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中国交通报/2025 年/7 月/3 日/第 001 版
做交通强国建设的创新尖兵
——长沙理工大学三代交通人的四十载征途
本报记者 梁微 胖雨珊
在已有 110 多年历史的长(沙)(湘)潭公路旁,坐落着新中国成立后最早开设公路工程专业、在交通领域享有盛誉的长沙理工大学。
从这里出发,长沙理工大学交通人(简称长理交通人)奔着解决我国高速公路从无到有、从跟跑到领跑各个时期的关键问题,三代人四十载接续奋斗,走出了一条适合我国国情的高速公路技术发展之路,在我国高速公路建设史上书写了浓墨重彩的篇章。
从贯穿南北的大动脉京港澳高速公路,到“ 南疆国门第一路” 南友高速公路;从我国最长的内河公路桥洞庭湖大桥,到当前世界第一高桥北盘江大桥;从医治南方膨胀土到挑战青藏天路⋯⋯记者沿着长理交通人的奋斗足迹,近距离聆听他们的心声,感受我国交通科技工作者走自主创新之路的智慧与卓绝,探寻我国高速公路在短短四十年实现跨越式发展的精神内核。
走自主创新之路
展开我国地图,粗壮线条绘就了“ 流动中国” 的主动脉——高速公路。超 19 万公里的高速公路里程,居全球第一位,是一张亮丽的中国名片。
然而,在改革开放前,却是另一番景象。1978 年,我国公路总里程只有 89 万公里,且公路标准低、质量差。当时,世界上约 50 个国家已有了高速公路,而我国的高速公路建设还没有起步。这一交通空白日益成为经济社会发展的瓶颈。
建设高速公路迫在眉睫!然而,我国原沥青路面设计方法照搬原苏联柔性路面模式,设计方法滞后、设计标准偏低,不能满足高速公路沥青路面的要求;西方发达国家普遍采用的高速公路建造标准和施工技术投资大、 资源消耗大,在我国没有条件推广。 这就决定了我国的高速公路发展必须适应国情,要走出一条自主创新之路。
1986 年,长沙理工大学第一代道路科技领军人张起森带领团队参与交通部半刚性基层沥青路面联合攻关,重点研究这种路面结构的力学原理、破坏机理。那时学校里只有 20 多台计算机,课题研究计算工作量又很大,团队成员经常通宵达旦地工作。课题组将更多的时间扑在工程一线,把工地当作实验室,经常一住就是几个月。 从负责人到学生,拿起仪器可以干科研的活,操起工具也能干工人的活,个个皮肤黝黑,身强力壮,都是行家里手,令工地上的老师傅都佩服不已。
科研从不辜负有心人。 是工程一线长年累月的实践、 试验中推倒重来的韧劲儿,让长理交通人于“ 无人区” 中探出一条路,奠定了我国半刚性基层沥青路面的力学数值分析基础。1990 年,团队参与的《半刚性基层沥青路面的研究》荣获国家科学技术进步奖二等奖。郑健龙教授接过了张起森教授的接力棒,成为第二代道路科技攻关的领军人。1990 年,交通部立项开展沥青路面设计指标、参数与标准研究,长沙理工大学负责数据检测任务。在对检测数据进行分类统计分析后,郑健龙教授团队从道路服役的本质特征出发,创造性地提出了沥青路面设计状态与设计弯沉的新概念,提出适用于高速公路与半刚性基层沥青路面的破坏准则、结构设计新指标与新标准以及竣(交)工验收标准,成果纳入了我国第一部拥有完全自主知识产权的行业强制标准《公路沥青路面设计规范》。
在郑健龙教授的办公室里,记者看到了完好保存的《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97)。看着第 118 页上一级公路沥青路面容许弯沉散点图及回归结果图、 第 120 页上弯沉逐年变化曲线图,听着他一字一句地耐心讲解,记者深刻感受到,这本严谨的规范背后,是长理交通人 “ 胸怀祖国、 服务人民”的初心和“ 主动肩负起历史重任” 的行动。
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这一规范使用的 20 年时间里,我国高速公路里程从不足 5000 公里,发展到 2017 年的 13.65 万公里,指导了我国 80%以上高速公路沥青路面的设计与施工建设,使我国沥青路面设计技术跨入国际先进行列,蹚出了一条成本低、速度快、质量优的自主创新成功之路。
随着我国近 80%的高速公路超过设计寿命,摆在交通人面前的是一道新课题:开展以长寿命路面为代表的新型路面创新研发。
长理交通人在国际上首创了寿命逐层递增式沥青路面结构体系,开创了双模量非线性弹性层状体系智算技术与沥青路面三维应力长寿命设计技术,可使路面服役寿命从 15 年提升至 60 年。
向“ 公路工程癌症” 宣战
膨胀土地质灾害被世界工程师称为“ 公路工程癌症” :失水迅速收缩开裂,吸水急剧膨胀变形,既不能当做路基填料,还会造成边坡垮塌。 据统计,我国是世界上膨胀土分布最广泛的国家之一,26 个省份分布着这种特殊的土质,是威胁高速公路安全的主要因素之一,国家有关部门将治理膨胀土列为重大科技攻关课题。
1995 年至 1998 年,郑健龙教授带领团队在云南开展 “ 桥头跳车” 研究的机缘巧合下,关注到膨胀土地区修路“ 老大难” 问题,并最终找到解决方法,研究项目荣获云南省科学技术进步奖二等奖。带着这样的技术积累,2002 年,长沙理工大学牵头开展交通部立项的“ 膨胀土地区公路修筑技术研究” ,并以广西、云南、河南和湖南多条在建高速公路为依托,承担“ 膨胀土路基设计、加固与施工技术研究”。
