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台州学院道路与桥梁工程研究所

发布时间:2023-01-10     浏览量:

台州学院道路与桥梁工程研究所

一、科研方向、特色和主要任务

道路与桥梁工程研究所贯彻学校树牢学科建设龙头地位、狠抓应用型建设的 要求,基于建筑工程学院申报土木水利硕士点,依托道路桥梁与渡河工程本科专业, 培养道路桥梁工程方面的高素质应用型人才。本研究所积极响应交通强国、交通促共 富等政策,将对台州湾滨海地区道路桥梁工程的材料、检测和管养等进行研究与技术开发。

主要研究方向与特色如下:

2.1 研究方向与特色:

1)研究方向之一:滨海地区路基稳定与灾害防治技术研究 台州湾滨海地区具有软土、台风和持续降雨等不利的环境,交通基础设施工程的 建设及运营过程中,路基及边坡经常处在水土复杂环境下容易发生灾害或者灾变,如 失稳、沉陷、滑移、坍塌、水土流失等,严重影响道路的通畅、安全和舒适性,甚至 会造成人员伤亡。因此,需要对滨海地区路基及边坡进行稳定分析和防治,分析其灾 害(变)形成机理,提出合理防治技术,确保道路顺畅运营。本研究方向主要从以下 方面形成特色:复杂大气环境及交通荷载下路基稳定性机理与灾害防治技术路基非饱和-饱和状态下土水力学特性研究软弱土路基处理与资源利用新技术研究 针对上述问题,本研究方向从滨海地区的路基、边坡及桥梁基础等岩、土、水相 关共性问题出发,从理论和工程开展研究,为解决交通基础建设中的路基工程稳定性、 防灾减灾以及软弱土资源利用等问题提供帮助。

2)研究方向之二:滨海地区道路绿色高性能材料与智能养护技术研究 台州湾滨海地区是我国民营经济的发动机引擎之一,重载交通也是该地区的交通 组成的重要特征。一方面,道路环保高性能材料的研发是实现交通领域碳达峰、碳中 和的重要途径之一;其次,交通轴载普遍偏重的情况下,高性能路面材料的使用能够 帮助实现路面长期性能;再次,良好的养护技术是延长路面使用寿命的重要保障。本 研究方向主要从以下方面形成特色:以绿色材料为目标,进行新型环境友好型路面材料研发;以可持续路面材料为目标,进行高性能沥青材料、回收材料研究;以长寿命路面为目标,进行智能检测、养护决策及全寿命周期数字化道路研究。 针对以上目标,本研究方向以台州地区的交通、气候、路面结构、材料为出发点, 首先构建本地区的数字化道路特征库;结合本地特色,及本地化工较强的特点,进行 绿色材料、高性能材料研发;最后,鉴于交通开放的实时性,需求研发路面智能检测、 养护方法,为实现道路数字化夯实基础。

3)研究方向之三:滨海地区桥梁灾变机理与防护技术研究 桥梁结构经受复杂环境和灾害的频繁影响,由于突发灾害下桥梁结构的韧性不足, 导致其灾后损坏严重和服役寿命骤减的问题日益突出。这既增加了其全生命周期建设 运维成本,也降低了灾害后的服务保障能力。当前,针对桥梁结构灾变机理与防护的 系统性研究还处于初步阶段,因此,揭示极端气候和自然灾害等突发事件下桥梁结构 的服役性能劣化与致灾机理,并进一步开创安全性能保持与功能快速恢复方法,逐步 成为桥梁工程领域亟待解决的问题。目前,相关研究已从单一抗灾设计拓展到从致灾 机理、灾害评估、监测预警到灾害防治等方面的系统性研究。针对此现状,本研究主 要从以下方面形成特色:滨海桥梁结构致灾机理与灾害评估体系研究复杂环境下桥梁服役状况精准监测预警方法研究桥梁结构灾害防治与韧性恢复技术研究 基于桥梁结构灾变机理与防护技术的研究特色,近年来桥梁结构研究成员承担了 台州市近 5000 座桥梁的病害检测与评定工作,累计完成研究课题达到 1500 万,同时 针对桥梁结构典型病害防护开发了一系列防护加固技术,先后应用于 500 多座桥梁防 护加固工程。研究成员具有丰富的桥梁结构灾害评价与防护研究经验,完成省级课题 2项、专著1部、SCI 论文4篇,研究成果获得台州市科技进步三等奖1项、浙江省公 路学会科学技术奖1项。

2.2 研究的主要任务:

1)研究方向之一主要任务(滨海地区路基稳定与灾害防治技术研究) 任务一:完成调研报告 深入相关企事业单位获取滨海地区路基工程存在的问题及亟需解决的难题。针对台 州湾滨海地区的已建成的道路工程,统计分析存在的路基病害等问题,统计分析台风 降雨和软弱土等不利环境导致的路基破坏特征,统计分析滨海地区采用的路基处理技 术和防治技术及其工程效果。根据调研的结果,形成相关的物理模型。 任务二:理论研究与新技术研发 根据路基工程存在的问题及亟需解决的难题,深化本研究方向的理论与新技术, 探究持续降雨环境交通荷载下软弱土路基稳定性机理、非饱和-饱和状态下土水力学特 性,研发相应病害的防治处理技术及资源利用新技术。 任务三:深入相关企事业单位进行产学研合作 根据调研结果,深入相关企事业单位合作研究处理路基工程碰到的问题,将研究 成果推广到相关的项目中。依托本专业和即将申请的土木水利硕士点,吸纳部分学生 参与研发和服务企事业单位,形成产学研实践基地或平台。

2)研究方向之二主要任务(滨海地区道路绿色高性能材料与智能养护技术研究) 任务一:建立台州地区数字化道路特征库 收集历年台州地区重点、典型路段的交通、轴载、气候、路面结构、材料、养护 及施工信息,构建台州地区的数字化道路特征库,实现全寿命周期的建--养数字化管 理。 任务二:绿色、高性能路面材料研发 主要进行沥青新材料、改性沥青的研究研发;与此同时,以回收沥青混合料性能、 利用率为重点,实现路面的高性能、绿色可持续发展。 任务三:检测、养护智能一体化研究 快速智能化检测是目前的重难点之一,主要进行图像识别的研究,实现快速的图 像提取及病害识别判断;结合新材料的开发,进行智能化养护决策研究,是实现长寿 命路面的重要途径;系统性的构建养护预警和行车安全风险评估,提出养护时机及养 护方法的决策办法。

3)研究方向之三主要任务(滨海地区桥梁灾变机理与防护技术研究) 任务一:揭示滨海地区桥梁结构致灾机理 基于缩尺模拟、原位测试和数字演绎等方法,揭示地震、台风、海水侵蚀、工程 扰动、山洪、地基损坏、事故灾难等突发事件对桥梁结构病害产生机制,明晰桥梁结 构的功能-性能失效机理及其数学表达方法。 任务二:建立桥梁结构灾害评估体系 基于模糊评价和数值分析等方法,挖掘海量数据-力学原理双驱动的桥梁结构 灾害综合评估指标,优化自然灾害和突发事故下交通系统功能损失和交通迟滞的精准 评估方法,构建桥梁结构灾害发生与演变过程的数字孪生理论及模型。 任务三:提出复杂环境下桥梁服役状态的精准监测预警方法 革新自然灾害和交通荷载作用下桥梁结构服役状态的无损检测与实时监测技术, 基于桥梁结构健康监测信息化系统研究桥梁灾变智能监测理论与方法,搭建基于大数 据挖掘的桥梁结构服役状态的时变演化预测与实时安全预警数字系统。 任务四:构建桥梁结构灾害防治与韧性恢复技术 推出适用于复杂灾后场景的桥梁结构伤损部位的高效修复和快速加固的普适性技 术,革新桥梁结构灾后功能临时保持、快速救援与功能恢复理论,明确受灾环境下各 类桥梁结构的韧性设计、恢复和提升原理。

二、机构成员:

林法力、刘子振、李纪伟、朱赞成、戴雄威、李丹枫、邵国涛、曲佳、姜凤华、李莹、赵燕、朱永见、程嘉稀、何春木