交科英才 | 路面凝冰怎么办?他们攻克了这个难关

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来源:中国交通报 发布日期:2019-06-13 16:17 浏览:46次

2022年北京冬奥会的脚步愈发近了。目前,连接北京延庆赛场与河北张家口崇礼赛场的直达高速通道——延崇高速公路正在紧锣密鼓地建设。

皑皑白雪、冰面如镜,速度与激情,赛场上让人热血沸腾,行车时却带来安全隐患。

如何让延崇高速公路冬季行车更安全,交通运输部科学研究院(简称部交科院)道路预警与处置技术团队负责人、部交科院公路工程科技(北京)有限公司总经理朱宝林带领团队与延崇高速公路建设单位进行交流探讨。6月底,朱宝林团队将现场调研延崇高速公路的冰冻危险路段。

经过10多年的深耕,朱宝林团队取得了一系列成果:提出了我国高速公路路面凝冰的环境条件标准,建立了我国高速公路早期凝冰、团雾等气象预警系统管理平台,并确定了高危段凝冰、团雾等自动化处置技术实施方案。更为难得的是,部交科院公路工程科技(北京)有限公司自2018年8月独立运营以来,这些科研成果已在我国16个省市、68项工程中成功应用,守护着人们的行车安全。

雪灾触动

投身冬季道路安全研究

2008年春运,50年一遇的雨雪冰冻灾害突袭大半个中国,公路基础设施严重受损,恶性交通事故频发,造成数千万人滞留异地无法与亲人团聚。

新闻报道中一幕幕的受灾情景,身边亲友的切身讲述,让参加工作不久的朱宝林深受触动:“应该通过科研技术解决冬季道路凝冰问题,提高道路交通系统抵御冰雪灾害的能力,让交通运输管理部门在关键时刻能够第一时间融雪化冰,而不是被动善后。”

2009年,朱宝林带领团队申请了一项西部交通科技项目——“高速公路早期凝冰预警及自动化处置技术研究”。11人的专业技术团队,涵盖计算机、机械、材料、道路、岩土等领域的优秀研究人才,开启了冬季安全应急保障技术研发的征程。

云南麻昭高速公路应用抗凝冰路面的对比图。王曈 供图

“科研要为人所用”,成为朱宝林团队秉持的信念。“面对一个新课题,大家刚开始研究的时候都是‘小白’,但材料、道路、岩土等技术内容虽然各不相同,却背景相通,我们不断讨论和试验,逐渐找到研究路径。”团队成员王曈说。

为了实地调研我国冬季冰雪形成机理,朱宝林团队跑遍了大江南北;为了优化调整抗凝冰材料配方,他们以实验室为家,仅沥青料试块就制作了好几吨;为了验证设备与材料的性能,常常在冬季夜晚冒着严寒坚守现场。

部交科院的支持,给朱宝林团队带来大步前行的力量。部交科院投入5000多万元设立了极端气候应急安全保障实验室,优先支持道路抗凝冰系列技术的研发,并在怀柔实验基地和顺义实验基地为朱宝林团队预留了2000平方米的室内实验室和200平方米的室外实验场,为未来开展研究提供充足条件。

梅花香自苦寒来,朱宝林团队取得一系列成绩。2015年,“高速公路早期凝冰预警及高危路段凝冰自动化处置技术”获中国公路学会科学技术奖二等奖;2016年,“哈尔滨市抗凝冰沥青路面关键技术研究”获黑龙江城乡建设科学技术一等奖;2017年,朱宝林被评选为交通运输行业十大中青年科技创新领军人才。

转化应用

抗凝冰技术形成产业链

从事冬季道路安全研究10多年,朱宝林团队最激动的时刻有两个。

第一个激动时刻是在2013年。“5年的不懈努力,我们终于将技术从实验室带到实体工程,迈出了从研究到实践的关键一步,真的很激动。”透过眼镜,朱宝林的眼中闪烁着光芒。

朱宝林回忆,当时团队的路面凝冰预警及自动化处置系统在重庆石柱冷水大桥成功实施,这是当时交通运输部6个重大专项之一——重庆物联网重大专项示范工程的重要组成部分。评审专家组认为这是“物联网技术在公路网运行管理中得到成功应用的一个缩影”,重庆交通管理部门也高度认可了系统的功效。

第二个激动时刻是得知路面凝冰预警及自动化处置系统在云南楚大、大保、曲胜等多条高速公路应用后,因为冰雪造成的交通事故发生率降低了60%。

“研究成果可以用来守护更多生命,这对于我们团队来说,是最令人欣慰的。”朱宝林说。

能够顺利将研究成果应用于工程实践,离不开部交科院提供的科技成果转化的氛围和条件。2016年6月,部交科院发布《交通运输部科学研究院深化改革试点实施方案》,正式启动深化改革试点工作。随后,《交通运输部科学研究院科技成果转化实施办法(暂行)》《交通运输部科学研究院科技成果转化(技术许可)实施细则》《交通运输部科学研究院科技成果转化(“五技”类)实施细则(试行)》相继出台,初步形成“一个办法+若干细则”的科技成果转化制度体系。

“院里的一系列深化改革举措为科技成果转化营造了良好的政策环境,使高等级公路路面抗凝冰技术(技术许可)逐步孵化,经济效益显现。”朱宝林说,抗凝冰技术已初步形成从产品研发到市场推广的产业链,在内蒙古、江西、山东等地区推广。

“2016年,胶州湾大桥因受恶劣天气影响封路24次。在安装路面凝冰预警及自动化处置系统后,2017年天气影响造成的封路骤减到8次。”团队成员江睿南告诉记者,团队研发成果经受住了应用实践考验,畅通了人们的出行路。

朱宝林团队研究路面氯离子病害。王曈 供图

追求极致

多项研究守护出行安全

 

近年来,部交科院稳步推进事企分开,促进院内“一门两牌”部门所属公司的剥离。2018年8月,朱宝林所在的部交科院公路工程科技(北京)有限公司开始独立运营,自行进行成果转化,推动科研成果更广泛地应用于工程实践。

截至目前,路面凝冰预警及自动化处置系统已在国内上线50多套,并在山东、江苏、江西等地的高速公路进行示范。

“我们团队的研究能切切实实发挥科研作用,帮助道路管理者提高管理水平、养护水平,提高公众出行安全程度,感觉很幸福。”朱宝林说。

勇攀高峰,追求极致。目前,朱宝林团队已搭建起一个基于大数据,集气候、气象预测于一体的路网级道路凝冰管理预警平台。“如果在不久的将来,极端恶劣天气下的冬季公路应急预警能实现‘公里级预报,分钟级预警’那就太好了!”朱宝林团队正在为建立起全国路网级预警平台而努力前行。

常年的奔波调研,朱宝林团队发现,大雾天气是影响道路行车安全的又一“杀手”。在昼夜温差大的道路上,如潮湿的隧道进出口,常有团雾覆盖地面,导致路面湿滑,易产生安全风险。

在路面凝冰预警及自动化处置系统初具规模后,朱宝林团队开始针对大雾天气的路面技术研究,建立了路面团雾主动监控系统。该系统可发布团雾预警信息,在团雾发生时采取相应的处置措施,进行团雾自动化处置。

朱宝林团队还搭建了高速公路团雾预警系统管理平台,道路管理者可通过该平台,实时掌握空气湿度、能见度、日照度等信息,为团雾覆盖情况进行预判。

除此之外,暴雨天气下高边坡的滑坡和塌方预警及处置、路面高温抗车辙技术等,都是朱宝林团队的研究关注点。用朱宝林的话说,“我们团队的科研目标就是道路通行效率更高,群众出行更安全。”

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