沿黄陆海大通道济广高速济南至菏泽段改扩建绿色融合创新发展案例报告

　　一、背景介绍

　　济广高速济南至菏泽段(以下简称“济菏高速”)作为国家高速公路网“71118”规划中“纵四”的重要组成部分，起自山东省济南市，途经济南、泰安、济宁、菏泽四市，是连接山东省会经济圈与鲁南经济圈的核心通道，也是沿黄陆海大通道的关键节点。该路段始建于2007年，原双向四车道设计已难以适应区域经济社会发展需求——2019年殷家林枢纽至东平湖枢纽段平均交通量达62480 pcu/d，大型车比例高达26.6%，服务水平降至四级以下，交通事故年均超900起，交通拥堵与安全隐患突出。

　　从战略层面看，济菏高速位于山东省黄河流域生态保护和高质量发展实验区，沿线穿越古齐长城遗址、跨越京杭大运河，既是鲁豫两省共建沿黄陆海大通道合作协议的重点工程，也是“十四五”现代综合交通运输体系发展规划中明确要求扩容改造的繁忙路段。项目改扩建不仅是解决交通瓶颈的工程需求，更是践行“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念，探索高速公路与生态保护、智慧技术、低碳转型深度融合的示范实践。

　　基于此，齐鲁高速公路股份有限公司以“绿色融合、智慧赋能”为核心，联合山东高速集团、山东省交通科学研究院等单位，投资186.14亿元启动济菏高速改扩建工程，将双向四车道扩建为双向八车道，同步开展13项关键技术研究与推广，打造黄河下游高速公路改扩建科技标杆。

　　二、主要做法

　　(一)智慧建造技术赋能工程质量管控

　　针对高速公路改扩建中“老路基沉降、新旧结构协调”等技术难题，项目构建了“全流程数字化+智能监测”的智慧建造体系。在沥青路面施工中，集成大数据分析、5G传输与物联网技术，建立云端原材料检测系统，对2、5、8标段的低碳型SBS改性沥青混合料进行实时质量监测，通过摊铺温度传感器、碾压轨迹卫星定位等设备，实现生产、运输、摊铺、碾压全过程可视化管控，较传统工艺减少质量缺陷率40%。

　　在桥梁工程中，开发基于BIM技术的新旧桥梁拼接协同管理平台，对全线18座大桥的拼接部位进行三维建模与力学仿真，通过植入光纤传感器实时监测应力变化，确保新旧结构刚度差异控制在设计标准内。依托该平台，东平湖枢纽互通桥梁拼接精度达0.5毫米级，较规范要求提升了60%。

　　(二)绿色低碳技术贯穿全生命周期

　　济菏改扩建零碳项目作为零碳运营重点示范项目，将绿色、循环、低碳理念贯穿于改扩建高速公路设计、建设和运营全过程，按照建设“全国首条改扩建零碳高速公路”为目标进行重点打造，创新提出改扩建零碳理念，即“CO2-REMOVE”零碳理念，结合改扩建自身特点，打造了“可再生能源利用系统、节能降碳系统和零碳综合管控系统”三大系统工程，通过实施新能源发电、地源热泵、储能聚合、近零能耗建筑、离网微光照明、林业碳汇等多项关键举措，最终实现了济菏零碳高速的建设。

　　经生态环境部下属的中环认证中心、交通运输部科学研究院下属的中交认证中心两家权威认证机构评估，改扩建后，济菏高速运营期内年均碳排放量约1.36万吨，通过减排、增汇、清除等措施实现的年均碳减排量约2.25万吨，可以实现直接碳排放和间接碳排放净值均小于零。

　　1、可再生能源利用系统工程

　　济菏改扩建零碳高速通过风、光、地热能等绿色能源的开发利用，分布式储能聚合管控，光储直柔微电网搭建等方式，提高新能源发电自用比例，提升可再生能源供给保障和质量，打造可再生能源利用系统工程。

　　2、节能降碳系统工程

　　结合改扩建自身特点，提升现有污水处理装置，升级改造离网微光照明，改变传统房屋建筑打造近能零耗建筑，增植林业吸收和固定高速公路运营过程中产生的碳，共同助力本项目节能降碳。

　　3、零碳综合管控系统工程

　　在济菏改扩建零碳高速公路打造了零碳综合管控平台，平台通过能碳数据监测、全景数据感知、能源优化调度、运维养护辅助、高速公路虚拟电厂、系统工程数字赋能等功能，为高速公路持续零碳运营提供平台保障，为零碳认证提供核心依据。

　　(三)安全与交通组织技术创新保障施工效率

　　面对“边施工边通车”的复杂场景，项目构建了“风险预判-动态管控-应急响应”的安全管理体系。通过综合驾驶模拟平台，仿真施工路段行车环境，提出分车道限速标准(左侧车道80km/h、右侧车道60km/h)，并在殷家林枢纽等7处关键节点设置智能警示系统，通过毫米波雷达监测车流，自动触发声光预警，施工期交通事故率下降72%。

　　在交通组织方面，建立“主线分流+路网协同”的动态调控机制：利用VISSIM软件仿真预测施工期交通流，制定“货车夜间分流、客车日间通行”的错峰方案，通过可变情报板与导航系统实时引导车流，周边国省道分流效率提升35%。同步研发模块化临时防护栏，实现2小时内完成1公里路段的安全设施架设，较传统工艺节省工期60%。

　　(四)产学研协同机制推动成果转化

　　项目创新“三级联动”科研体系：由山东高速集团创新研究院统筹规划，齐鲁高速成立专项技术小组负责落地，联合山东省交通科学研究院等6家单位组建攻关团队，形成“产学研用”闭环。先后制定《变截面浆喷复合桩施工技术指南》等4项企业标准，申请“一种废弃混凝土再生砌块生产工艺”等12项国家发明专利，研发“路基沉降预警系统”等5项软件著作权。

　　通过建立“月度调度、季度评估”制度，将1500万元科研经费精准投向关键技术攻关，其中高速液压夯处治技术在40公里浅层地基处理中应用，使路基差异沉降控制在5毫米内，较规范要求提升50%，为同类软基路段施工提供了可复制经验。

　　三、取得成效

　　(一)经济效益显著提升

　　工程通过技术创新实现降本增效：变截面浆喷复合桩技术减少水泥用量30%，节省地基加固费用超5000万元;固体废弃物预制桩技术利用建筑垃圾1.2万吨，降低材料成本15%;智慧建造系统减少返工率，缩短工期4个月，间接创造经济效益2.3亿元。经测算，项目全生命周期成本较传统方案降低18%。

　　(二)社会效益全面凸显

　　改扩建后道路通行能力提升100%，设计时速达120公里，预计日均通行量可达8万辆，殷家林枢纽至王官屯枢纽段通行时间缩短40分钟。通过优化交通组织与安全设施，施工期道路通行效率保持75%以上，未发生重大安全事故，获山东省“平安交通示范工程”称号。

　　项目带动沿线旅游资源开发，济南千佛山、东平水浒影视城等景点年客流量预计增长30%，鲁西南地区旅游收入年均增加15亿元，助力“一群两心三圈”区域发展格局落地。

　　(三)环境效益持续释放

　　工程实施以来，累计减少碳排放2.8万吨，相当于种植15万棵树;废弃混凝土再生利用减少占地300亩，避免粉尘污染1200吨;低噪音路面惠及沿线5个村庄，近万名居民生活环境得到改善。项目通过交通运输部“绿色公路”评价，成为黄河流域生态保护与交通建设协同发展的典范。

　　(四)行业示范效应凸显

　　项目形成的13项技术成果中，6项达到国际领先水平，其中“高韧性超薄罩面技术”入选交通运输部重大科技创新成果推广目录。先后举办2次全国性技术交流会，接待行业单位考察80余次，相关经验已应用于京沪高速济南段改扩建等5个项目，推动了高速公路建设技术升级。

　　(五)绿色低碳质效升级

　　济菏高速利用高速公路沿线土地资源，深入探索交能融合，全力推动基础设施运营低碳转型，并取得积极成效。充分对太阳能、风能、地热能等绿色能源进行了开发利用，光伏发电规模化应用，全线光伏装机容量达30兆瓦，年发电量3300万度，覆盖服务区、收费站、边坡等区域，打造了风光地热多能互补零碳收费站。创新应用了“移动储能+柴油发电机”、“地源热泵+融冰雪”等设施，依托零碳综合管控平台赋能全路域零碳智慧化管控。通过创新驱动，充分发挥济菏零碳项目示范带动作用。

　　未来，济菏高速将持续深化智慧运维技术应用，计划2026年建成全路段车路协同系统，进一步探索“交通+旅游+物流”融合模式，为交通强国建设提供更多“齐鲁高速经验”。