5月28日,《中国交通报》刊发了主题为“弘扬科学家精神 激发交通运输创新活力”2024年交通运输科技活动周特别报道,对我院极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室进行报道。
平台名片
极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室是2023年科技部正式纳入新序列管理的全国重点实验室,是在高寒高海拔地区道路工程安全与健康国家重点实验室基础上,由中交第一公路勘察设计研究院有限公司联合长沙理工大学和深圳大学共同组建,是我国交通运输领域道路工程方向布局的唯一全国重点实验室。实验室团队是目前我国长期专注开展高海拔强冻融等极端环境道路工程研究的团队,开创并引领着冻土公路工程尺度效应理论、能量平衡设计方法及融沉防控技术,为我国近万公里出疆入藏公路及西部边防通道的主要技术保障力量。
青藏工程走廊冻土样品库
实验室聚焦青藏高原高海拔强冻融,滨海地区高湿热、强腐蚀等极端环境区域交通发展短板,瞄准极端环境道路工程绿色建造与安全保障前沿技术问题,重点发展道路工程绿色长寿技术,解决多要素作用下致灾机理、高韧性结构—材料协同演化等科学问题,突破高性能长寿命材料和结构、废料高效资源化再生与智能建造等关键核心技术,全力攀登多年冻土道路工程技术“高峰”,辐射季节冻土、强风、强震、强暴雨等极端气候领域,拓展形成长寿命绿色道路工程学术“高原”。
实验室也被称为极端环境道路工程的“医院”,拥有“三位一体”的特色实验体系,建设有室内模型实验体系、现场暴露实验体系和实体工程实验体系,并建设有青藏工程走廊冻土样品库。其中,室内模拟实验体系就像一个道路工程医院,包含步入式多功能冻土环境模拟试验系统,岩土微细观多尺度高分辨率扫描分析系统(CT实验系统)和核磁共振探测系统等装备,就像医院为人体检测和诊断的设备一样,模拟实际条件下,岩石、土体等内部的裂纹等损伤及变化过程等。
同时,实验室致力于探究高原冻土道路工程的“绿色长寿”机制,为其量身定制一些新技术和新工艺。
在冻土区要想把路修好,首先得把冻土查清楚,摸清冻土的脾气。在青藏高原多年冻土地区修建道路工程,面临着和内地平原地区截然不同的条件,多年冻土热敏感性强、升温退化剧烈,冻土融沉及恶劣环境易导致高原公路出现沉陷、失稳、开裂等工程病害,并呈现隐蔽性、长期性、突发性的状况。因此,实验室必须通过研究,确定适合高原极端环境下的绿色耐久高性能路面结构与材料。
选好材料后,下一步就该考虑采取什么样的路基控制措施问题。相比普通公路,高速公路路面更宽,吸热量会大幅增加,原有的导冷阻热措施效果会大打折扣。一增一减,传入冻土的热量会成倍增长,对路基稳定性造成不可估量的影响,修建高速公路的技术难度成倍增加。如何牵住路基这个“牛鼻子”,有效解决路基导热问题,选定适宜的路基处置措施,是实验室及其团队思考的又一关键难题。实验室通过系统研究,自主创新公路冻土工程尺度效应理论和能量平衡设计方法,突破冻土路基灾变防控关键技术,支撑四方向进藏通道及边防公路建养,引领极端环境道路工程技术发展。
建成后,道路如何养和治?实验室围绕青藏高原多年冻土公路建设与养护持续开展50年研究,建成了“两廊三场五基地”的冻土公路综合观测体系、大型监控数据信息平台和地质岩芯样品库,为多年冻土区道路工程的养护和病害整治提供了技术和数据支撑。
实验室及依托单位作为交通强国建设试点单位,将始终胸怀“国之大者”,充分发挥科技创新及全产业链一体化服务优势,坚定不移当好道路工程交通基础设施创新发展的国家队和推动中国标准“走出去”的排头兵,为全面推进强国建设、民族复兴伟业持续贡献智慧和力量。