关于我们 人才队伍 科技创新 科技服务 科研基地 国际交流 院企治理 党的建设 动态 公告 招聘 行业 科技引领能力 自主创新能力 支撑服务能力 不忘初心牢记使命 60周年专题 55周年专题 聚焦 友情链接 平台 专题专栏 其他栏目 法律声明 测试 移动端首页 回收栏目 测试栏目 党史学习教育专栏 网站首页党史专题图片
首页>动态
您的当前位置: 首页 > 动态

心之所向 道无阻——记公路院世界屋脊青藏高原公路攻关团队

时间:2021-11-09
如果内容不能正常显示,请安装pdf阅读器 点击下载pdf阅读器

有人说,这里是山的故乡。

也有人说,她就是一座山。

地表运动史上最猛烈的一次碰撞,成就了这片极地。

西藏,海拔3500米至4500米的河谷地带,世居着约350万人。这里极高、极寒,数条世界之最的公路,伸展在人类生存的“第三极”。这里空气稀薄,高频正负温交替,雨水沿路表,浸入筑路材料的“毛细血管”,冷冻、结冰、膨胀,纵横交错的裂纹无声地在路面、桥墩蔓延……这些严酷环境下出现的公路结构物损伤劣化问题,不仅影响着在服役公路质量,也让在建公路质量设计标准面临革新。

“平安交通、绿色交通和品质工程,是交通运输行业提升服务质量、从‘走得了’向‘走得好’转变的机会。”2010年起,交通运输部公路科学研究院(简称公路院)道路研究中心副主任、世界屋脊青藏高原公路科研攻关团队(简称高原公路攻关团队)组长——田波,带领34名团队成员深入西藏,调研特殊复杂环境、筑路材料和路面使用性能,提出了一系列新方法、新结构、新工艺,一系列新技术在拉萨至林芝高等级公路中得到全面应用。

 高原公路攻关团队深入各地,攻克一系列技术难题。

数年来,高原公路攻关团队走进318国道川藏南线,指导低气压环境下泵送混凝土施工;服务拉林高等级公路,指导隧道路面滑模施工;前往日喀则,投身公路雪崩棚洞的设计与建造……面对强烈的高原反应和恶劣环境的考验,他们默默坚守,有力推动了雪域高原公路工程品质提升,为藏区交通运输体系安全畅通提供了坚实保障。

选择少有人走的路

“这是川藏公路上最顺畅、最安全、最美丽的一段‘天路’。”行驶在拉萨至林芝高等级公路上,无论是西藏各族干部群众,还是国内外自驾游旅行者,无不赞叹。

的确,在这条路上,有着“世界上海拔最高公路特长隧道”之称的米拉山隧道,采用了低坍落度混凝土滑模施工技术,提高了混凝土路面耐久性、力学性能和抗裂性能……而田波作为推广该技术应用的科研人员,早在1998年读博期间,便与水泥混凝土结缘,随导师姚祖康教授(同济大学教授,中国公路界顶尖专家,水泥混凝土路面奠基人)加入“重载水泥混凝土铺面关键技术与工程应用”课题团队。

“当时货车轴重普遍为20吨,超过设计标准一倍,造成路面使用寿命严重缩短,铺面结构断裂早发,大修频繁。”田波打开案例图册向记者介绍,全国每年大修路面达几千公里,而修复混凝土板需封路28天,年经济损失达数亿元。

既要保证使用寿命达30年,还要能承受超载一倍以上的轴重碾压,这条新建高速公路路面结构是采用沥青还是水泥混凝土?当时的情况是,沥青路面不能承受运煤车辆的重载,重载水泥混凝土路面基础理论却少有人研究,几乎是一片空白。

科技成果获得国家科学技术进步二等奖。

“水泥混凝土路面刚而脆,对设计和施工的容错率更低,这些特点导致了水泥混凝土路面在我国高速公路上的长期缺位。相对于应用较多的沥青路,水泥路是名副其实的‘熊猫路’。”田波认为,技术上水泥路面的品质不比沥青路面差,问题出在材料配合比、施工精细程度等具体环节。此外,我国是全球主要的水泥生产与出口国之一,水泥混凝土路面的适用条件可谓得天独厚,其建设维护成本低、耐重载、长寿命的优点,也使之越来越受重视。

2001年,从象牙塔步入公路院,在人生之路的抉择中,他又一次选择了“少有人走的路”。“当年的留学指标并不多,大家都面临着繁重的科研任务和现实压力,有人想想也就放下了,但他一直想去外面的世界看一看,学习更先进的理念。”田波的同事告诉记者,工作之余,田波坚持在北京语言大学学习德语,后来终于获得了宝贵的出国学习深造机会。

2008年3月,田波在德国慕尼黑工业大学作为为期一年的访问学者,分到水泥铺面研究所。在此期间,他系统学习了德国高速铁路、飞机跑道、高速公路中的水泥混凝土理论体系,加深了对学科知识的理解。而国际交流中的一次次思维碰撞,也让这位满怀热情的科学家打开视野、不断开拓研究领域。

同年,他成为国际水泥混凝土协会七人理事会成员之一,为中国水泥混凝土路面在世界舞台发声。

草原是成长的起点

从理论到实践,厚积薄发,田波带领的高原公路攻关团队在西藏应用的一系列技术成果,都源于一个实践起点——内蒙古白(音华)霍(林郭勒)一级公路。

这条严寒重载公路首次在路面结构中引入沥青混凝土功能层,铺设碎石缓冲层,混凝土板厚也突破到32厘米。该工程获内蒙古自治区科技进步一等奖,为我国高速公路水泥混凝土路面结构建设提供了一个样板工程。

“冬天的内蒙古可能会到零下45摄氏度,夏天的时候也很热。我在草原上大概待了3年,基本上是春天去、秋天回。”田波说,当时全身心扑在科研工作上,尽管环境艰苦,但回过头看,草原是成长的起点,所有的理论知识和技术经验都在此得到实践,很多不成熟的想法也完成了一个碰撞。

攀过一座山,再回头就没那么难。

团队在孔搪拉隧道搭建青藏高原混凝土气象观测站。

从严寒的内蒙古草原、广袤的新疆戈壁滩,到多雨酷热的广西……高原公路攻关团队深入全国各地,解决了水泥混凝土路面的关键技术问题,指导了近40万公里农村水泥混凝土路面的施工,解决贫困地区老百姓出行难的问题,推进“四好农村路”和美丽乡村建设;攻克了重载水泥混凝土路面技术难题,达到世界领先水平;把相关技术应用到机场跑道和码头堆场中。

风餐露宿、日晒雨淋,“在路上不停奔波”似乎是高原公路攻关团队研究者们工作生活的缩影。但与此同时,一个个科技成果则见证着无数日夜的辛勤耕耘。2018年,田波领衔获得国家科学技术进步二等奖,研究成果可以保持道路、机场等基础设施寿命达50年,维修次数大大减少,为碳达峰和碳中和做出力所能及的贡献。作为享受国务院特殊津贴专家、全国五一劳动奖章获得者,他还入选了国家级百千万人才工程,并获得中青年有突出贡献专家称号。

我们是流浪的野牦牛”

走过千山万水,仍需不断跋涉。

党中央、国务院颁布的《交通强国建设纲要》和《国家综合立体交通网规划纲要》,为全体交通人吹响了昂扬奋进的嘹亮号角。

面向时代和国家的需求,田波带领高原公路攻关团队瞄准学科前沿、结合中国国情、突出中国特色、解决中国问题,用过去20多年在水泥混凝土核心技术领域的积淀,翻越又一座高山——攻克了高原机场道面工程和青藏高原水泥混凝土构造物耐久性问题。

  

团队在隧道中做喷射混凝土质量评估。

回顾第一次踏上西藏的经历,依旧清晰。“此次由田博士带队,从林芝入藏,调研林芝周边雪崩山体及滑坡特征……走到高海拔处,心跳加快,平时一分钟有63次,当时可能是93次。晚上睡得不踏实,几小时就醒了。”在进藏日记中,高原公路攻关团队成员李立辉这样写道。

进入施工现场,环境更加恶劣。在建的孔搪拉隧道位于日喀则吉隆县境内,最高海拔达4800米。隧道洞口年平均气温低于零摄氏度、洞口最低温在零下40摄氏度,每年11月至次年4月均为积雪冰冻期。而一年6至8个月的有效工期中,昼夜温差大,氧气含量不到平原的六成,掘进一线的工人几乎人人嘴唇青紫。

面对极端气候的挑战,田波带领高原公路攻关团队十年如一日,风雨无阻,航线准确记录下他们向西藏的每一次奔赴。“我们像‘流浪的野牦牛’,走过自治区9个县,看项目、做试验,大家已经适应了这里的环境。”高原公路攻关团队成员们笑着说。

高原空气稀薄,含氧量下降,也使得机械柴油燃烧不充分,导致施工功率下降了50%,一些特殊设备无法应用。在孔搪拉隧道初衬支护喷射混凝土施工中,项目迫不得已采用回弹率高、粉尘污染较大的传统干喷工艺,这既威胁着工人安全,也会造成巨大的材料浪费。针对这一问题,高原公路攻关团队全天候守在施工一线,发扬“艰苦不怕吃苦、缺氧不缺精神”的作风,反复研究,多次试验,提出高品质低回弹率喷射混凝土施工技术,使施工回弹率大幅度降低,有效保障了隧道建设安全推进。

此外,高原公路攻关团队还首次针对条件恶劣地区与国防快通需求,提出水泥混凝土抗裂配合比设计方法、结构抗裂技术、混凝土板拼装辅助构件和施工工艺,直接为国防服务;针对高寒缺氧、施工难度大问题,提出智能化施工控制与节约人力技术,通过拌和站智能监控与含水量自动调整、智能碾压与监测技术等,有效减少人力投入,大幅提高施工精度。

截至目前,田波带领的高原公路攻关团队主持构建了西藏公路路面修筑基础信息大数据平台;在国内外首次探索了青藏高原低压环境对混凝土性能的影响机制,提出了高原环境下混凝土抗裂设计与工艺控制方法,并出版了国内外第一部《高原混凝土》专著,为青藏高原既有混凝土结构耐久与安全提升提供支撑,也为川藏铁路、青藏高速公路等工程建设积累了科学数据。

梦想无垠,步履不停。在依山奔腾的雅鲁藏布江,一座座桥墩从碧波中崛起,为在建的拉(萨)日(喀则)高速公路搭起骨架。高原公路攻关团队坚守于此,在土石中探索,在试验中研究,加快高原混凝土构造物品质控制的攻坚步伐,让高原新路未来可期。

“传帮带”育新苗走新路

在公路院,“传帮带”的优良传统,让年轻科研人员能更快掌握技能、经验与方法,真正成为推动国家公路事业发展的生力军。

而今,这样的传承正在延续。立足于人才培养和团队建设,田波在公路院培养了一批学术骨干,在全国通过项目合作培养了一批技术骨干,在哈工大、同济大学等高校担任兼职教授期间培养了一批学术精英。这批科研新生力量中,田波带领权磊、李立辉、李思李、谢晋德、何哲、张盼盼、李志远7名公路院在职人员,以及27名在读硕博学生,组成了高原公路攻关团队,围绕高原混凝土引气剂、边防公路、智能碾压、低坍落度混凝土施工等方向展开技术攻关。

正在同济大学读博的“90后”朱旭伟便是其中一员,他于2019年正式加入高原公路攻关团队。“见到田老师第一眼,他给我的印象很随和。但接触后发现,他很注重细节,生活中做得不妥的事会直接指出来,手把手地教我们如何去改。”朱旭伟说,田波对高原公路攻关团队的成员,既有导师对学生的指引,也有长辈对晚辈的关怀,他每天一早会在十几个微信群挨个询问课题进度,纠正科研方向上存在的各种认识偏差,还会时时提醒学生为人处世的道理。

   高原公路攻关团队有力推动雪域高原公路工程品质提升。

在传承中创新,于发展中突破。公路科研技术在师徒间的薪火相传中,焕发出旺盛的生命力。李立辉、朱旭伟正在拉萨至日喀则公路新建工程中开展的“高原低气压环境下混凝土引气剂气泡发育规律”课题,就是田波前期研究成果的延续。

为实现高海拔环境下水泥混凝土受反复冻胀依然耐久,2016年起,田波指导高原公路攻关团队在既有技术基础上,改良“引气剂”配方。“平原地区用的‘引气剂’配方并不适合高原,因为受低气压影响,泡泡会变大,容易破裂。”李立辉、朱旭伟反复阅读文献筛选材料,经过300余次反复试验,第二代成熟产品已基本满足高原混凝土耐久性设计需求。

“我最佩服田博士的是,他不是学材料出身,但涉猎广泛,给我们提的很多科研意见经过实践检验证明往往是对的。”李立辉告诉记者,田波不仅关心团队人才培养,还关注到西藏公路科研人才力量薄弱的问题,他带领高原公路攻关团队,联合西藏自治区交通勘察设计研究院,对西藏公路路面修筑关键技术进行了系统研究,建立起自治区首个交通运输部授牌的“生态安全屏障区交通网设施管控及循环修复技术交通运输行业重点实验室”,未来将成为培养高原特色科技创新人才的摇篮。

“没有比人更高的山,没有比脚更长的路。”对高原公路攻关团队而言,奋斗的时代,每一名交通人都是攀登者,用自己的行动诠释中国梦、强国梦。在高原筑路,攻克一个又一个技术难关,打通一个又一个隧道,架起一座又一座桥梁,靠的是一代又一代科研人员的艰辛付出。攻坚克难、接续奋斗,就能携手让高原天路通往更美好未来。

本文刊发于《中国交通报》2021年11月4日第7版