来源: 发布时间:2019-07-26
——记交通运输部公路科学研究院道路研究中心主任徐剑
□ 张静怡
在960万平方公里的土地上,公路如同国家的血脉一般遍布神州大地,横贯东西、纵连南北,拉近了山川、河流、盆地、平原之间的距离。“要想富、先修路”,发达的公路交通系统促进了地方经济乃至全国经济的飞速发展。
路,关乎整个社会的运行,道路交通从业者为保障社会秩序殚精竭虑。对于像徐剑一样的路面研究人员来说,要建路更要养路,特别是在我国早期修建的沥青路面,已经开始进入大规模维修阶段的当下,养护的任务越大也就代表着他们肩上的责任越重。
“我自小就有一个想法,就是想要在交通方面能够给自己,也给大家提供一个更好的出行平台。”从业几十年,徐剑未曾忘记自己的初心。他“要为改善交通出行出点力”,要用最先进的技术为他钟爱的道路交通事业完成一次科学化的“蜕变”。
17岁的路,通向了“不死的梦想”
“人每天总会冒出很多念头,那些不死的才叫做梦想。”而梦想若要活得长久除了靠时间滋养,还需要怀揣它的人笃定坚守。
说起来,在同龄人都将教师、航天员视作梦想的时候,幼年的徐剑已经决定要做一个“修路人”了。他想修的第一条路就是通往爷爷奶奶和外公外婆家的砂石路。那条小路大约长40公里,是当地人口中的“搓板路”,因为小时候放假必定要坐班车走这条路,让本就晕车的徐剑饱受折磨。于是,当17岁的徐剑站在高考的抉择点时,他将所有的志愿都投向了公路、铁路、汽车、航海等交通运输相关专业。他说,选择公路是偶然也是必然,“当时报考的时候没有仔细想,但后来发现报的专业全部和交通有关系,应该也是受到了小时候出行不方便的影响”。
随后,徐剑顺利进入长沙交通学院(现长沙理工大学)筑路机械专业学习,为了在这一领域深入钻研下去,他又继续在学校攻读道路与铁路工程专业硕士学位。那时候的徐剑一心想着该如何把每一步踩实,不管是在东南大学完成博士学位的攻读,还是前往原交通部公路科学研究所从事公路科学研究,他都在琢磨着怎样学以致用,把专业理论知识融会贯通,综合运用到道路修建和路面养护当中去。
2003年,徐剑27岁,带着一身所学扎进工作中。从选择道路工程专业到博士毕业的时间恰好10年,这是徐剑快速成长的10年,也是我国道路交通事业发生翻天覆地变化的10年。
物换星移,养护技术登上主舞台
沥青路面的设计寿命一般都在7~15年,到2000年左右,我国早期修建的高速公路大量进入维修养护期。面对间隔数年建设的路面,问题却集中爆发,徐剑解释说:“沥青路面的设计寿命并不是指自然时间,而是预测交通量的基准时间。交通量大了,承载过重了,破坏量就会成几何级数增长,路面自然坏得也更快一些。”
除此之外,从徐剑的言谈中不难了解,我国道路交通事业并不具备先发优势,甚至比发达国家晚了将近30年。这也是公路养护形势异常严峻的原因所在。
早在20世纪五六十年代,美国、德国、日本、英国等发达国家已经开始大规模发力,在全国范围内广泛部署高速公路建设项目,逐渐形成了建设、养护一体化的综合技术优势。反观我国,20世纪80年代末,随着改革开放和国家经济复苏,公路建设才真正迎来了大繁荣时期,但也给养护工作带来了巨大的挑战。徐剑回忆说,由于缺乏高等级公路养护技术和经验,我国从1999年前后开始进行路面养护技术的引进、消化、吸收和创新,并用短短的20年左右的时间发展形成了具有我国特色的、自主知识产权的路面养护技术体系。
忧在未萌,托起道路养护的希望
2005年,徐剑在圆满完成改性乳化沥青稀浆封层养护技术等研究后,紧接着投入到原交通部标准制定、原交通部西部交通建设科技、科技部国际科技合作计划等项目之中。攻关的时候,他整日和泥土、砂石待在一起,制样、测试、分析材料不够用要自己跑去搬运、装卸,实验设备堵了也得自己拆装、清洗。“我是个做事比较着急的人。我一定会从接到任务的那一刻就开始抓紧时间,宁可剩下点时间看看资料。如果不把工作做完,我吃不好、睡不好。”
急性子、肯吃苦,这让徐剑埋头搞研究的几年有了不错的收获,先后获得了中国公路学会科学技术奖一等奖、中国资源综合利用协会科学技术奖一等奖等荣誉。不过,对于奖项,徐剑表现得并不执着,在他看来,科研本就是孤独探索的过程,如果能给实体工程建设一线解决问题就是好的研究,值得踏踏实实地去钻研,获奖不过是锦上添花。
“以前我们的路面出个坑儿、开个缝儿都不是什么大问题,车子速度慢,绕行一下也就完了。哪怕真要修,修路时间的长短也不会造成太大影响。可现在不同了,我们已经步入汽车时代,百姓出行需求多、要求高,一旦路面损坏,行车速度、舒适度等公路服务能力会显著下降,还关乎行车的安全问题。”徐剑说。
那么该如何化解这些实际工程矛盾?徐剑表示,快速和耐久是必须要做到的。“养护必须得快,不快的话,高速公路封闭时间久了严重影响交通。然后就是耐久,这一直以来都是修建、养护技术发展的主题,不能屡修屡坏。”
所以,从沥青路面工艺的角度出发,徐剑带领团队较早地投入到裂缝修补、冷补料、微表处技术研究当中。对于已经出现的车辙、裂缝等小毛病,他们就给路面做小手术,“开刀、清创、填补、包扎”,用灌缝和贴缝快速复原路面,还在过程中积累经验建立起全球完善的裂缝修补技术体系;对于尚未出现病害或者下雨造成水损害严重的路面,他们也要及时诊断,利用微表处预防性养护技术时不时地进行小修小补,防止路面出现重大问题无法挽救,延长了道路的使用寿命,还保证了它的安全性。“以前是路坏了,我们才修,现在是它没坏,我们提前去修,也就避免了那种‘开膛破肚’的大手术。”
虽说起来简单,但不论是适应本土化的技术开发还是宣传推广,徐剑坦言都十分不易。进行微表处混合料实验时,因为要把材料迅速摊成直径30cm、厚1cm左右的圆饼,徐剑和同事们皆练就一手“摊煎饼”的手艺。“混合料凝固得很快,必须以最快的速度摊铺成型,否则就弄不动了。”好不容易等到新技术成熟,作为国内最早开始推广微表处技术的团队,他们又遇到了推广应用的新难题。“以往正常铺的沥青路面一层大概4cm,现在的新技术只有1cm,这不符合我们国人的价值观念,毕竟不论是财产观也好,技术观也好,大家更信赖厚实。”
技术研究能够靠挤时间、下工夫出成果,技术应用却不能立竿见影。所以,这次徐剑一改往日的急脾气,耐下心来一点点解决。从项目和技术标准入手,他参与微表处技术工程数10项,在保证施工质量的前提下,提高了3~4倍的施工速度,同时还延长了道路使用年限。他还编写相关标准规范9项,组织相关技术论坛30余次,做相关技术发言近50次,助力我国微表处技术累计用量达到3亿m2,用事实和口碑使其跻身我国高速公路沥青路面的主流预防性养护技术。
绿色发展,顺应时代的风向
近年来,绿色成为全球产业发展的主题,对以粗放式砂石开采、排放温室气体的道路修建来讲,这无疑是被扼住了发展的咽喉,但换个角度而言也未尝不是一次实现产业彻底转型的机会。
作为道路交通行业的一分子,早研究和推广绿色路面养护技术的从业者之一,徐剑较早地意识到环保、可持续发展的重要作用,“公路的绿色发展必须进行全寿命周期分析,不能只考虑建设期,还必须得考虑养护期。”为此,徐剑不但开展了道路全生命周期的能耗分析,还从原材料生产、施工、养护等多方面探索可实现替代的新技术、新工艺。
其中,温拌沥青混合料技术的成功研发从一定程度上控制了温室气体的排放,让铺设沥青路面的过程少了烦琐的热拌环节,也降低了对环境的污染程度。由徐剑提供的详细研究数据可以看得到:采用相同的材料和配比,温拌沥青混合料相比热拌,采用的技术方法和性能指标体系可以完全一样,可温室气体的排放量却可以减少50%以上,沥青烟排放更是达到了80%以上的减排。在国内20余个省市使用后,提升了包括长安街改造、奥运场馆周边道路、上海越江隧道工程等一系列工程项目的环保效益。
除了从铺设工艺上做文章,徐剑还不忘从源头想办法。他指出,如今的沥青路面主要用的就是砂石料,但近年来环保风暴刮起,铺新路要用的原材料也成了一大麻烦。“原来砂石料不受重视可以随时拿来用,可现在提倡的是环境保护,各个省市都限制了开采渠道,想要运来新砂石已经没那么简单了。”有了问题,徐剑首先想到的就是以这个问题为导向该着手做什么。他说:“以前研究废弃物重新回收、循环及路面再生,是想在原有技术上能够‘锦上添花’,现在来说,这成了一件必须要做的事。”徐剑加紧推进研究进程,围绕沥青路面再生技术承担了多个研究项目,解决了工程实践中的重大技术疑问,制定了《公路沥青路面再生技术规范》等行业标准规范。
打造团队,协同向高水平奋进
通过承担完成国家科技支撑计划、国际科技合作计划等国家和省部级科技项目,徐剑带出了一支以30~45岁的成员为主体,道路工程、生态学、林学等多学科交叉的“绿色公路建造技术创新团队”。团队从道路材料循环利用、道路节能降耗、路域环境保护、路域生态恢复等角度入手开展了众多开拓性研究,参与实施江西庐山西海高速、京港澳河北段改扩建、广西乐百高速等多项绿色公路典型示范项目,起草行业标准规范20余部,撰写学术专著10余部,并于2016年入选交通运输行业重点领域创新团队。
在徐剑眼中,每一项成绩皆是团队共同努力的成果。“我们只是十几人的小团队,更重要的是我们要齐心协力打造好公路养护技术人员的大团队,并努力让大众理解和支持公路养护事业的发展。”这种做好科学普及的意识根植在徐剑的科研历程之中。身为中国公路学会的科学传播专家,他花了6年的时间系统整理了沥青路面技术工程的相关知识,在2017年6月出版了自己的第一本科普著作《沥青路面一点通》。在这部20余万字的书中,他用尽可能通俗的语言解释着路面材料、设计、施工、养护等,帮助一线技术人员甚至“外行人”更好地认识沥青路面建设与养护技术。
与此同时,徐剑说做预防性养护技术时间久了,不知不觉也养成了注重身体健康的好习惯。他说既然做养护就先从养护自己的身体做起,有健康的状态、积极的态度才能时刻提醒自己:牢记初心,力争创新。
专家简介:
徐剑,交通运输部公路科学研究院党委委员、道路研究中心主任、研究员,兼任中国公路学会道路分会秘书长、中国循环经济协会公路工程材料循环利用分会秘书长、道路结构与材料交通运输行业重点实验室主任等职。他是国内从事沥青路面养护技术研究的知名专家,长期从事路面预防性养护、微表处与稀浆封层、沥青路面再生技术、温拌沥青、路面融冰雪等技术研究,是交通运输部《公路沥青路面再生技术规范》《公路养护工程质量检验评定标准》《微表处和稀浆封层技术指南》等标准规范的主要起草人,完成各类科研和技术咨询项目近40项,获得省部级科技奖励7项,出版学术专著7部,发表学术论文50余篇。