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济南时报:济南大东环项目建设中的“黑科技”

济南时报:济南大东环项目建设中的“黑科技”

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  • 发布时间:2020-06-21 10:42
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【概要描述】作为济南“三环时代”路网建设的重要一环,大东环项目计划年底前通车,这条具有重要意义的高速路在建设中采用了科研成果转化落地的“黑科技”:装上了“神经”和“骨骼”,即可以进行预警的机敏带和排扣式嵌固土工格栅。

济南时报:济南大东环项目建设中的“黑科技”

【概要描述】作为济南“三环时代”路网建设的重要一环,大东环项目计划年底前通车,这条具有重要意义的高速路在建设中采用了科研成果转化落地的“黑科技”:装上了“神经”和“骨骼”,即可以进行预警的机敏带和排扣式嵌固土工格栅。

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来源:《济南时报》2020年6月20日第06版

作为济南“三环时代”路网建设的重要一环,大东环项目计划年底前通车,这条具有重要意义的高速路在建设中采用了科研成果转化落地的“黑科技”:装上了“神经”和“骨骼”,即可以进行预警的机敏带和排扣式嵌固土工格栅。

一方面,作为“神经”的机敏带可以及时预测道路可能会出现的安全隐患,并进行预警,同时,作为“骨骼”的排扣式嵌固土工格栅可以对路基进行加固,让道路“寿命”更长久。这项技术获得了国家科技进步二等奖和山东省科技进步一等奖。

道路隐患 黄河中下游地区多粉土路基道路容易受损

“我们在高速公路上开车,经过桥头位置时,有时会出现‘跳车’现象,这其实是桥面和路基连接处不均匀沉降造成的,我们团队研制、推广应用的不均匀沉降预警与防治系统就能很好解决这个问题。”在前往济南大东环项目施工现场的路上,山东大学交通新材料产业化中心研究员李邦亮说起大东环使用的这项“黑科技”在不同场景应用所带来的巨大作用时很是自豪。

6月10日下午,在大东环项目建设施工现场,山东省交通运输厅的相关领导和专家亲眼目睹了这一科技成果的使用情况:通过采集预埋在道路内部机敏带传出的信号,在电脑和手机上实时看到了路基内部的变形情况,一旦超过了变形安全值,系统就会产生预警信号,新款特制排扣式嵌固土工格栅的作用也引起了现场专家的热议。

“黄河中下游地区粉土路基建造支撑技术”项目即不均匀沉降预警与防治系统是由山东大学土建与水利学院副院长崔新壮教授带队经过数年攻关研制而成。崔新壮介绍,黄河中下游地区粉土覆盖6省市,有110万公里公路在此穿过,粉土路基容易出现路基沉陷、边坡坍塌等,给社会经济造成严重损失。

面对这种现状,从2005年以来,科研团队一直在攻克面向粉土路基建造的技术难题,最终研究出了智能机敏带及排扣式嵌固土工格栅。崔新壮表示,这两项技术就像“神经”和“骨骼”,植入高速公路中,让其更安全、寿命更长久。

如何预警 在高速路内铺设机敏带发现问题随时“报警”

对于机敏带如何实现预警,李邦亮做了一个通俗易懂的解释:机敏带的原材料是塑料,在塑料里面加上导电聚合物,这样塑料就会导电,道路变形就会影响机敏带的电阻,采集器可以通过机敏带电阻的变化判断出路基有无出现问题,并提前发出预警,从而实现对路基內部变形的分布式监测。

崔新壮解释,塑料这种材质使用寿命较长,而传统的光纤、传感器等材料因使用成本高、存活率不高等原因一直不能广泛推广使用,塑料材质可以使用百年或者更久。

如何防治 新款排扣式嵌固土工格栅让路基更加稳固

科研团队在预警的同时也同步设计了让路基稳固的措施,即使用排扣式嵌固土工格栅。

这种格栅和一般格栅相比,通过二次注塑工艺,形成了特有的排扣结构,使排扣与土粒之间互相握裹,增强了筋土界面的相互作用力,大幅提高了格栅整体的摩擦系数,网孔还能对土体进行有效嵌锁,可以有效地防止不均匀沉降和连接处错层,可以用来加固补强路基,特别适合旧路拓宽、高填方边坡、采空区、软湿地基等场景。

此次大东环使用这项“黑科技”的路段在章丘圣井立交附近,这里部分路段位于采空区,建设单位原计划是进行浇筑填埋,但这样成本较高。在得知这项技术后,大东环项目办负责人刘强决定采用这项新技术,在他看来,一方面这项技术已经有成功的经验案例,同时敢于探索、尝试、接纳新的技术,让科技成果落地,才能实现更大的经济社会效益。

根据测算,如果在大东环经过的采空区路基进行注浆处理的话,不仅时间周期长,而且成本高,采用这种新款格栅可以缩短施工周期,也能省下近三千万元的费用。
推广应用 技术转化成熟,成本经济划算有高速路已用上这项“黑科技”

山东大学参与该项目的教授张炯表示,其实一项科研成果的落地并不是一件容易的事,从该项目的研发到落地经历了近十年的时间,“需要经历一个从原型研发到产品中试,再到最后有项目能够接受应用该产品并不断完善的反复过程。”

山东交通学院的教授李晋也是这项技术研发团队的核心成员,对这项技术从初期研发到真正落地的艰辛也是感同身受。“看到这项技术能够真正应用到高速路建设工程当中,吃过的苦受过的累也是值得的。”山东交通学院科研处处长来逢波为李晋团队提供了许多实际的科研支持,看到成绩,大家也都感到由衷的高兴。

在回答为什么在大东环项目中设计使用这项新技术时,山东交通规划设计院三分院院长于坤说,“这项技术是山东大学崔院长团队历经数年研发而成,获得了国家科技进步二等奖,技术领先,而且近年已经在数个高速路段进行了科学的试验验证,取得了良好的效果,新技术不仅能够节省工期,提高工程质量,还能降低工程成本。”

现在,这项技术已在逐渐应用和推广。李邦亮介绍说该项技术已经先后应用到京台高速、日兰高速拓宽、G22青兰高速、济南大东环等多个项目,多个应用场景,产生了良好的经济社会效益。

 

 

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