守護公路的“生命線”

王輝

“跋山涉水，頂風冒雪，赴千里長途；不怕落石塌方，無懼懸崖百丈，我們這點苦、這點累相對于長期堅持在高原一線的建設(shè)者來說算不了什么，唯愿能以平生所學，為農(nóng)村公路建設(shè)做點事，舍此別無他求?！边@是交通運輸部科學研究院（以下簡稱“交科院”）藏區(qū)農(nóng)村公路技術(shù)咨詢團隊成員樸素的心聲。憑著這份最樸素的初心，昔日雪域高原上的道道“天險”被攻克，藏區(qū)百姓對美好生活的向往之路被打通。

陳景作為交通運輸部交科院工程技術(shù)與材料研究中心的副主任，他分管科研，也牽頭參與科研，他是團隊的組建者，更是我國公路交通飛速發(fā)展的見證者。他想告訴大家，每一條路、每一座橋、每一個港口、每一片天空、每一個寂寞和喧嘩的角落里，都有交通人在堅守。

在藏區(qū)澆灌最美的科研之花

春夏秋冬，年復一年。2019年是交科院工程技術(shù)與材料研究中心藏區(qū)農(nóng)村公路技術(shù)咨詢團隊在藏區(qū)開展技術(shù)咨詢的第6個年頭。這其中的重頭工作，就是運用常溫改性瀝青技術(shù)鋪設(shè)藏區(qū)多條農(nóng)村公路。

“遠在阿里，苦在那曲”，既選擇氣候最惡劣、環(huán)境最艱苦的那曲作為科學研究的最前線，那么他們將面對的不僅有自然的殘酷考驗，更是技術(shù)攻堅的重重關(guān)卡。眾所周知，瀝青路面的施工必須在10攝氏度以上才能進行。但那曲地區(qū)高寒缺氧，年平均氣溫零下1攝氏度左右，到了9月就開始斷斷續(xù)續(xù)下雪或冰雹，冬季長期刮大風，極端低溫達零下40多攝氏度。同時，高海拔、強紫外線的環(huán)境讓常規(guī)的筑路技術(shù)變得“水土不服”。

如何延長施工周期，找到一種更適合藏區(qū)高原的筑路方式，是擺在藏區(qū)農(nóng)村公路技術(shù)咨詢團隊面前的首要問題，也是團隊需要啃下的一塊“硬骨頭”。

“由于氣壓的關(guān)系，很多機器設(shè)備在這里無法發(fā)揮自己的原有功效?！奔夹g(shù)咨詢團隊技術(shù)負責人李亞非介紹，他們在那曲地區(qū)開展路段實驗，就經(jīng)歷過設(shè)備集體“罷工”?！盀r青拌和站的柴油發(fā)電機是從拉薩運來的，由于海拔太高，我們來來回回調(diào)試了8臺機器，最后才有1臺能用。”

數(shù)九寒天，團隊成員的棉大衣中裹著鼓鼓囊囊的東西?！拔覀冇玫木軆x器都很‘嬌貴，為了防止電池被凍壞，檢測的時候都把儀器捂在懷里。”咨詢團隊現(xiàn)場負責人王書杰說。在極端寒冷的環(huán)境下，就算穿著軍大衣，常人都會瑟瑟發(fā)抖。然而，檢測中經(jīng)常需要蹲下，穿太厚非常不方便。在檢測時，團隊成員就只能脫掉軍大衣，十分鐘后再穿上，熱乎一點又脫了再來，反反復復，直到檢測完成。

通過先期研究與后期開展實驗路段測試，常溫改性瀝青成套技術(shù)已經(jīng)在藏區(qū)農(nóng)村公路修建中大面積推廣，讓高品質(zhì)的公路“進村入戶”，“藏區(qū)農(nóng)村公路技術(shù)咨詢團隊”被評為“2018年感動交通年度人物”?！八麄儫o愧于2018年感動交通年度人物?！痹诓稍L中，團隊負責人陳景掩飾不住對團隊的自豪。

以工匠之心求瀝青創(chuàng)新發(fā)展

作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，公路建設(shè)的發(fā)展對加快建設(shè)統(tǒng)一市場、實現(xiàn)資源有效配置、促進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、提高對外開放程度、推動國民經(jīng)濟發(fā)展和社會進步發(fā)揮了重要作用。

我國從20世紀80年代開始修建高速公路，經(jīng)過近40年的發(fā)展，已形成全國高等級公路13萬多公里的歷程，超過美國，位居世界第一。對此，陳景回憶起90年代在美國做訪問學者時的情形，深有感觸：“當時有人說中國和美國的經(jīng)濟差距100年，在公路等公共基礎(chǔ)設(shè)施方面就差得更遠。印象最深的是北京當時只有T1航站樓，我們從當時全球最大的亞特蘭大國際機場回來，對比特別明顯。30年過去了，我們已經(jīng)反超了。”

由于瀝青路面具有行車舒適、維修方便等優(yōu)點，我國高速公路絕大多數(shù)都是采用的瀝青路面。但是在20世紀80年代以前，我國所開采的原油基本上都是石蠟基原油，因而所煉制的瀝青也都是含蠟量很高的多蠟瀝青，黏結(jié)性差，高溫易泛油，低溫易開裂，路用性能不良。在這種情形下，高速公路建設(shè)所用瀝青幾乎都依賴進口。然而，伴隨著我國高速公路大規(guī)模建設(shè)和石油勘探、煉油技術(shù)的改進，又極大促進了國產(chǎn)瀝青的發(fā)展?？梢哉f，瀝青材料和技術(shù)的發(fā)展，伴隨著我國道路發(fā)展的始終，關(guān)系到道路的鋪設(shè)和運行的質(zhì)量。

“公路工程技術(shù)發(fā)展到今天，材料技術(shù)是今后主要的創(chuàng)新突破口?！苯豢圃汗こ讨行闹魅挝旱佬略f。從進入大學到畢業(yè)后投身交通科研工作，作為工程中心的第一批“元老”，陳景的科研也一直圍繞“公路”和“瀝青”開展，具體包括：新型瀝青路面材料研發(fā)、瀝青路面使用性能評價及維修養(yǎng)護、公路工程試驗檢測和現(xiàn)場測試方法及設(shè)備的開發(fā)、公路交通節(jié)能減排技術(shù)等。

作為交科院工程硬技術(shù)研究的“排頭兵”，團隊緊緊把握“把服務(wù)做優(yōu)、把研究做深、把產(chǎn)業(yè)做強”的工作主線，圍繞特殊條件下的瀝青路面建養(yǎng)新技術(shù)、極端氣候條件下的道路運營安全保障等技術(shù)，在科技研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化等方面取得了一系列成果。

“十三五”期間，團隊在公路工程技術(shù)和材料研究方面獲得省部級科技進步特等獎1項、一等獎7項、二等獎6項、三等獎2項。

科研“不求大而全，貴在專而精”。陳景作為團隊負責人，帶領(lǐng)這支“功能性瀝青路面新材料及新結(jié)構(gòu)研究團隊”獲得2018年交通運輸部行業(yè)重點領(lǐng)域創(chuàng)新團隊的殊榮。

陳景還積極開展為行業(yè)服務(wù)，工作中結(jié)合內(nèi)蒙古自治區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護實際需求，聯(lián)合內(nèi)蒙古自治區(qū)交通發(fā)展研究中心，針對公路建設(shè)中存在的瀝青路面早期病害問題，開展瀝青路面服役性的研究，并積極支持開展交通運輸部、內(nèi)蒙古自治區(qū)的科技創(chuàng)新平臺的申報與建設(shè)工作，被內(nèi)蒙古自治區(qū)黨委評為“草原英才”。

以時代需求驅(qū)動科研的未來

飛速發(fā)展的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)必定要占用一定的資源，在工程建設(shè)過程中必然要消耗掉大量能源對環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。資源有限，需求無限，在持續(xù)大力發(fā)展公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時，解決能源緊缺問題迫在眉睫。

陳景談到，在用于瀝青路面建設(shè)、養(yǎng)護的傳統(tǒng)路用材料中，熱拌瀝青混合料在使用數(shù)量上占絕大多數(shù)。隨著人們認識水平的不斷提高，熱拌瀝青混合料在拌和、運輸以及攤鋪過程中出現(xiàn)的過多耗能、有害氣體排放及熱老化等問題正在逐漸凸顯。如何找到一種新型材料，既能兼顧熱拌瀝青混合料良好路用性能和冷拌瀝青混合料在環(huán)保、節(jié)能等方面的優(yōu)勢，同時又能克服傳統(tǒng)材料性能上分別存在的不足之處，成為近年來行業(yè)內(nèi)的熱點研究問題。

在這樣的時代背景下，國際上一種新型路用環(huán)保材料——溫拌瀝青混合料（WMA）應(yīng)運而生。目前，制備溫拌瀝青混合料的相關(guān)產(chǎn)品僅南非、美國等一些公司生產(chǎn)，為促進溫拌瀝青混合料在我國的推廣應(yīng)用，有必要開展溫拌瀝青改性劑的自主研發(fā)，打破國外壟斷，形成具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。

為此，陳景承擔了交通運輸部建設(shè)科技項目“瀝青路面溫拌改性劑的開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)研究”。他率領(lǐng)團隊通過工程調(diào)研、理論分析、室內(nèi)外試驗等多種手段，探索出溫拌改性劑生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)及性能的內(nèi)在聯(lián)系，開發(fā)了三種性能優(yōu)良的瀝青路面溫拌改性劑，提出了溫拌改性劑的評價體系及技術(shù)標準；通過深入研究其改性機理和改性效果影響規(guī)律，在室內(nèi)試驗的基礎(chǔ)上，借助在建高速公路作為實體工程的應(yīng)用和驗證，提出了溫拌瀝青混合料的配和比設(shè)計方法，以及路面施工工藝與質(zhì)量控制技術(shù)研究指南。

同時，團隊承擔了交通運輸部建設(shè)科技項目“自調(diào)溫瀝青混合料研發(fā)及其應(yīng)用研究”，研發(fā)了自調(diào)溫相變改性瀝青材料，主要利用相變過程中吸收或釋放的熱量來進行潛熱儲能的物質(zhì)。其具有在相變過程中將熱量以潛熱的形式儲存于自身或釋放給環(huán)境的性能，可以進行熱能貯存和溫度調(diào)節(jié)控制。通過“膨潤土土工合成防水材料應(yīng)用研究”項目，從膨潤土顆粒表面吸附、形成水合結(jié)構(gòu)、水化過程等方面厘清了防水材料的防滲機理，建立了路基水分場分布與變化規(guī)律，形成了膨潤土合成防水材料作為凍脹隔層及防水毀的成套施工工藝與質(zhì)量控制技術(shù)。這一系列新材料的研發(fā)為緩解交通發(fā)展資源制約，提高交通可持續(xù)發(fā)展能力做出了突出貢獻。

現(xiàn)在，作為工程中心科研的主管領(lǐng)導和新材料技術(shù)的帶頭人，讓他最得意的是，組建的優(yōu)秀團隊都已在業(yè)界取得卓越的成績，“團隊組建好了，管理自然就跟上去了，兩者之間不需要協(xié)調(diào)，是個統(tǒng)一體”。

陳景的工作還是占據(jù)自己大部分的時間，忙的時候幾乎每周一次的短差是常態(tài)，家人也習慣了，但是他坦言，比起以前經(jīng)常好幾個月駐扎工地已經(jīng)幸福了很多。他笑稱，現(xiàn)在出差少了，自己航空公司的“白金卡”也已轉(zhuǎn)為“金卡”。但是不同的是，自己現(xiàn)在會花費很多精力來思考科研發(fā)展的方向。

陳景談到，黨的十九大提出了建設(shè)交通強國，為我國新時代下交通政策的制定和轉(zhuǎn)變，也為未來交通事業(yè)的發(fā)展指明了方向。為了明顯提高智能、平安、綠色、共享交通發(fā)展水平，公路工程技術(shù)的綠色發(fā)展、節(jié)約集約、低碳環(huán)保是一個必然的發(fā)展趨勢。未來交通發(fā)展必須轉(zhuǎn)變方式，堅持高質(zhì)量發(fā)展，通過科技創(chuàng)新，打造綠色交通，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，為符合國家“交通強國建設(shè)綱要”的要求，公路建設(shè)事業(yè)必須不斷進行科技創(chuàng)新，探索新型材料或工藝來代替或改進傳統(tǒng)作業(yè)模式，積極響應(yīng)國家建設(shè)交通強國的戰(zhàn)略目標。

在此背景下，陳景和他的團隊不斷奮發(fā)努力，創(chuàng)新性地研發(fā)了“活化”濕法加工巖瀝青改性瀝青技術(shù)，將天然巖瀝青進行預處理，再與基質(zhì)瀝青加工成改性瀝青，性能優(yōu)于基質(zhì)瀝青，與改性瀝青相當。其耐久性能顯著，是一項綠色、天然、環(huán)保的路面新技術(shù)，已形成《布敦巖瀝青改性瀝青路面施工與驗收規(guī)范》《公路濕法巖瀝青改性瀝青路面施工技術(shù)指南》2個地方標準、1個團體標準，并在湖北、安徽、新疆等地進行了推廣應(yīng)用，使用效果優(yōu)異。

團隊技術(shù)骨干、路基巖土研究組組長程寅博士，努力攻克固體廢棄物資源化科學處置這一世界難題，研究實現(xiàn)固廢在交通土建領(lǐng)域中科學合理應(yīng)用。研發(fā)的工業(yè)廢渣復合穩(wěn)定材料技術(shù)，利用電石渣、脫硫石膏等固體工業(yè)廢渣特有的物化性質(zhì)制備土體穩(wěn)定劑，可以針對礦渣、粉煤灰、電石渣等工業(yè)廢渣結(jié)合工程需要進行綜合處治。在公路鐵路路基加固、基坑開挖圍護結(jié)構(gòu)加固、工民建淺層深層地基加固等方面開展了廣泛應(yīng)用，為實現(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)保、綠色公路建設(shè)提供了技術(shù)支撐。研究成果獲得2019年中國公路學會科學技術(shù)進步獎一等獎、2019年中國交通運輸協(xié)會科學技術(shù)進步獎一等獎。

陳景及其團隊類似的科研項目還有很多。隨著全球持續(xù)高溫、低溫雨雪冰凍等災(zāi)害天氣頻發(fā)，大溫差、冰凍等條件對瀝青路面的影響更加嚴重，加之不斷增長的交通量、不斷增大的軸載等行車荷載的綜合作用，瀝青路面經(jīng)受著新的嚴峻考驗，應(yīng)用中出現(xiàn)的高溫車轍、低溫開裂、早期水損害等仍影響其正常使用。因此，迫切需要從主動改善瀝青路面溫度狀況的新角度，探索提高瀝青路面對環(huán)境條件適應(yīng)能力的技術(shù)措施，以期瀝青路面在環(huán)境氣溫影響下能夠較長時間地保持在瀝青混合料性能良好的合理溫度區(qū)間內(nèi)，且減輕不利外界因素對其的影響。

“瀝青路面溫拌改性劑的開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)研究”“道路用新型常溫瀝青改性劑及工程應(yīng)用技術(shù)研究”“基于不同氣候分區(qū)的天然瀝青改性瀝青研發(fā)及應(yīng)用技術(shù)研究”“膠凝工業(yè)廢渣處理路基土應(yīng)用技術(shù)研究”“氣泡混合土技術(shù)在凍土地區(qū)路基工程中應(yīng)用研究”“公路環(huán)氧復合改性瀝青表面處治技術(shù)研究”——不論是已完成驗收還是在研的課題，陳景和交科院研發(fā)團隊的研究將一路向前，永不止步。

專家簡介

陳景，交通運輸部科學研究院二級研究員，交通運輸部“交通青年科技才”，內(nèi)蒙古自治區(qū)“草原英才”，交通運輸部重點領(lǐng)域創(chuàng)新團隊負責人，教育部教指委委員。

他主持、參與了“瀝青路面溫拌改性劑的開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)研究”“道路用新型常溫瀝青改性劑及工程應(yīng)用技術(shù)研究”“長久性路面的研究”等50多項國家、省部級科研項目的研究。