大跨桥——穿越千沟万壑的飞虹 
　　随着一条条高速公路的相继建成，高墩大跨桥已成为陕西省公路交通一道道迤逦的风景。 
　　深沟大壑，不仅给人民群众生活带来不便，更是长久以来陕西省众多地方发展的瓶颈之一。让更多得群众享受便捷交通，这既是陕西省委、省政府的要求，也是交通人的责任。在沟壑纵横的黄土高原和千山万壑的秦巴山区修建高速公路，高墩大跨桥于是成了最佳的选择。 
　　当年，为了攻克深沟区桥梁设计难关，陕西省交通厅与相关单位成立“大跨径预应力混凝土曲线连续刚构桥研究”和“高墩大跨设计施工关键技术研究”课题，把现有的四大类型桥梁，组合成17种桥型，如斜拉桥、吊桥等都进行了方案比较，经过反复计算、验证和比较，预应力混凝土连续刚构桥以其跨越能力强、结构性能好、简单实用、造价低等特点脱颖而出，被认为是最适宜的高墩大跨桥型。其中“大跨径预应力混凝土曲线连续刚构桥研究”课题组经过3年半的努力，完成课题全部内容，通过交通部的鉴定，达到国际先进水平。 
　　由于陕西省沟壑地形的独特，高墩大跨桥梁的修建在全国尚无现成经验可循。比如，黄延高速的洛河大桥，在设计之初是亚洲同类桥梁中最高的，这种高度远远超出了现有的规范，无成熟依据可参考，为设计者提出了挑战。设计单位吸取国内同类桥梁的经验教训，参考了美、俄、日等国的规范，对设计参数不断修正，同时邀请到我国具有连续刚构桥施工经验的专家前来座谈交流。在设计和施工人员的努力下，许多技术难题一一破解。随着洛河大桥的建成，“亚洲第一高墩”的美誉也随之而来。 
　　经推广，该科研成果在已经建成通车的禹阎高速公路太枣沟特大桥、金水沟特大桥，黄延高速公路的淤泥河特大桥、链达沟特大桥、葫芦河特大桥、东龚家塬特大桥、洛河特大桥、老庄河特大桥、杜家河特大桥等项目上得到应用，对桥梁设计及桥梁施工变形控制起到指导作用，取得较好经济效益。而更多的高速公路大桥正在建设中，它还将发挥更大的作用！ 
　　新技术新工艺提升路面质量 
　　近年来我国高速公路发展取得令世界瞩目的成就，通车里程已跃居世界第二。但公路建设的质量存在着许多令人担忧的问题：我国高速公路的设计寿命一般为15年，而实际使用寿命与之相差较大，有些路段在通车的第二年就开始出现局部裂缝、坑槽等病害现象，有的公路使用不到一年，路面损坏就近20%。路面过早破坏在经济上造成的直接损失是十分巨大的，同时，也妨碍了公路交通的正常运行，由此带来的间接经济损失更不容忽视。如何避免路面早期破坏，交通人想了很多，也做了很多。 
　　以2006年通车的榆蒙高速、靖安高速和2007年通车的咸永高速等项目为例，这些项目在建设中依托科技创新，邀请专家、设立课题组，研制、应用沥青混合料生产过程监测仪、沥青混合料质量分析评价软件、沥青路面摊铺平整度监测仪、路面无损压实度计及路面施工温度计等，方便、实时、连续的监测和评价沥青混合料的生产质量和沥青路面的整个施工质量。使用沥青混合料转运车新设备，解决了沥青混合料级配离析和温度离析问题；通过路面施工过程质量控制，将因施工质量不佳而对路面造成的影响降低到最低限度。2007年陕西省交通厅向全省所有在建高速公路项目推广应用。 
　　SMA是沥青玛蹄脂碎石混合料的英文简称，是一种新型沥青混合料，以优良的高温抗车辙能力、低温抗裂能力和优异的抗滑性能、耐久性能闻名于世。这种路面全面提高沥青混合料和沥青路面的使用性能，延长路面使用寿命，还将减少使用时的维修养护费用。2007年，陕西省第一条SMA路面在咸永高速公路成功铺筑，为全省推广应用SMA路面积累了宝贵的实践经验。 
　　同时,许多高速公路项目将原设计乳化沥青下封层、粘层调整为改性热沥青碎石封层及乳化改性沥青粘层，增设煤油稀释沥青透层用以加强各层之间的粘结力,解决面层之间推移，缓解刚性基层热胀冷缩对路面的影响；在上面层采用水洗料和机制砂；为增强层间结合，对桥面水泥混凝土铺装层表面进行铣刨处理，增加混凝土表面粗糙度…… 
　　通过这一系列新技术、新材料、新工艺和新设备的推广应用，使陕西省高速公路建设始终处于良好的质量受控状态。不仅建设速度明显加快，而且各项技术指标不断创造佳绩。近年来，就有西安绕城高速、机场高速六村堡立交、勉宁高速、西禹高速金水沟大桥等工程获得国家优质工程银质奖。 
　　巍巍秦岭无语，见证着三秦大地交通事业的沧桑巨变；汤汤江河有声，歌唱着交通事业的每一次飞跃。在建设西部强省的征途中，交通人正以开放包容、自强不息的精神谱写着新的华章，而这每一篇华章，无不闪耀着科技创新之光。