低碳高性能土木工程材料制备关键技术及应用

重点突破新型低碳胶凝材料设计与制备、固废建材化利用技术及混凝土固化二氧化碳技术，研发混凝土多维度低碳化的工程应用关键技术；探索水泥基材料多尺度增韧新机制，创新超高性能水泥基复合材料的组成设计方法及制备技术，为工程结构建造提供高性能材料；研发系列高铁养维材料与应用关键技术，重点突破自修复、自清洁及自感知等智能材料在高铁养维中的应用；开发3D打印智能混凝土材料及推动其在结构中的应用技术。

现代轨道交通工程结构建造新理论和新技术

发展现代轨道交通复杂桥梁结构设计与建造关键技术；构建复杂服役条件下大跨度桥梁-无砟轨道一体化设计与计算理论，研发千米级大跨度桥梁轨道平顺性保持与调控技术；研建高地应力-高渗压-高地温极端地层环境模拟大科学仪器，提出高海拔复杂高能地质条件下隧道钻爆法施工超前释压理论及大变形防控技术；研究隧道掘进机/盾构高效掘进调控方法与灾害防控技术；研发隧道智能建造新模式与关键技术及装备；构建超高速轨道交通结构-岩土构筑物-环境耦合动力分析理论，研发适应全新速度体系的超高平顺过渡段结构、超强耐久支挡结构，建立复杂环境下岩土结构长期稳定性控制与性能保障技术体系。

轨道交通工程结构防灾减灾理论及安全防控

研究地震、强风等多源灾害下轨道交通工程结构灾变特征与机理，揭示多灾耦合机制，提出应对多源灾变的智能防控措施；研建用于模拟地震断裂带震源孕育、动力灾变和断层运动的大科学仪器，构建从震源、结构到列车的复杂灾变过程模拟系统；研建龙卷风和极端风/浪流环境模拟大科学仪器，实现极端气象条件物理模拟，应对跨海铁路工程结构抗风减灾重大需求；提出基于行车安全的轨道交通工程结构韧性设计方法，研发多源灾害下保障列车走行安全的防护技术和装备。

轨道交通基础设施智能建造关键技术及装备

深度融合机器视觉、智能算法与建造场景，提升预制构件智能化生产效率与检测水平；提高施工环境机器视觉的场景解读与识别能力，推进建造过程安全智能防控；研究轨道交通基础设施建造用大型装备的信息化、自动化和智能化技术，发展针对不同场景的基于物理约束神经网络算法，研究建造过程柔性机器的多阶高精度自适应及预测控制算法，提高多场景应用的施工和检测机器人智能化水平；基于物联网平台，采用机器视觉、数据驱动与嵌入物理信息深度学习算法，构建重点工程建造全过程的孪生数字模型，提升高效率、高精度智能建造水平。

轨道交通基础设施智能检测评定与养维技术

研发轨道交通基础设施服役期典型病害的多元感知与智能识别技术，研发智能检/监测技术与装备，研究多模态数据管理关键技术和结构检测与评定数字孪生关键技术，实现基于多源数据的三维实景模型重建和基于机器学习的数据孪生，提出轨道交通基础设施基于混合监测技术的服役性能监测方法，建立服役性能智能评定方法，实现全寿命服役期的结构可靠性、行车安全性和乘坐舒适性三层面综合评估，提出最优养护策略并研发服役性能保持技术。