向天问路！中国硬核破局世界冻土工程禁区

来源：环球网

“青藏高速公路建成的时候，一定是体现中国‘基建狂魔’的最高水平。”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（以下简称“实验室”）主任汪双杰近日在“走近新国企·科技创新主力军”采访活动上语露自信。他表示，中国在冻土公路工程方面屡克难题，也一直在为青藏高速公路的最终通车建设做技术储备。

从零到一填补空白，为筑天路炼筋骨

冻土即含有大量水分的土壤，温度降到冰点以下土壤变硬膨胀，夏天温度升高土壤又变软塌陷，因此冻土区的道路很容易变成波浪路。全球的冻土有3000多万平方公里，中国是世界第三大冻土国。青藏高原有着“世界屋脊”之称，平均海拔4000米以上，高海拔多年冻土区域面积达150万平方公里。

多年冻土，尤其是青藏高原高寒高海拔多年冻土，一向是工程建设的“拦路虎”。冻土区修公路国际上基本上是以砂石公路为主。1954年开始通车的青藏公路，是国际上使用寿命最长的冻土沥青公路。2017年，全球首条、最高海拔冻土高速公路——共玉高速公路通车运营。这些工程没有先例可循，实现了从零到一的突破。

青藏高原多年冻土区首条高速公路——共玉高速公路

汪双杰很是欣慰数十年来的冻土研究成果得到了广泛应用。“这些技术支撑建成了青藏高原已有的主通道，还会助力于未来诸多公路、铁路、民航、机场等在冻土地带的修建。”

青藏高速公路是京藏高速公路的一部分，尚待修建的是二期工程长约820多公里的格尔木-那曲段。这里分布多年冻土500多公里，是青藏高速建设多年来的“卡脖子”工程。“从青藏公路到青藏高速公路，看似只多了两个字，然而两者在施工工艺的解决方案上有很多的变化。”中交一公院专业总工程师、工程技术研究院院长、极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室执行主任陈建兵解释说：“高速公路和普通二级公路的荷载与运输标准、安全要求都是完全不一样的，也意味着设计寿命也会有显著的不同。”

汪双杰透露说：“我国今年将会启动青藏高速公路的正式试验工程，大概有30公里。我们将会把所有的工艺工法进行验证，为青藏高速的全线开工提供基础。”

治未病延龄增寿，做冻土公路的良医

沥青公路吸热，如何解决冻土融沉是个世界性难题。

“是吃猛药还是简单滋补？”汪双杰带领团队针对不同的冻土形态做了各种疾病诊治。

20 世纪50年代通车的青藏公路，随着时间推移和交通量增加，冻土融化导致的路面病害日益严重。青藏公路多年来路面坍塌、路基变形等病害频发。汪双杰表示，截至上世纪90年代冻土公路病害率已达30%，若不有效处理，公路使用性能会逐步下降。

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。他带领团队开展了大量的冻土监测和病害调查工作，创立了公路冻土工程融沉尺度效应理论。团队研发了路基能量导—阻—调复合互馈融沉防控技术，如安装通风管散热形成自然对流，铺设遮阳板解决太阳辐射，还利用高原丰富的太阳能和风能研发了温控风机均匀控制能量等，有效解决了冻土路基的融沉问题。这些成果使得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水平新高度。项目成果直接支撑了青藏公路、共玉高速等国家重大工程的建设与改造，突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。

“无论是导冷、隔热还是调温，都是我们在长期过程中摸索着如何对症下药，延长公路使用寿命。但以后我们就不能等路坏了，再去处理。我们要提前预判，保障道路几十年不坏。”汪双杰表示实验室将更多主动预判，担当起“上医治未病”的角色，为中国高速公路网中的 G6北京到拉萨的最后通道提供技术支持。

冻土工程是一个跨学科的研究，它涉及到气象、力学、化学等。青藏高原如同一个气象加速器，冻土退化与全球升温有关，也与碳减排密切相关。陈建兵强调说：“我们不仅要基于历史数据去做研究，还要预测未来。”

技术赋能人才培养，展现新时代高水平建造水平

苦寒缺氧、高原辐射、开水不烫、米饭不熟……40多年来，汪双杰无数次往返于青藏高原。当被问起此类困难时，他仿佛是一位参透苦难的哲学家，有一种“归去，也无风雨也无晴”的豁达，他说：“蓝天白云、草原森林或是当地乡亲的一碗酥油茶，足以让人治愈，内心的幸福更为难得！”他们把这种面对困难不放弃不妥协的气概也传承了下去。

作为我国第二代冻土科研工作者的领军人物，汪双杰深感责任重大。近年来，汪双杰先后创立了“极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室”、“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，为人才发展搭建平台，建设了中国公路冻土工程的人才集群和梯队。在他的培养和带动下，以80后为主力军的第三代冻土科研人员迅速成长起来，为我国冻土研究事业注入了新的活力。

汪双杰指导青年科研人员工作

新的时代赋予了新的使命。当前AI技术、数字孪生等新技术的发展与应用，让冻土公路研究环境发生了变化。汪双杰介绍说，中交一公院前后3代人50多年收集的高原冻土公路300多万组数据资料，即将在实验室数据库中服务于更大的目标。”原先需要实地勘测的场景可以在实验室实现模拟操作和远程监测。

如今，工程项目也将实现少人化与无人化。不同于以往点对点的监测，今后环境、气象、工程、动物等数据将形成一个一体化的监测平台。“我们所有的研究方案要围绕新时代高水平建造！除了保障公路寿命之外，我们还要考虑建筑形式和能源的结合及对当地环境的保护。”陈建兵指出了冻土公路高水准建设的方向。

“九天之际，安放安属？隅隈多有，谁知其数？”两千多年前，屈原曾仰望苍穹发出《天问》，对话宇宙星辰。如今为了天堑变通途的目标，一批建设者也在为着很多未解之题，向天问路，寻找天问的答案。