成果名称

山区高速公路改扩建工程关键技术研究课题二 低山重丘区高速公路改扩建工程既有道路综合利用与运营安全保障关键技术研究

成果登记号

知识产权

完成单位

序号

单位名称

通讯地址

1

山东高速集团有限公司

山东省济南市历下区龙奥北路8号

2

山东大学

济南市市中区二环南路12550号

3

山东滨莱高速公路有限公司

淄博市博山区经济开发区创业大道55号

4

山东省交通规划设计院有限公司

济南市天桥区无影山西路576号

完成人

序号

姓名

工作单位

对成果的贡献

1

周勇

山东高速集团有限公司

项目负责人

2

姚占勇

山东大学

技术总负责人

3

薛志超

山东高速集团有限公司

总体协调与调度，方案审核

4

武科

山东大学

子课题技术负责人

5

王爱涛

山东高速集团有限公司建设管理分公司

现场工作协调与调度

6

王旭

山东大学

子课题技术负责人

7

马川义

山东高速集团有限公司

课题调度、鉴定验收审核

8

于坤

山东省交通规划设计院有限公司

子课题技术负责人

9

侯伟

山东高速集团有限公司建设管理分公司

课题调度与方案论证

10

苏聚卿

山东省交通规划设计院有限公司

课题的关键技术指导

11

祝少纯

山东高速集团有限公司

课题调度与方案论证

12

孙玉海

山东省交通规划设计院有限公司

课题的关键技术指导

13

张恒

山东高速集团有限公司

课题调度与方案论证

14

徐洪明

山东省交通规划设计院有限公司

技术负责人

15

朱颖

山东高速集团有限公司

课题调度与方案论证

16

柳磊

山东省交通规划设计院有限公司

课题的关键技术

17

王鹏程

山东高速集团有限公司建设管理分公司

试验路施工监测

18

宋晓莉

山东省交通规划设计院有限公司

课题的关键技术

19

李高波

山东高速集团有限公司建设管理分公司

试验路施工监测

20

王玉兰

山东省交通规划设计院有限公司

课题的关键技术

21

王永康

山东高速集团有限公司建设管理分公司

试验路施工监测

22

张伟

山东省交通规划设计院有限公司

课题的关键技术

23

陈元培

山东高速集团有限公司建设管理分公司

试验路施工监测

24

张婷婷

山东省交通规划设计院有限公司

课题的数据整理

25

杨志勇

山东高速集团有限公司建设管理分公司

试验路施工监测

26

崔帅帅

山东大学

课题理论分析与数值计算

27

丁喜茂

山东高速集团有限公司建设管理分公司

试验路施工监测

28

张前进

山东大学

课题理论分析与数值计算

29

黄玮

山东高速集团有限公司建设管理分公司

现场试验

30

于雅琳

山东大学

数据分析与整理

31

杨海淼

山东高速集团有限公司建设管理分公司

现场试验

32

蒋佩玉

山东大学

仿真建模及数据分析

33

刘培元

山东高速集团有限公司建设管理分公司

现场试验

34

潘隽

山东大学

数据分析与整理

成果公报内容

1、高速公路改扩建关键工程结构变形信息数据管理与安全控制技术研究

（1）关键工程结构变形特征与监测方案优化。通过对国内外高速公路改扩建工程中路基路面、高边坡、桥梁、隧道等结构物空间信息监测系统的研究，指出目前所使用的传统人工监测方法存在的缺陷，阐述了结构物监测数据采集与分析的必要性；依托滨莱高速淄博西至莱芜段改扩建工程，选取关键工程中部分结构物(路基路面、高边坡、桥梁、隧道等)为研究对象，探讨结构物所在区域地质条件与结构物施工变形特征之间的关系，进而开展监测方案优化设计，提供多种可行方案，并进行比较分析，为建设单位提供参考。

（2）结构变形信息数据管理与分析系统。将地质信息与施工引起结构变形信息有机结合，基于监测数据的有效管理和逻辑分析，研发一套高速公路改扩建工程施工监控量测数据处理系统，可满足监控量测数据实测资料的整理方法、资料的分析与反馈，以及监测数据的回归分析处理。

（3）关键工程结构施工安全状态评价与控制措施。通过对施工过程中获取的各种现场监测数据处理与分析，总结出不同结构物变形特征，提出使用结构变形变化率和地质信息相结合的监测基准，依照基准和经验对结构物施工期的稳定性分析、判断；对结构变形产生的原因从理论上进行深入的分析，研究结构物施工监控报警值的合理确定方法；从监测数据分析的角度进行报警值的研究，确定结构物施工监控报警值，并对结构物安全性开展分析研究工作，针对结构物施工过程中的安全状态进行分级，按照不同的安全状态，分别给与相应的控制措施和建议，确保高速公路改扩建工程建设的安全进行。

2、路幅非标准断面安全性评价与控制研究

（1）高速公路改扩建非标准断面路段车辆运行安全性评价。根据道路线形、横断面特征、设计车速和大货车运行特性，基于Carsim/Trucksim软件仿真建模，结合运行速度及道路线形，采用侧滑和侧翻指标，对变化路拱路段进行车辆行车安全性论证。

（2）高速公路改扩建交通安全辅助设施设计及安全性评价。建立虚拟仿真场景，通过驾驶模拟实验的方法，分析交通安全辅助设施的设计对驾驶员行车的安全性和舒适性影响的研究，对老路中央分隔带的开口设置的安全性进行评价。

（3）高速公路改扩建关键路段交通安全控制方法研究。根据Carsim/Trucksim软件仿真结果确立内侧道路横坡度和超高调整方案，根据停车视距结果提出分离式道路老路坡度调整方案，建立高速公路改扩建老路车辆运行安全性评价体系；通过驾驶模拟实验，提出中央分隔带开口优化方案和交通流诱导优化方案。

3、低山重丘区高速公路改扩建交通组织研究

（1）通过改扩建区域路网现状分析及施工期间交通流量预测分析，全面分析施工对老路行车的影响，为后续交通组织、保通方案和评价提供决策依据。

（2）采用计算和模拟分析，确定改扩建施工期间合理的通行能力、分段长度、限速及分流等交通组织方案；选取分流车型，分析并论证不同加宽形式下的保通方案；研究关键工点的保通方案。

（3）将以上研究成果运用于依托工程，并制定交通组织应急预案，得出交通组织方案评价结论。

本项目授权国家发明专利3项；发表学术论文18篇，其中SCI/EI论文4篇。研究成果在滨莱高速公路等改扩建工程中成功应用，经济、社会效益显著，推广应用前景广阔。

组织验收(评价）委员会名单

序号

姓名

单位

专业领域

职称

1

任瑞波

山东建筑大学

道路工程

教授

2

孙吉勇

山东省交通运输厅定额站

道路工程

研究员

3

李晋

山东交通学院

岩土工程

教授

4

辛公锋

山东高速集团有限公司

道路工程

研究员

5

毕爱国

中铁十四局

岩土工程

研究员

6

付建村

山东省交通科学研究院

道路工程

研究员

7

孔杰

青兰莱泰项目办

道路工程

研究员

8

贾学军

交通运输厅机关服务中心

财务

高级会计师

9

李玉彩

山东省交通运输厅数据应用和收费结算中心

财务

高级会计师

组织验收(评价）单位：山东省交通运输厅、山东公路学会

组织验收(评价）意见

验收意见

2020年7月29日，山东省交通运输厅在济南组织了“山区高速公路改扩建工程关键技术研究-课题二：低山重丘区高速公路改扩建工程既有道路综合利用与运营安全保障关键技术研究”项目验收工作。验收专家组（名单附后）听取了项目组的汇报，审阅了相关技术文件和财务报告，经质询和讨论，形成验收意见如下：

一、项目组提交的资料齐全，内容完整，完成了计划任务书确定的研究内容，符合验收要求。

二、项目组通过大量的理论分析和数值模拟，以及虚拟模拟及现场试验等多种技术手段，开展了山区高速公路改扩建工程施工与运营安全保障关键技术研究，取得了如下主要创新成果：

1. 研发了高速公路改扩建关键工程施工监控量测数据信息管理与分析系统；提出了以新建结构工程施工引起地层变形特征为参考标准的工程结构变形预警建议值和影响区域，制定了与施工安全等级对应的安全控制措施。

2. 构建了基于速度、加速度等多参数的驾驶人微观驾驶行为特性评价模型；建立了高速公路同向分隔带开口路段合流区的驾驶负荷评价系统；提出了非标准断面交通安全设施作用效果评价体系。

3. 提出了低山重丘区高速公路改扩建交通组织方案；研发了适用于纵断面抬高路段的中央分隔带悬臂式护栏结构。

三、依托项目授权国家发明专利3项；发表学术论文18篇，其中SCI/EI论文4篇。研究成果在滨莱高速公路等改扩建工程中成功应用，经济、社会效益显著，推广应用前景广阔。

四、根据项目财务报告列示情况，该项目经费管理情况良好，使用符合相关规定。

验收专家组一致同意该项目通过技术验收和财务验收。

评价意见

2020年7月29日，山东公路学会在济南组织了“山区高速公路改扩建工程关键技术研究-课题二：低山重丘区高速公路改扩建工程既有道路综合利用与运营安全保障关键技术研究”成果评价工作。评价委员会（名单附后）听取了项目组的汇报，审阅了相关技术文件，经质询和讨论，形成评价意见如下：

一、项目组提交的技术文件齐全完整，内容翔实，符合评价要求。

二、项目组通过大量的理论分析和数值模拟，以及虚拟模拟及现场试验等多种技术手段，开展了山区高速公路改扩建工程施工与运营安全保障关键技术研究，取得了如下主要创新成果：

1. 研发了高速公路改扩建关键工程施工监控量测数据信息管理与分析系统；提出了以新建结构工程施工引起地层变形特征为参考标准的工程结构变形预警建议值和影响区域，制定了与施工安全等级对应的安全控制措施。

2. 构建了基于速度、加速度等多参数的驾驶人微观驾驶行为特性评价模型；建立了高速公路同向分隔带开口路段合流区的驾驶负荷评价系统；提出了非标准断面交通安全设施作用效果评价体系。

3. 提出了低山重丘区高速公路改扩建交通组织方案；研发了适用于纵断面抬高路段的中央分隔带悬臂式护栏结构。

三、研究成果在滨莱高速公路等改扩建工程中成功应用，经济、社会效益显著，推广应用前景广阔。

综上所述，项目研究成果总体上达到国际先进水平。      

建议进一步加大成果推广应用。