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冻土之上逐天路

2025年05月19日 15:27:09 来源:中国交通报 作者:赵珊珊

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打开地图,我国高速公路网四通八达,7条首都放射线、11条南北纵线、18条东西横线,高速总里程已超过19万公里。其中,7条首都放射线,以北京为中心连接各地,构成全国高速公路的主骨架。这7条放射线中,只有京藏高速公路尚未全线开通。没有通车的部分是位于青藏高原的格尔木至那曲段,这里的冻土区是高速公路建设过程中的“拦路虎”。

从20世纪70年代起,中交工程师就持续推进冻土公路工程研究,打破了国际工程界多年冻土地区不能修筑沥青路面公路的禁区,成功建设了多年冻土地区的全天候通车二级公路——青藏公路,使其成为全球服役年限最长的多年冻土沥青公路;建成了世界上首条多年冻土区高速公路——共(和)玉(树)高速公路等,有力促进了民族团结和政治稳定,也让我国的冻土高速公路建设技术走在了国际前列。

“近期,我国将启动青藏高速公路的30公里先行试验段,为打通京藏高速公路‘最后一公里’做好技术储备。”中交集团技术总监、首席专家,极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室主任汪双杰近日向记者透露。秉持着不断满足人民群众对美好出行需要的愿景,他将带领中交一公院多年冻土公路工程创新团队向着攻克高海拔强冻融等极端环境下道路工程难题接续冲锋。

突破创新 挑战冻土公路新高峰

平均海拔超过4500米、氧气含量只有平原的60%……这里就是被称为“地球第三极”的青藏高原。

“全球冻土有3000多万平方公里,青藏高原是全球高海拔多年冻土集中分布的地区。”汪双杰告诉记者,我国青藏高原多年冻土是全球冻土中年平均地温最高的,由于海拔高、昼夜温差大,一年里冻融循环可达200余次,冻土状态非常不稳定。气温升高使冻土层土壤中的冰融化,导致地面塌陷、变形;气温降低则导则冻土冻结膨胀,使路面出现开裂、翻浆等严重病害。

1954年,青藏公路和川藏公路建成通车,结束了西藏没有现代公路的历史,随着时间推移和交通量增加,冻土问题逐渐显露,部分路面出现坍塌。尤其在铺设沥青路面后,热量吸收加剧了冻土融化,问题愈发凸显。截至20世纪90年代,冻土公路病害率高达30%,影响了公路的使用性能。1973年,原交通部派出青藏公路科研组,常年驻扎在青藏高原,专门研究和解决公路冻土难题。截至目前,3代人,50余年,已积累了300多万第一手组监测数据,这在工程界绝无仅有。

2001年,汪双杰担任多年冻土地区公路修筑成套技术研究项目负责人。“此前我们面对冻土这个‘拦路虎’,传统方法主要就是加高路堤或铺设保温材料,十分被动。就像给冰棍盖被子,只能延缓冻土融化。”为从根本上解决问题,汪双杰带领团队深入研究,创立公路冻土工程融沉尺度效应理论,创建公路冻土融沉防控能量平衡设计方法,研发路基能量导—阻—调复合互馈融沉防控技术。这些成果使我国冻土公路病害率大幅降低,比国际平均水平降低50%,达到全球多年冻土公路建养新高度,广泛应用于青藏铁路、漠河机场及多条进藏国道主干线等重大工程。2008年,汪双杰主持的“多年冻土青藏公路建设和养护技术”获国家科技进步一等奖。

随着交通运输飞速发展,在青藏高原修建高速公路成为必然需求。2010年,青海省玉树藏族自治州震后生命线——共玉高速公路紧急上马,汪双杰肩负主持设计重任。该路是青藏高原多年冻土区首条高速公路,全长635公里,其中多年冻土区路段达227公里。由于路基宽、路面厚且大量铺设沥青,导致吸热储热能力强。同时,该项目位于冻土退化严重区域,地基能量平衡问题极为复杂,国际上也没有先例可借鉴,这些都让建设共玉高速公路成了一项“几乎不可能完成的任务”。

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在那段激情燃烧的岁月,汪双杰带领的团队搭建了全球最大的室内模型,模拟各种复杂条件下冻土的变化情况,总结出参数体系,反复试验、模拟,最终建立起冻土工程的能量平衡理论体系。利用该理论体系,他们设计出一整套先进的工程施工技术,如“导冷”“阻热”“调温”等技术手段,有效解决了冻土消融问题。

共玉高速公路建成通车后,运营状况良好,首次将多年冻土地区道路工程病害率控制在国际五分之一以下,被国际冻土协会高度评价为“树立了国际冻土工程新的里程碑”。

培育人才 发展公路绿色长寿技术

作为我国第二代冻土科研工作者的领军人物,多年来,汪双杰专注于高寒高海拔多年冻土地区公路修筑技术研究,主持国家科技支撑计划项目及冻土公路科研设计项目30余项,获评光华工程科技奖、何梁何利科学与技术进步奖等诸多奖项。

一花独放不是春。“冻土研究事业的发展需要一代又一代科研人员的接续努力。”汪双杰深知人才培养和科研平台建设的重要性,先后主导创立了高寒高海拔地区道路工程安全与健康国家重点实验室、多年冻土区公路建设与养护技术交通行业重点实验室、青海花石峡冻土公路工程安全国家野外科学观测研究站等科研机构,培养了一批年轻的冻土科研人才。目前,汪双杰的团队总人数约170人,60%是青年人才。

“工程建设过程中需要解决实际问题,工程类人才必须深入一线才能成长。否则理论和模型做得再好、再精细,碰到大尺度工程,还是会有许多问题无法解决。”汪双杰说。一有工程开建,汪双杰就让年轻人参与其中,使他们在实际工程中积累经验、提高能力。同时,他提倡把高校课堂搬到项目现场,借助高校平台开展理论研究。在他的悉心培养和带动下,以80后为主力的第三代冻土科研人员迅速成长,为我国冻土研究事业注入了新的活力。

如今,汪双杰带领极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室,继续在冻土研究领域深入探索。他们瞄准极端环境道路工程绿色建造与安全保障前沿问题,重点发展道路工程绿色长寿技术。

“我们的实验室拥有了包括室内模拟、现场暴露、实体工程的试验体系,可以实现模拟操作和远程监测,不用再时刻开展实地勘测。”汪双杰说,目前,极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室主要有两大研究方向,即在结构行为与韧性方面,开展冻土工程应用基础理论、工程结构韧性、工程材料耐久等研究;在智能建造与资源集约利用方面,研究工程状态感知、智能监测预警、智能建造等关键技术。

“未来,京藏高速公路格尔木至那曲段高速公路建成后,一定是全球海拔最高、等级最高、寿命最长、路况最好的公路项目。”汪双杰信心满满,“这个项目将体现我国作为‘基建狂魔’的最高基建水平。”

记者手记

扎根在青藏高原的“强巴”

年过花甲,岁月和风霜在汪双杰的脸上刻下痕迹,却也如同奖章,诉说着丰富的人生阅历与智慧。谈起冻土高速公路建养技术,他像孩童般眉飞色舞,眼神明亮,闪烁着光芒。

长期在苦寒缺氧、暴晒干燥的环境中工作生活,久而久之身体会出现一些特殊的“印记”。汪双杰也不例外,除了患有胃病,他的十个手指甲全部都有明显不同程度的凹陷,这是缺氧导致局部甲床细胞营养不良形成的凹甲。

1984年,刚参加工作不久的汪双杰第一次出差就是前往219国道阿里段的边防公路,海拔5000多米。他开玩笑地说,也许这就是命运的安排,从此就与青藏高原结下不解之缘了。初上高原,强烈的高原反应让汪双杰头疼欲裂,艰苦的生活条件超出想象。由于交通不便,半年时间里,汪双杰没有洗过澡,也没有吃过青菜。这段经历不仅锻炼了他的意志,更让他深刻理解“两路”精神的丰富内涵。

“青藏高原缺氧、低压的恶劣环境,阻碍了交通出行,也制约着那里群众和守边战士的生活水平,必须攻克高寒高海拔冻土公路建养关键技术并持续开展研究。”也是从那时起,他立志为国家公路建设事业在冻土难题上开辟道路。

40多年来,汪双杰无数次往返于青藏高原。白天勘察施工,饿了吃点馒头或青稞糌粑,晚上回到帐篷里点着酥油灯整理数据资料,是他早年工作的真实写照,他用行动诠释科研工作者的担当与奉献。

汪双杰坦言,其实也曾有过多次高薪去大城市工作的机会,但他都放弃了。“任何工作都得有人做,怎么能半途而废呢?”在汪双杰看来,一辈子只要干好一件事,就没有辜负党和人民对他的长期培养。“我的事业就在青藏高原,我的根已经扎在这里了,舍不得离开。”尽管条件艰苦、身体患病,他仍深深迷恋着这片土地。

汪双杰始终认为,吃苦与奉献精神是一个科研工作者应有的最基本素质。要有家国情怀,要有敢于在恶劣环境中坚持奋斗的精神品质,在科研道路上持之以恒地拼搏、创新、进取、超越,在奋斗的道路上永不止步。

汪双杰感慨,生活在高寒之地,仰望珠穆朗玛峰,他的内心十分宁静。蓝天白云、皑皑雪山,夜晚满天繁星,除了悠久的历史、圣洁的信仰之外,还有朴素的温暖日常。汪双杰说,牧民对他和团队都由衷地尊重,经常给他们送酥油茶和牦牛肉干。“在那里,我看到了世界之巅的雄伟,也触摸到温度与温柔。”

汪双杰告诉我,由于长年生活在青藏高原,藏族同胞给他们团队成员都取了藏族名字。我问他的名字是什么,汪双杰眨眨眼睛说“强巴”。后来,我上网搜索了“强巴”的汉语意思——“坚韧不拔”或“强大的心灵”,象征着不屈不挠、勇猛无畏的品质。这不就是一代代冻土科研人员共同的名字吗?

责任编辑:张阿嫱
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