冰天雪地里，他們?yōu)楣蜂伾狭恕暗嘏薄?/h1>
2020-03-11 11:23:52陳楠枰
交通建設(shè)與管理 2020年6期
文/本刊記者 陳楠枰
9 月底，為克服冰雪路面汽車容易打滑、跑偏，制動(dòng)距離顯著延長(zhǎng)，車輛操作穩(wěn)定性和安全性受影響嚴(yán)重，交通事故發(fā)生率高等難題，青海省公路局為部分公路段試裝“地暖”，完成了抗凝冰涂層試驗(yàn)路的鋪設(shè)施工作業(yè)。
交科院公路工程科技（北京）有限公司研發(fā)的路面抗凝冰涂層，正是本次“地暖”鋪裝中，助推實(shí)現(xiàn)“小雪留不住、大雪好清除”的“尚方寶劍”。在此之前，這項(xiàng)技術(shù)已在我國(guó)16 個(gè)省市68 項(xiàng)工程成功應(yīng)用并廣獲好評(píng)，直接經(jīng)濟(jì)效益超過(guò)了2.32 億元，冬季道路交通事故率降低65%，基本消除了凝冰造成的交通封閉，保障了冬季包括春運(yùn)期間的交通通暢。
冬季道路安全 保通迫在眉睫
促使朱寶林團(tuán)隊(duì)將研究視線轉(zhuǎn)向解決冬季道路抗凝冰問(wèn)題的導(dǎo)火索，是2008 年春運(yùn)期間，突襲了大半個(gè)中國(guó)的那場(chǎng)雨雪冰凍災(zāi)害。彼時(shí)，受災(zāi)地區(qū)公路基礎(chǔ)設(shè)施幾乎全線癱瘓，惡性交通事故頻發(fā)，數(shù)千萬(wàn)人滯留異地?zé)o法回鄉(xiāng)團(tuán)聚。
“那時(shí)候的公路冬季安全應(yīng)急保障能力弱，依靠降雪結(jié)冰后人工上路除冰掃雪效率極低，工作人員本身的作業(yè)安全亦難以充分保障?！睘?zāi)害面前，朱寶林意識(shí)到，提高道路交通系統(tǒng)抵御冰雪災(zāi)害的能力，最大程度保證冰雪災(zāi)害期道路交通的安全、暢通已刻不容緩。
很快，朱寶林向領(lǐng)導(dǎo)申請(qǐng)組成專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，涵蓋計(jì)算機(jī)、機(jī)械、材料、道路、巖土等領(lǐng)域的優(yōu)秀研究人才，邁上了冬季安全應(yīng)急保障技術(shù)研發(fā)的新征程。
此后近十年，這支由11 人組成的年輕團(tuán)隊(duì)實(shí)地走訪調(diào)研我國(guó)冬季冰雪形成機(jī)理，足跡踏遍祖國(guó)大江南北。他們以實(shí)驗(yàn)室為家，強(qiáng)忍刺鼻的氣味和嗆人的灰塵，埋頭優(yōu)化調(diào)整抗凝冰材料配方；冒著徹骨嚴(yán)寒徹夜蹲守公路邊，只為驗(yàn)證研發(fā)設(shè)備與材料性能是否可靠。
從凝冰自動(dòng)化處置噴灑設(shè)備的研發(fā)起步，朱寶林團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了我國(guó)高速公路路面凝冰的環(huán)境條件標(biāo)準(zhǔn)，建立路面凝冰危險(xiǎn)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。新型抗凝冰材料的探索研制之余，他們還通過(guò)對(duì)海量因子進(jìn)行研究分析，對(duì)關(guān)鍵凝冰因子進(jìn)行采集，建立起了高效可靠的高速公路早起凝冰、團(tuán)霧等氣象預(yù)警系統(tǒng)管理平臺(tái)。
防患于未然 除冰應(yīng)需變“防冰”
誠(chéng)然，若一味等路面結(jié)冰再進(jìn)行處置，不但需要人力和時(shí)間，更必定會(huì)影響交通。與其“亡羊補(bǔ)牢”，不如“防患于未然”。朱寶林與團(tuán)隊(duì)也在某次云南調(diào)研中認(rèn)識(shí)到，“這項(xiàng)研究的思路應(yīng)該是精確預(yù)知道路的結(jié)冰時(shí)間，提前處置，把除冰變成‘防冰’?！?/p>
青海省樂(lè)都公路段抗凝冰涂層試驗(yàn)段融雪效果對(duì)比
自此，朱寶林開(kāi)始帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)反其道而行，沿著“防冰”思路，研發(fā)團(tuán)隊(duì)嘗試把融雪劑添加到瀝青混合料里并直接鋪在新建路面上，形成具有不結(jié)冰功能的路面，在毛細(xì)管壓力及車輛碾壓作用下，融雪成分析出，從而降低道路表面水的冰點(diǎn)，抑制道路表面積雪結(jié)冰。
在試驗(yàn)中，朱寶林還意識(shí)到，“就像為延緩藥物釋放和定位釋放藥物，有些藥品需要通過(guò)膠囊來(lái)輔助持續(xù)治療的功效，我也需要找到尋找或配比出新的材料以達(dá)到融雪劑的緩釋效果，這是主動(dòng)抗凝冰技術(shù)成功的關(guān)鍵。”
為此，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將抗凝冰瀝青混合料制成試件，在常溫下全部泡入水中持續(xù)浸泡了20 天?！爸钡矫刻鞙y(cè)試的氯離子濃度數(shù)值顯示氯離子流失達(dá)到平穩(wěn)峰值，才從一定程度上證明了，這樣的自融冰改性劑是具有一定耐久性的，可以達(dá)到夏季少釋放、保障冬季使用的目的。而在不降低融雪成分濃度的前提下，改性劑的融雪效果可以達(dá)到14 年?！敝鞂毩指嬖V記者。
除此之外，增強(qiáng)劑的研發(fā)是朱寶林抗凝冰瀝青改性劑中的另一項(xiàng)核心成分?！拔覈L試了上千種看似差不多的材料，從中找到我需要的那些細(xì)微性能，然后進(jìn)行配比嘗試，組成出了新的材料?！睂?duì)于自己配比出來(lái)的增強(qiáng)劑，他信心十足，“即使我把應(yīng)用的所有成分都說(shuō)出來(lái)，沒(méi)有配方也不可能成?！?/p>
多年心血化寒冰 各地好評(píng)如潮
半幅路面白雪覆蓋，半幅路面纖塵不染，朱寶林用一條對(duì)比鮮明的試驗(yàn)路段成功驗(yàn)證了新型抗凝冰瀝青改性劑的神奇。此后，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)新性地提出了凝冰預(yù)警及自動(dòng)化處置成套應(yīng)用技術(shù)，使得道路冰雪處置變被動(dòng)為主動(dòng)。
2014 年，道路凝冰預(yù)警與自動(dòng)化噴灑系統(tǒng)因在云南楚大高速的杰出應(yīng)用，被當(dāng)?shù)亟煌ü芾聿块T評(píng)價(jià)為“為云南省高速公路冰雪災(zāi)害整治工程打下了良好的開(kāi)端?！?/p>
2016 年1 月23 日和26 日，中央電視臺(tái)《新聞直播間》及《新聞聯(lián)播》欄目先后對(duì)夏蓉高速公路（貴州省畢節(jié)市納雍縣謝立大山隧道入口）應(yīng)用朱寶林團(tuán)隊(duì)凝冰預(yù)警與自動(dòng)化噴灑系統(tǒng)一事進(jìn)行了報(bào)道。
2017 年，在道路凝冰預(yù)警及自動(dòng)化噴灑系統(tǒng)作用下，膠州灣大橋因惡劣天氣造成的封路驟減到8 次，36.48 公里路段較前一年多收了近千萬(wàn)通行費(fèi)。更令朱寶林感慨的是，大橋交警找到他，對(duì)科研成果的高效應(yīng)用表示感謝。
“變被動(dòng)處置為主動(dòng)防護(hù)，大橋因路面凝冰災(zāi)害造成的交通事故發(fā)生率顯著降低60%，大大提升了人民群眾的出行效率和行車安全?！敝鞂毩终J(rèn)識(shí)到，“這是也大橋作為國(guó)有資產(chǎn)保值的輔助手段之一，有效遏制冰凍災(zāi)害對(duì)路面的侵蝕，也減少了惡性事故下對(duì)橋梁的碰撞損毀?！?/p>
不過(guò)，朱寶林的追求遠(yuǎn)未就此止步，不久后，抗凝冰涂層被其團(tuán)隊(duì)研發(fā)成功。據(jù)悉，這是一種基于乳化瀝青的生產(chǎn)機(jī)理，在制作過(guò)程中利用乳化瀝青和低表面能疏水材料進(jìn)行乳化-改性-融合，進(jìn)而得到的新型路面噴灑型抗凝冰材料。
“抗凝冰涂層被涂刷或噴灑于道路表面后，不僅能使路面無(wú)法結(jié)冰，達(dá)到‘小雪留不住、大雪好清除’的目的，在路面還能形成一層致密的防水層將路面封閉，起到隔水防滲、減少路面水損害、固結(jié)路面松散集料、協(xié)同養(yǎng)護(hù)路面、延長(zhǎng)路面使用壽命的作用?！敝鞂毩指嬖V記者。
在他看來(lái)，冬季安全應(yīng)急保障需要多樣化思路從不同角度解決問(wèn)題?！拔覀儸F(xiàn)在還欠缺一個(gè)集氣候、氣象的基于大數(shù)據(jù)的路網(wǎng)級(jí)道路凝冰管理預(yù)警平臺(tái)，這正是我目前集中主要精力在研究的方向?！敝鞂毩直硎尽?/p>
青海省樂(lè)都公路段抗凝冰涂層試驗(yàn)段雪后清掃對(duì)比
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很快，朱寶林向領(lǐng)導(dǎo)申請(qǐng)組成專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，涵蓋計(jì)算機(jī)、機(jī)械、材料、道路、巖土等領(lǐng)域的優(yōu)秀研究人才，邁上了冬季安全應(yīng)急保障技術(shù)研發(fā)的新征程。
此后近十年，這支由11 人組成的年輕團(tuán)隊(duì)實(shí)地走訪調(diào)研我國(guó)冬季冰雪形成機(jī)理，足跡踏遍祖國(guó)大江南北。他們以實(shí)驗(yàn)室為家，強(qiáng)忍刺鼻的氣味和嗆人的灰塵，埋頭優(yōu)化調(diào)整抗凝冰材料配方；冒著徹骨嚴(yán)寒徹夜蹲守公路邊，只為驗(yàn)證研發(fā)設(shè)備與材料性能是否可靠。
從凝冰自動(dòng)化處置噴灑設(shè)備的研發(fā)起步，朱寶林團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了我國(guó)高速公路路面凝冰的環(huán)境條件標(biāo)準(zhǔn)，建立路面凝冰危險(xiǎn)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。新型抗凝冰材料的探索研制之余，他們還通過(guò)對(duì)海量因子進(jìn)行研究分析，對(duì)關(guān)鍵凝冰因子進(jìn)行采集，建立起了高效可靠的高速公路早起凝冰、團(tuán)霧等氣象預(yù)警系統(tǒng)管理平臺(tái)。
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為此，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將抗凝冰瀝青混合料制成試件，在常溫下全部泡入水中持續(xù)浸泡了20 天?！爸钡矫刻鞙y(cè)試的氯離子濃度數(shù)值顯示氯離子流失達(dá)到平穩(wěn)峰值，才從一定程度上證明了，這樣的自融冰改性劑是具有一定耐久性的，可以達(dá)到夏季少釋放、保障冬季使用的目的。而在不降低融雪成分濃度的前提下，改性劑的融雪效果可以達(dá)到14 年?！敝鞂毩指嬖V記者。
除此之外，增強(qiáng)劑的研發(fā)是朱寶林抗凝冰瀝青改性劑中的另一項(xiàng)核心成分?！拔覈L試了上千種看似差不多的材料，從中找到我需要的那些細(xì)微性能，然后進(jìn)行配比嘗試，組成出了新的材料?！睂?duì)于自己配比出來(lái)的增強(qiáng)劑，他信心十足，“即使我把應(yīng)用的所有成分都說(shuō)出來(lái)，沒(méi)有配方也不可能成?！?/p>
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“變被動(dòng)處置為主動(dòng)防護(hù)，大橋因路面凝冰災(zāi)害造成的交通事故發(fā)生率顯著降低60%，大大提升了人民群眾的出行效率和行車安全?！敝鞂毩终J(rèn)識(shí)到，“這是也大橋作為國(guó)有資產(chǎn)保值的輔助手段之一，有效遏制冰凍災(zāi)害對(duì)路面的侵蝕，也減少了惡性事故下對(duì)橋梁的碰撞損毀?！?/p>
不過(guò)，朱寶林的追求遠(yuǎn)未就此止步，不久后，抗凝冰涂層被其團(tuán)隊(duì)研發(fā)成功。據(jù)悉，這是一種基于乳化瀝青的生產(chǎn)機(jī)理，在制作過(guò)程中利用乳化瀝青和低表面能疏水材料進(jìn)行乳化-改性-融合，進(jìn)而得到的新型路面噴灑型抗凝冰材料。
“抗凝冰涂層被涂刷或噴灑于道路表面后，不僅能使路面無(wú)法結(jié)冰，達(dá)到‘小雪留不住、大雪好清除’的目的，在路面還能形成一層致密的防水層將路面封閉，起到隔水防滲、減少路面水損害、固結(jié)路面松散集料、協(xié)同養(yǎng)護(hù)路面、延長(zhǎng)路面使用壽命的作用?！敝鞂毩指嬖V記者。
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