文/王林
供圖/山東省交通科學研究院

青臨高速公路
“十三五”時期,山東公路發展碩果累累,這一切自然離不開科技創新的引領支撐。作為山東省唯一的綜合性交通運輸研究機構——山東省交通科學研究院(以下簡稱“山東交科院”)牢記職能使命,頑強拼搏和無私奉獻,成為一支科技支撐交通運輸發展的積極力量。
“十三五”以來,山東交科院始終堅持科研立院理念,面向交通運輸領域,全面推進科技創新工作,形成了一批有影響力的項目和成果,為山東省交通運輸行業高質量發展提供了源源不斷的新動能。特別是道路工程科研和結構工程科研團隊,始終緊扣公路高質量發展需求,把創新擺在核心位置,著力實現平臺建設、科學研究、成果轉化的系列創新,有力支撐并引領了山東交通高質量發展。
在山東交科院開放包容、鼓勵創新的環境下,道路工程科研團隊的創新能力實現了從活力、動力、凝聚力到創造力的演變。
以公路高質量需求為引導,道路工程科研團隊不斷取得創新成果的突破,連續5年獲得省部級科技獎勵,累計完成30多項省部級重大科研項目,獲授權發明專利20余項、實用新型20余項、軟件著作權10余項,主持和參與制定國際、國家、行業和地方標準10余項,獲交通運輸部科技成果推廣認證10多項。
道路工程科研團隊積極探索小團隊化的模式改造,建立各類靈活多變的跨學科小型科研團隊。一方面,探索推行“短、平、快”的扁平化管理模式,破除傳統層級管理的局限,通過放權給科研人員,鼓勵和激發團隊的敏捷性和創造性。另一方面,通過“團隊—大項目”的小團隊聯動形成大團隊模式,凝聚合力進行重大項目攻關,同時有針對性地根據高質量發展需求培育新的創新團隊。團隊先后獲“全國工人先鋒號”“全國交通系統先進集體”“山東省創新型班組”“山東省工人先鋒號”等榮譽稱號。
在原有2個省部級平臺基礎上,“十三五”期間,道路工程科研團隊增加各層級科技創新平臺8個,與山東高速集團、京博集團等成立聯合創新中心2個,獲批博士后科研創新實踐基地1個、行業科普教育基地1個,成立勞模創新工作室3個。各種平臺資源全面對外開放,多元化學科團隊加速形成,道路工程科研團隊成為學術研究和技術交流的重要基地以及全新的交科品牌和行業新地標。

青臨高速組合式路面
用高水平的科研成果服務和引領公路高質量發展,道路工程科研團隊通過科研成果轉化應用創造了顯著的經濟和社會效益,在綠色耐久路面、高品質道路材料、道路智能感知技術、固廢資源再利用技術、綠色經濟農村公路技術等方面,取得了碩果累累。
比如,“道路結構性能與材料響應規律、全壽命周期一體化設計及工程應用”項目,完善了我國重載交通及復雜自然環境條件的耐久路面設計理論與方法。該項目支撐了長深高速青州至臨沭段路面設計與施工,其巨大的經濟和社會效益在高速公路運營9年后開始顯現出來。青臨高速200多公里,交通量大,重載比例高,年收費超過15億元,但是運營9年至今路面結構保持完好,實現“0”養護。該項目獲得2016年度山東省科技進步二等獎、2018年交通運輸部優質工程獎(李春獎)。其中一位評審專家考察現場后由衷贊嘆道:“從青臨高速我看到了中國重載交通長壽命路面的希望!”除青臨高速外,“十三五”期間,采用該技術的新建高速公路超過1500公里。
再比如,“新一代高品質耐久性瀝青混合料的研發、設計方法與工程應用”項目,建立了適應嚴酷荷載環境下的新一代高勁度耐久性瀝青混合料設計理論與方法,獲2017年山東省科技進步二等獎。在此基礎上,道路工程科研團隊將道路新結構與新材料有機融合,形成了新一代綠色耐久道路結構,路面結構設計壽命從原來的15年提升至30年以上,促進了傳統瀝青路面向新一代綠色耐久路面轉變。
為了實現建養一體化,著力打造新一代道路養護技術體系。在道路基礎設施養護及結構修復研究方面取得重大進展,提出了道路結構內部精確診斷與耐久保持技術,完善了道路基礎設施養護維修技術保障體系,科研項目分別獲得2015年中國公路學會一等獎、2018年山東科技進步二等獎、2020年中國公路建設行業協會科學技術特等獎。
在開展科學研究的同時,道路工程科研團隊始終把技術服務和成果轉化放在第一位,堅持科研“源于工程,服務工程,高于工程,引領工程”的原則,強調科研人員要具有為工程服務的意識和責任感,服務于生產建設大局,全力打造以創新技術支撐的工程質量全過程咨詢新模式。
山東交科院結構工程科研團隊以解決客戶難題為己任,以提高工程實體質量為使命,大力開展材料、技術和管理模式創新,致力于新建工程的實體質量提升、施工期缺陷成因分析與處置、在役橋隧結構的病害分析與處置、既有橋梁使用性能評價及加固方式適用性等領域的研究及成果工程推廣。
結構工程科研團隊結合超高性能混凝土的優異性能,如高流動性、高體積穩定性、高力學性能、高耐久性能等,在深入研究材料性能和結構安全性與耐久性的基礎上,大膽提出并設計了超高性能混凝土橋面板,針對材料組成、澆筑工藝、養護制度等逐一進行優化,嚴把材料質量關、過程控制關和成品驗收關,最終實現超高性能混凝土橋面板的高品質生產。
結構工程科研團隊與山東省公路橋梁建設有限公司的技術人員密切協作,經過數年的反復研究、推演和論證,設計并加工了一整套預制箱梁生產裝備,該套技術已經在濟微高速公路3號梁場(2000余片預制箱梁)成功應用,實現了每個臺座一天生產一片箱梁的預期,并計劃在明董高速、濟南大北環等高速公路項目中推廣應用。

京臺高速預制墩柱與蓋梁
結合山東省氣候條件、原材料性質、結構物特點及模板材質,結構工程科研團隊開發了混凝土冬期快速施工成套技術。通過模板保溫改造避免了混凝土的早齡期凍害,同時加快了混凝土抗壓強度的發展,優化混凝土的配合比,降低了材料成本。實現-12℃以上氣溫時,橋梁蓋梁3d齡期模板全拆、墩柱回彈強度不低于30MPa,現澆箱梁不需要外部供熱,顯著提高了冬期施工混凝土質量和施工效率。該系列技術已成功應用于新臺高速、新寧高速、青島新機場高速、膠州灣大橋連接線、濟南繞城高速二環線東環段、濰日高速連接線以及沾臨高速等眾多項目中,取得了良好的技術和經濟效益。
此外,結構工程科研團隊與參建單位、科研單位齊心協力,開發出了預制拼裝節點填充材料及其施工方法,顯著提高了節點連接效果,大幅度提高了施工效率,節約了安裝成本,該項技術已在京臺高速改擴建工程和濟微高速公路工程中推廣應用;聯合山東高速集團有限公司等單位開展科技攻關,在既有混凝土梁橋損傷評估、壽命預測及整體性能提升方面取得重大技術突破,形成了既有中小跨徑橋梁綜合利用成套關鍵技術,成功應用于濟青高速改擴建工程,并進一步全面推廣應用至京臺、京滬高速等改擴建工程中。
堅守“熟悉設計,通曉材料,了解施工,善于溝通”的科研理念,結構工程科研團隊在山東省內開創了高速公路建設全過程的混凝土技術咨詢服務模式,“十三五”期間為省內21條高速公路的橋梁隧道工程高質量建設提供了優質技術咨詢服務,取得了顯著的技術、經濟和社會效益,獲得山東省工程師協會授予的“優秀工程師團隊”稱號,并獲批建設“山東交通大工匠創新工作室”。