本文主要针对我国交通基础设施存在的结构病害严重、“短寿命”突出、“老龄化”日益凸显、长寿命安全服役面临严峻挑战等问题，借鉴发达国家的先进经验，提出了我国交通基础设施长寿命安全保障体系建设的总体目标、战略任务及相关建议，并开展了交通基础设施长寿命安全保障体系的系统研究和建设工作，对确保其长寿命安全服役和交通大动脉的安全畅通、支撑国民经济可持续发展、保障人民生活安稳有序、助力国家安全和社会稳定具有十分重要的战略意义。

我国已建成了规模居于世界前列的交通基础设施，但由于多种因素的影响，交通基础设施重大结构的安全保障问题面临着越来越严峻的挑战。本文分析了我国交通基础设施的发展现状，综述了国内外相关领域的研究进展，讨论了我国交通基础设施重大结构长寿命安全保障领域存在的主要问题及实现安全保障的技术途径，提出了实施安全保障计划应达到的目标以及需解决的关键问题。

本文首先综述了国际上各类城市地下空间的开发历程和经验，总结了我国城市地下空间开发利用状况和现阶段所取得的成绩。进一步地，指出了当前我国城市地下空间开发亟待解决的问题和发展方向：寻求地下空间统一和专项规划，实现地上与地下空间的协同开发；结合国情细化政策和法规，完善地下空间管理的机制和法制建设；建设地下空间信息化平台，高效利用地下空间大数据、消除信息孤岛现象。最后，明确了随着城市化及信息化技术的发展，城市地下空间开发将具有广阔的前景。

本文基于点源爆炸理论，建立了面源、线源和点源TNT 装药强爆炸解，填补了面源与线源强爆炸解的空白；采用真实空气状态方程进行分析计算，研究了真实空气条件下球形TNT 装药爆炸近区冲击波的传播特性。通过算例分析，计算结果与已有文献资料数据吻合较好。本文的研究成果对爆炸力学和防护工程研究起到了重要的参考作用。

随着我国桥梁服役期的不断增长，其安全性、耐久性及维护管理的问题日益严重，安全保障问题也日益突出。本文调研了国内外桥梁结构安全保障科技发展的现状与趋势，阐述了我国桥梁安全保障领域的现状与面临的挑战，分析了我国桥梁安全保障技术、措施和政策的现状、优势以及与国外的主要差距，并在此基础上提出关于我国桥梁安全保障政策、技术和措施方面的思考。本文的研究结果可为我国重大基础设施结构安全保障计划的制定提供参考。

在桥梁的全生命周期中，桥面板是最容易出现病害的部分。桥面铺装层常常由于施工方法选择不当、混凝土老化、钢筋锈蚀等原因产生各种病害，这对桥梁结构、使用性能都会造成不利影响，因此有必要对相关病害进行检测，并对桥面质量做出相关评价。本文介绍了国内外四种主要无损检测方法（半电池电位法、探地雷达法、冲击回波法、红外热成像法）的工作原理以及相应的检测设备，利用其中一种或几种方法能准确评估桥面板的恶化情况，对桥面板状况进行快速、无损检测，为实现桥面铺装的准确检测提供技术支持，从而减少结构病害，延长桥梁的使用寿命。

本文从设计施工、环境侵蚀、突发自然灾害及突发事故灾害四个方面，分析了我国隧道衬砌结构安全所面临的问题；对上海地区黄浦江越江隧道和地下交通隧道等水下隧道工程进行了调查，重点分析了我国在役水下隧道衬砌结构服役的现状。并基于此，为有效保障隧道结构全寿命周期过程中的安全服役性能，及预留隧道结构长寿命有效条件，从隧道建设、结构性能退化、自然灾害、突发事故灾害等方面入手，探寻我国水下隧道结构的长寿命安全保障对策，以确保在隧道的全寿命周期内乃至长寿命要求下结构的安全服役性能。研究成果可为保障我国水下隧道等重大隧道结构的长寿命安全提供参考。

管片接头是海底盾构隧道衬砌结构的薄弱环节，在海水的高压力与腐蚀环境的持续耦合作用下，其劣化性能严重影响整个海底盾构隧道衬砌结构的安全。本文在分析既有管片接头侵蚀劣化研究成果的基础上，引入隧道服役时间因素，建立可实现海水压力渗透与氯离子侵蚀的管片接头全寿命侵蚀劣化分析模型，分析了全寿命周期（100 年）内海底隧道管片接头的渐进式侵蚀劣化规律，重点研究了海水压力与氯离子浓度对管片接头侵蚀劣化及钢筋锈蚀的影响，并基于全寿命周期内的侵蚀劣化分析，提出保障海底盾构隧道管片衬砌结构长期安全的最经济、最合理的对策。

本文针对目前隧道监控维修状况及存在的问题，提出以可靠性为中心的维修（RCM）作为维修理念，并将其引入到隧道管理中，对隧道设备的故障模式及可靠性进行分析，并对RCM 方法在隧道监控维修中的应用做了初步研究。最后通过案例说明，隧道采用RCM 方法可有效降低维修费用，具有一定的经济效益和社会效益。

我国轨道交通基础建设实现了跨越式发展，但针对轨道工程运营的安全管理与高效维护，仍存在许多复杂的难题亟待解决，突出表现为轨道结构实际服役周期难以达到设计寿命。因此，组织实施铁路轨道工程长寿命安全保障计划尤为迫切。本文首先回顾了我国铁路轨道工程领域取得的成绩，进一步介绍了国外一些发达国家在该领域的发展动态。相比发达国家，目前我国在轨道工程长寿命安全领域的研究还存在比较大的提升空间，具体表现在缺乏顶层设计，研究工作的系统性不足，深度与广度不够。最后就该计划的实施从理论研究、人才培养、智能化信息管理、性能提升与恢复等方面提出了若干建议。

目前，在我国的基础设施管理方面，存在维修工作安排不当、养护维修不及时、维修预算支出庞大等问题。因此，为了保障道路安全，防止发生灾难性的破坏，需要采取快速、有效的养护管理方法，以提高道路的使用寿命。根据美国材料与试验协会（ASTM）路面状况评价标准，本文介绍了五种道路无损检测技术和设备：落锤式弯沉仪、探地雷达、宏观构造深度、国际平整度指数和面波的频谱分析，并分别介绍了每种检测技术的工作原理和运用方法，以指导相关人员结合实际合理选用。运用这几种检测方法将会在不封闭交通的情况下加快评估速度，并为搭建一个高效、智能的路网监测系统提供技术支持，为道路的可持续发展、资金的高效利用提供切实可行的方法。

笔者分别从沥青路面和水泥混凝土路面两个方面分析了路面疲劳寿命预测的相关方法。重点对疲劳寿命预测的频域分析方法进行了较为详细的分析，结合车辆– 道路耦合振动系统模型，对路面不平整引起的车辆与道路之间的随机振动进行了分析，指出车辆– 道路耦合振动的随机功率谱密度是进行路面疲劳寿命预测的一种手段和方法，并提出了相应的预测步骤，旨在为长寿命路面的设计和性能评价提供参考。

砂质边坡稳定性差，常规防护措施的防护效果较差。为了有效地对砂质边坡进行防护，笔者研制了一种新型固砂剂——TD–1。为了验证TD–1 的固砂效果，笔者进行了配比优化试验、渗透试验、干湿循环试验和现场试验。试验结果表明：在磷酸硅、硅酸锂、硅溶胶掺入比例相同的条件下，固砂试样的强度随钾水玻璃模数的增加而增大；钾水玻璃的最佳添加量为固化砂质量的3%；加入改性剂的试样，强度有明显的增长；使用低模数钾水玻璃的试样，渗透能力相对更好；随着干湿循环次数的增加，试样的强度逐渐下降，经过3 次循环之后，试样的强度基本趋于稳定。TD–1 固砂剂还可与客土喷播技术结合使用，进行边坡绿化防护，固化产物有利于植物生长。

城市地下空间已经成为全球发展最快的工程建设和商业运营市场，我国城市地下工程建设水平和规模也达到了世界先进水平，但随之而来的城市地下空间的安全事故也明显增加，而相应的安全监控和应急救援却严重滞后，本文针对我国城市地下空间防恐、防爆、防核生化袭击等安全保障问题，分析红外成像技术在地下空间防灾监测与应急搜救中面临的挑战，提出了短波红外成像、多尺度红外成像预处理、图像自适应增强、环境自适应红外成像、灾情定位及报警等关键技术及其系统应用，探讨了红外成像技术在地下空间灾场的应用, 可为我国城市地下空间安全立法和战略规划的制定提供参考。

目前，“停车难、乱停车”现象不断加剧，严重影响了城市环境与交通秩序，而通过挖潜、改造、新建等方式大力推进城市地下停车场建设无疑是解决“停车难、乱停车”现象最为有效的办法。本文主要通过对国内外城市地下停车场建设典型案例进行调研，系统分析我国地下停车场建设管理、规划设计及施工方面存在的问题，提出停车场的规划与设计方案、运营模式和投融资模式的建设意见，为我国解决城市交通拥堵和城市地下停车场的综合规划与建设提供参考。

随着城市地下空间开发规模不断增大，城市地下空间开发的主要矛盾从基坑自身稳定问题逐渐转向基坑周边环境变形控制问题。周边环境复杂情况下的地下空间开发极易引起地表不均匀沉降，建筑物开裂，造成巨大的经济损失。因此需要系统性地研究城市各类明挖基坑开发形式所带来的环境影响及环境效应控制技术。本文介绍和回顾了统计经验法、数值模拟法、模型试验法在明挖基坑引起的环境效应研究中取得的研究成果，总结了各类研究方法及成果的优势和不足。介绍了现有环境控制技术及应用案例，总结了地下空间开发环境效应研究成果，并对今后研究方向提出了建议。

地下空间向更深、更广开发是我国城市化进程的必然趋势，新型工程机械设备和技术对工程材料提出了更高要求。文章从开挖机械材料、支护材料、环境保护材料三个方面，分析了目前地下工程中主流材料的使用现状以及新型材料的发展趋势。除了要满足强度的要求，新材料还应当具备环境友好的特性。因此，自愈合材料、生物材料以及绿色支护材料的使用将是未来地下空间开发的发展方向。

城市空间的集约化发展为地下工程发展提供了良好的发展机遇，同时也对地下工程建设技术提出了更高的要求。本文结合盾构法和浅埋暗挖法，提出了一种适用于软土隧道的移动支护技术，并研究了其对地层变形的控制作用，数值分析和现场试验研究表明该技术具有很好的控制地层变形的作用。该技术在城市近距离穿越工程和对地表沉降控制严格地区的隧道施工中具有显著的优势，值得应用和推广。

装配式结构与传统的现浇结构相比具有节能、环保、节省模具、工期较短等特点，已在地上建筑中获得了飞速发展。由于地下环境复杂，地下装配式结构接头部位的防水处理成为难题，因此，地下装配式结构近几年在我国才刚刚起步。本文在分析地下装配式结构的接头形式和防水技术现状的基础上，提出了应用环氧灌浆料对预制装配式结构接头进行灌封，通过试验研究了环氧灌浆料本身及其黏接混凝土的力学性能。同时还针对明挖法修建的技术特点，介绍了基坑肥槽预拌固化土回填技术，阐述了预拌固化土对地下工程结构防水的作用，研究成果可供类似工程参考。

本文分析了青藏公路60 多年来的历次改建及病害资料，以道路病害率为依据将青藏公路分为稳定区、基本稳定区、不稳定区和极不稳定区；选取了134 km 典型病害路段，分析年平均地温、冻土上限退化速率、含冰量与道路病害关系，确定各因素影响下道路的平均使用年限；研究热棒、片块石、保温板、通风管路基处治效果，以及各处治措施实施后引发的新工程病害，分析新生病害的时间效应，并介绍了弥散式通风路基、单向导热板路基和路基路面一体化散热结构等适用于大尺度冻土路基的新型稳定技术。研究结果表明：年平均地温、冻土上限退化速率、含冰量等因素与道路使用寿命均为负相关关系，在各类处治措施中，热棒、片块石、保温板、通风管加片块石对病害预防的有效率较高。