——记山东省交通科学研究院道路基础研究中心
　　
□　杜月娇

　　交通是兴国之要、强国之基。截止到2018年年底，全国的公路里程达485万公里，其中高速公路总里程已达14.3万公里，位列世界第一。在这些令世人瞩目的成就背后，离不开无数交通科研工作者的默默奉献和辛勤付出，而山东省交通科学研究院道路基础研究中心团队就是他们中的杰出代表。
　　依托“山东省道路结构与材料重点实验室”“高速公路养护技术交通行业重点实验室”“山东省混凝土材料与桥梁结构工程技术研究中心”等省部级平台，山东省交通科学研究院道路基础研究中心着力打造创新工作室、创新团队、学术带头人“三位一体”的创新组织架构，持续聚焦交通基础设施性能、安全、智慧提升等技术热点研究，组建了“‘道可道’耐久性道路创新工作室”“‘砾青途治’新材料创新工作室”“‘砼芯同创’混凝土及结构创新工作室”以及“耐久性道路”“高性能沥青材料”“高性能混凝土”“道路质量提升技术”“大宗固废资源化路用”“智能感知与交通大数据”“路域交通安全”等创新团队，先后被授予“山东省创新型班组”“山东省工人先锋号”“全国工人先锋号”等诸多荣誉称号。
　　“道路基础研究中心是我院开展交通科研创新工作的中坚力量。多年来，我们始终不忘初心，牢记使命，坚持以交通科研创新为引领，以弘扬劳模精神、‘工匠’精神为己任，不断培育、壮大交通科研创新团队，从而凝聚团队智慧，发挥团队力量，持续增强交通科研创新能力和水平，为我国的公路建设做出了积极贡献。”山东省交通科学研究院院长王林如是说。
　　
十五年到五十年，打造新一代绿色耐久路面
　　延长路面使用寿命，降低成本能耗，打造新一代路面，是山东省交通科学研究院道路基础研究中心团队追求的目标。经过十多年的持续攻关，他们解决了表面材料早期水损坏，重载交通车辙、疲劳开裂等问题，向着新一代绿色、耐久、智慧道路不懈前进。
　　“传统的沥青路面寿命设计为15年，而永久性沥青路面能达到50年以上。美国早在20世纪70、80年代就开始研究永久性沥青路面，但重载交通作用下，永久性沥青路面的研究则始于2000年以后，我们的研究与美国同步，并率先取得重大进展，实现工程应用，重载交通永久性沥青路面典型结构已经在我国高速公路应用超过2000公里。”山东省交通科学研究院道路基础研究中心负责人韦金城介绍说。
　　2004年，针对我国高速公路沥青路面早期损坏、周期性重建造成巨大的交通、环境与资金压力问题，山东省交通科学研究院以“永久性沥青路面设计方法研究”等多项省部级科研项目为依托，开始了在长寿命沥青路面结构与材料关键技术及应用上的研究。
　　道路工程是一项复杂的科学技术，需要“知行合一”，理论突破需要大量工程实践和验证。为了验证路面结构性能，并确定关键指标“极限应变”水平，团队依托实体工程先后修筑了10多公里试验路并进行大量传感器安装及数据采集。为了实现“0”的突破，每到试验路施工，课题组都要连续几个月奋战在工地一线，白天进行材料配比设计、传感器安装、数据采集、施工监控，晚上就窝在工棚处理数据、制订方案，撰写研究报告。
　　功夫不负苦心人，试验路各项指标终于达到了设计预期。但是，试验路的实施只是万里长征第一步，为了对路面结构长期性能进行验证，团队对试验路和实体应用工程持续进行了15年跟踪观测，采集了上百万组数据，为永久路面技术转化应用提供了系统数据依据。
　　基于大量科学数据和工程实践，团队提出了适合我国重载交通和复杂环境条件的永久性沥青路面设计理论与方法，在国内外引起强烈反响，先后获得国家科技进步奖二等奖、山东省科技进步奖一等奖、国际沥青路面联盟（APA）“科技创新”奖等奖项。
　　“永久性路面”只是道路基础研究中心团队多年来坚持“科技强交”和创新驱动发展战略的重要结晶之一。近年来，团队迎难而上，敢为人先，已累计完成了50多项省部级重点科研项目，先后获得国家科技进步奖、山东省科技进步奖、中国公路学会科学技术奖等科技奖励30余项，获授权国家发明专利50余项，发表学术论文100余篇，主持和参与制定国际、国家、行业和地方标准20余项。
　　
“流变”与创新，新材料研究硕果累累
　　作为道路工程的主要原材料，沥青材料的性能优劣在一定程度上决定了道路工程最终质量的优劣。由于沥青是一种复杂的高分子混合材料，其应用性质不容易进行全面评价，而且现有行业规范的更新也相对滞后。为解决沥青使用中的若干技术问题，团队深入研究流变测试方法评价沥青基材料的路用性能，促进了沥青性能分级技术的推广，并为一些特殊改性沥青的工程应用提供科学的设计指导，研究成果直接构成了相关重大科研课题的创新点，部分形成专利和地方标准，在具体的技术咨询工作中用于省内外多项工程。
　　作为国内开展天然沥青路用研究的开路先锋之一，团队提出了回归法检测天然岩沥青软化点的测试方案，解决了天然岩沥青难以熔化而无法测试的技术难题；该方法已形成专利，并成为山东省地方标准《岩沥青路用技术要求》的材料质量检测标准。团队积极推广荧光分析和流变测试技术在改性沥青相容性检测中的应用，实现改性沥青生产质控便捷、高效。目前所撰写的涉及岩沥青和荧光分析的3篇论文引用量已达120余次！
　　正是长期面向实践开展的试验检测和技术数据积累，让团队深谙沥青路面材料的关键技术壁垒，并依托相关科研课题和攻关项目，联合相关单位，陆续开展了一系列新型路面材料研发。部分成果已经由山东高速集团、中石油燃料油公司、中海油气开发利用公司等应用单位成功转化，并成功应用于省内外道路工程中，创造了巨大的经济效益和社会效益。
　　“我们团队较早地开展了天然沥青路用性能研究和实践。历经多年，已经全面系统地研究了不同天然岩沥青的微观结构、组成及其对石油沥青的改性机理，揭示了不同天然沥青对改性沥青性质影响的差别，明确了岩改性沥青组分与路用性能指标关系，成功研制了应用于高品质沥青混合料的岩沥青复合改性沥青。目前，岩改性沥青在国内外累计铺筑路段超过1000km。成果对完善我国天然沥青的应用和技术保证体系提供了重要的科学指南。”新材料工作室带头人樊亮介绍说。
　　迄今为止，团队已经形成稳定的科研方向，包括沥青及沥青基材料试验检测与评价、新型路用胶结料研究与开发、沥青路面预防性养护、特殊土固化与资源化、路面病害处治理材料开发等。团队在学术著作、成果专利、行业标准、技术应用等多方面取得了较为全面的学术成果，现已完成纵横向课题16项，发表论文100余篇，申请专利11项，编写行业标准和地方标准共4项；获山东省科技进步奖、中国公路学会科学技术奖等10余项。
　　
砼芯同创，打造混凝土技术新高地
　　东起青岛主城区，西至黄岛，跨越胶州湾海域的青岛海湾大桥，是中国北方冰冻海域首座特大型桥梁集群工程，加上引桥和连接线，其总体规模曾为世界第一大桥。该工程建设时面临的一大重要难关就是解决钢筋混凝土结构的抗冻耐蚀问题。
　　在工程建设过程中，山东省交通科学研究院的郭保林研究员与山东高速青岛公路有限公司、清华大学、同济大学、中交四航工程研究院等单位的科研人员一起，首次将结构耐久性设计、施工控制和管养决策进行一体化设计，建立了冻融-氯盐侵蚀作用下的混凝土结构耐久性评定方法，创建了冰冻海域混凝土结构长效联合防护体系，研制出了抗冻耐蚀混凝土，开发了保障耐久性的系列施工控制技术，在显著提高桥梁混凝土抗海水冻融和氯盐腐蚀能力的同时，还将涂层施涂龄期缩短10天，显著提高了施工工效，大幅降低了施工成本，系列成果成为山东省沿海桥梁建设的范本。
　　在工程建设过程中，困难有千万种，作为工程基石的混凝土材料也面临着多种挑战。“高性能混凝土”团队就恰如工程建设中的“急救队”，总是需要在第一时间解决混凝土材料在不同环境条件下遇到的问题。
　　“修建转体桥是解决高速公路与既有铁路交叉的常用方法，承台混凝土大多是C50或C55，而单个承台的体积就达数千立方米，水化热高，大体积混凝土构件易产生温度裂缝。为此，我们团队通过合理利用胶凝材料的水化放热规律，成功开发出了大体积高强混凝土的裂缝控制成套技术，避免大体积高强混凝土产生温度裂缝，保证了结构的安全性、耐久性与适用性。”“砼芯同创”混凝土及结构创新工作室负责人郭保林说。
　　针对山东省在役高速公路已经突破6000km，服役超过15年的高速公路已超过3000km，有些桥隧工程已经出现了较为严重的结构耐久性劣化甚至失效的现状，该团队建立了结构病害识别与成因分析的技术体系，这对降低生产成本、减少资源能源损耗、保障交通安全、提高管理与服务水平等有重要意义，将在未来的交通发展中产生不可估量的作用。
　　
智慧道路，从服役性能智能感知开始
　　“国内外对道路服役性能评价大多仍以人工、点状、经验、表象、反演为主，不能实时、全面地掌握道路服役状况，进而影响了新建道路合理设计、养护时机决策和道路服务能力改善，造成资源浪费。”“智能感知与交通大数据”团队技术负责人韩文扬介绍说。
　　那么，有没有一种方法能够更加智能、精准且及时地反映路面服役性能状况呢？
　　为了回答这个问题，韩文扬自2009年加入团队以来，已经在道路结构损伤无损快速检测、道路结构响应智能感知和交通大数据方面开展了十年研究。
　　为了解和借鉴国际上相关领域的研究进展和技术路线，2018年他远赴美国国家沥青技术中心（NCAT）做访问学者,加入美国道路结构力学研究领域著名教授David Timm研究团队。访学期间一年365天几乎全都泡在工地上埋头苦干，全程参与了美国运行时间最久、成果最丰富的NCAT足尺试验环道的传感器标定布设、数据采集分析工作,被NCAT同行赞誉为“最受欢迎访问学者”。
　　围绕实际交通荷载与路面结构响应监测等一系列技术难题，道路基础研究中团队有针对性地开展研究，研发了道路损伤无损检测技术，开发了面向道路服役性能的交通轴载谱和路面结构响应监测成套技术，构建了实际交通荷载与自然环境耦合作用下的路面结构响应性能模型，突破了道路服役性能智能监测技术难题，为智能路面研究开拓了一片崭新的天地。
　　在“交通大数据”方面，团队依托山东省6000余公里高速公路网，在道路服役性能衰变机理及仿真方面进行了十多年持续攻关研究，获省部级以上科技奖励近10余项，获授权国家发明专利15项，取得计算机软件著作权12项，主持或参与制定行业和地方标准3项，发表学术论文30余篇。
　　为了更好地服务于行业，道路基础研究中心团队建设了“道可道网”系统平台（www.daokedaoroad.com），其中的在线路面结构设计、材料设计、交通及环境大数据系统首开行业先河，为道路结构及材料设计、交通轴载监测、道路内部温度场监测、道路预防性养护、料源信息等提供专业在线系统和支持，同时为相关科研和技术应用提供共享数据和信息交流平台。从基础研究到工程实践，再到平台服务，道路基础研究中心始终在探寻让公路交通更加现代化、智能化的方法。
　　
品质工程，创新与奉献铸就
　　在开展科学研究的同时，团队始终把技术服务和成果转化放在第一位，特别强调科研课题服务于工程建设，认为只有这样，科研才有生命力，同时强调科研人员要具有为工程服务的意识和责任感，服务于生产建设大局，而不能仅仅局限于课题研究的思维。
　　“道路质量提升技术咨询”团队广泛开展技术服务工作，足迹已经遍布我国山东、内蒙古、广东、四川等十几个省市、自治区以及俄罗斯、南非、肯尼亚等多个国家，累计指导高速公路新技术应用超过1万公里。
　　混凝土团队在新建工程的混凝土品质提升、施工期混凝土缺陷识别与处治、在役桥隧结构的维修加固等领域取得了累累硕果。在济青高速改扩建工程、甘肃渭武高速公路工程、潍日高速公路工程、青岛新机场高速公路工程、青岛地铁工程、济南地铁工程中都有团队智慧凝结的成果，全国20余省、市、自治区的200余项桥梁、隧道、地铁、核电站、机场等基础设施项目上留下了他们的闪光足迹。
　　在技术服务过程中，涌现出了一大批业绩突出、事迹感人的先进工作者，他们在平凡的岗位上无怨无悔地奉献着自己的青春，贡献着自己的力量。现场新技术服务往往工期紧、任务重，现场协调和培训工作千头万绪，“5+2”与“白加黑”是技术服务工作的常态。例如，在300多公里济青高速公路改扩建工程中，团队技术骨干胡家波与小组成员加班加点进行材料设计，为不影响施工单位生产时间，无论白天还是黑夜，根据施工单位进度安排，随时进行生产配合比设计，及时解决工地上遇到的质量问题，常年来回奔波于坑洼不平的施工便道，车辆每月跑1万多公里是常事。为表彰团队对济青高速公路建设质量保证与技术创新的突出贡献，山东省总工会分别授予科研团队和胡家波个人“山东省工人先锋号”“山东省五一劳动奖章”荣誉称号。
　　凭着拼搏奉献精神，团队参与打造了济青高速改扩建、长深高速青临段、京藏高速呼包段、佛山一环改造工程、青岛海湾大桥等一项又一项品质工程，为我国道路基础设施质量保证和品质提升贡献了科技力量。
　　“把先进的交通科研技术应用到实践中，是我们交通科研人的初心和使命。在一般人看来，我们科研人员的工作就是常年待在实验室里，其实我们更多的是在施工一线。高速公路施工现场多在野外，条件异常艰苦，我们曾在肯尼亚与索马里交界处的拉姆地区进行公路建设前期技术可行性考察和检测，辗转下飞机后着实吓了一跳，机场跑道还是砂石土道，尘土飞扬，当地穆斯林士兵荷枪实弹，考察过程中一前一后两部保安车、四个士兵护卫，苍蝇、蚊子横飞，有时候连饭都吃不上……在花久高速果洛段安装传感设备，当地处在海拔4000米以上的青藏高原，我们都是靠吃药和挂吊瓶应对高原反应……”从韦金城的话语中记者感受到了交通科研人的执着和艰辛。他本人也先后荣获“山东省有突出贡献的中青年专家”“山东省杰出工程师”“中国公路青年科技奖”“交通运输行业中青年科技创新领军人才”“全国五一劳动奖章”等称号。
　　道阻且长，行则将至。“科技强交”的美好愿景，绝不是轻轻松松、敲锣打鼓就能实现，面对诸多问题和挑战，不可避免要“爬雪山”“过草地”，付出艰巨、艰苦的努力。雄关漫道真如铁，而今迈步从头越，山东省交通科学研究院道路基础研究中心团队始终不忘初心，坚守科研，在服务社会、服务行业的道路上一路前行，力争为“交通强国”“交通强省”建设做出更大的贡献。