1954年青藏公路建成通車,這是我國在多年凍土地區修建的第一條公路。1973年,我國成立了青藏公路科研組,對多年凍土進行系統研究。談及凍土研究過程,中交集團技術總監、首席專家,全國工程勘察設計大師,極端環境綠色長壽道路工程全國重點實驗室主任汪雙杰直言,艱難程度難以言喻,“高原上‘一天有四季,十里不同天’,強烈的紫外線曬脫皮是小事,遇上雨雪冰雹,根本無處藏身。”他回憶稱,“當初,為收集掌握高原凍土公路第一手資料,我們蹲守在公路觀測點,每天觀測記錄各種數據,前后3代人,用時50多年,收集整理數據300多萬組。兩位技術骨干因高原疾病過早離開我們,他們把畢生心血都獻給了高原凍土事業!”
如此不易,為何還要堅持研究凍土?中交第一公路勘察設計研究院(簡稱中交一公院)專業總工程師、工程技術研究院院長、極端環境綠色長壽道路工程全國重點實驗室執行主任陳建兵告訴記者,多年凍土地區的地層在低溫下長期處于凍結狀態,其物理力學性質與普通地基有很大差異,簡單來說就是“熱融冷脹”。如果不研究專門的修筑技術,公路容易因凍土的凍脹、融沉等現象導致路基變形、路面破壞。同時,多年凍土地區生態環境脆弱,一旦破壞很難恢復。研究合適的修筑技術可以盡量減少對凍土環境的擾動,保護當地生態平衡。再者,通過研究修筑技術,采用“導冷-阻熱-調溫”“三步走”的方式,利用熱棒路基、隔熱板路基、通風管路基、片塊石路基等技術手段,可以提高公路在多年凍土地區的穩定性和耐久性,降低后期維護成本。經過50余年,我國在凍土工程領域已取得舉世矚目的成就。
“我們所有的技術是原創的,所有的理論也都是原創的。”據汪雙杰介紹,目前,已建立了我國獨有的大融沉防控理論、方法和技術體系,提出了公路凍土工程尺度效應理論和方法,實現了從病害機理到不同尺度等級公路之間災害普遍規律的理論跨越;攻克了高速公路凍土路基凍融變形控制技術、橋梁樁基穩定技術、大斷面公路隧道凍融災變防控技術等關鍵核心技術;構建了“一站兩廊三場五基地”科學研究試驗體系,實現了凍土區域道路工程全覆蓋聯網觀測,取得近300萬組第一手凍土監測數據。汪雙杰告訴記者,這些成果不僅為我國公路凍土工程研究贏得國際聲譽,更為世界凍土工程領域樹立了新的里程碑。
陳建兵介紹說,項目成果為青藏公路、共玉高速等國家重大工程建設與改造提供關鍵支撐。成功打破國際工程界在多年凍土區修筑瀝青路面公路的禁錮,建成首條穿越550公里多年凍土區的全天候通車二級公路,并使青藏公路延壽至70年,成為全球服役年限最長的多年凍土瀝青公路;建成世界首條多年凍土區高速公路——共玉高速。共玉高速公路首次將多年凍土地區道路工程病害率控制在國際1/5以下,被國際凍土協會高度評價為“樹立了國際凍土工程新的里程碑”。
如今,多年凍土區修筑技術已成為我國交通行業科技創新的旗幟。憑借這一核心技術品牌,中交一公院在青海、西藏、新疆、東北等高寒區的勘察設計與技術服務市場中占據了較大份額。成果在 G219、G318等眾多工程中廣泛應用,僅青藏公路瀝青路面就已降低運營成本44.7億元,產生了巨大的經濟效益和社會效益。
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