立足交通科技前沿 打造特色研究专业
——广西道路结构与材料重点试验室建设纪实
重点实验室为国内第一条全程大规模应用改性沥青路面高速公路广西隆林至百色高速公路提供橡胶沥青路面产品与技术咨询服务
宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。从2008年开始筹备培育,到2010年12月取得广西壮族自治区科技厅重点实验室培育基地认定,再到2013年11月广西道路结构与材料重点实验室(以下简称“重点实验室”)正式揭牌,成为广西交通运输系统第一个也是迄今唯一的自治区级重点实验室,重点实验室走过了一条积极摸索、创新求知的建设道路,初步形成了“试验设备齐全、人才梯队完整、创新能力较强、科研成果丰硕”的科技创新平台,有力服务于广西交通基础设施建设与发展。
重点试验室由道路材料研究中心、道路结构研究中心和岩土工程研究中心构成,主要从事道路路面新型材料、新型沥青路面和水泥路面结构及养护技术和广西特殊岩土工程等方面的基础研究工作。
六年来,通过各级政府部门财政补助和依托单位广西交通科学研究院的自筹配套,重点实验室不断完善自身基础设施建设,持续提升硬件水平。先后购置了2000吨微机伺服压剪机、MTS试验机、汉堡车辙仪、低温弯曲流变仪、10吨高速剪切胶体磨、CTE75双螺杆挤出机、综合热分析仪、丹纳特8000型落锤式弯沉仪等总价值达2500余万元的大型室内外仪器设备,并加入广西大型科学仪器协作共用网,与全区各地科研试验机构实现大型仪器设备的开放共享和充分利用。依托坚实的物质基础,重点实验室在道路材料、检测技术与施工控制技术、路面材料特性和路用性能、新材料开发与评价、新型路面结构类型及修筑养护技术等应用基础性研究、重大关键技术研究、前瞻性技术研究领域具备了较强的能力。
重点实验室充分结合交通基础设施建设的实际,着眼于道路建设新材料的开发利用及道路结构方面的研究创新,着重围绕薄层橡胶沥青复合式路面技术研究和以水泥混凝土结构及长寿命技术研究为核心研究对象,致力开展科技研究和难点攻关,全力服务于交通运输事业和国民经济社会的发展。自2010年以来,重点实验室共承担及参与了包括《薄层橡胶沥青在北部湾水泥路面中的应用技术研究》、《水泥混凝土路面施工变异性及控制技术研究》、《水泥混凝土路面养护技术研究》、《山区公路贫混凝土透水基层的研究》、《膨胀土路基稳定性研究》等省部级科研项目40余项,其中国家科技支撑项目1项,交通运输部西部科技项目6项,共投入课题研究经费2000余万元。先后荣获了省部级以上科技进步奖14项,其中国家科技进步奖二等奖1项,湖南省科技进步一等奖1项、自治区科技进步奖二等奖3项、部级科技进步三等奖6项。成功编制了《广西地区硫磺沥青地方规范》、《广西地区橡胶沥青地方规范》,部分成果纳入了最新版国家《公路水泥混凝土路面设计规范》、《公路水泥混凝土路面施工技术规范》、《公路水泥混凝土路面养护技术规范》,在研究制订行业标准和规范方面作出了积极的贡献。在沥青路面修建及养护技术方面、水泥路面修建及养护技术方面、橡胶沥青技术、膨胀土、高液限粘土等特殊土路基修筑技术方面及公路岩溶等地质灾害防治方面居于领先地位。
① 重点实验室在膨胀土、高液限粘土等特殊土路基修筑技术方面及公路岩溶等地质灾害防治方面居于全国领先地位
良好的硬件条件需要优秀的人才来发挥,只有实现软硬件的充分融合才能发挥出最大的效果。重点实验室始终将队伍建设和人才培养放在突出位置,通过外部引进和内部培养等多种途径,借助行业内领军专家的资源力量,不断创造条件,营造勇于专研、敢于创新、不畏失败的宽松氛围,积极锻炼和培养了一批高水平的道路材料与结构科研技术人员。经过6年建设发展,重点实验室科研团队已经壮大至44人,其中固定研究人员38人,流动研究人员6人。研究人员中,教授及教授级高工9人,高级职称17人;博士10人,硕士29人。由中国工程院沙庆林院士担任学术委员会主任,聘请了长沙理工大学周志刚教授作为特聘专家,形成了“学术带头人-科研技术骨干-科研技术人员”三层次梯队化的科研人才体系。
重点实验室还十分注重对中、青年技术人才的培养,努力为技术人员创造多元化的培养教育渠道和机会。近两年来,在重点实验室科研团队中,1人荣获“自治区优秀专家”称号,1人取得博士学位,4人攻读博士学位、2人攻读硕士学位、1人成为“西部之光”访问学者。重点实验室已成为广西从事道路建设的高层次科研、专业技术人才培养、国内外合作科研的综合基地。
重点实验室在水泥路面修建及养护技术方面居于国内领先水平
重点实验室积极推动科研成果的孵化转化及应用工作,乘着北部湾经济区、珠江-西江经济带上升为国家发展战略,自治区实施“双核驱动、三区统筹”战略,开展“交通优先发展”、“县县通高速公路”、“西江经济带基础设施大会战”等重大举措的东风,充分结合全区交通基础设施实际和地质地貌特点,不断为交通运输发展提供新材料、新技术、新产品。
重点实验室针对水泥混凝土路面对车辆超载、路基不均匀变形和路面基层冲刷变形敏感度高,引起的路面板开裂、错台、唧浆以及噪音大、行驶舒适性差等问题缺陷,结合广西大规模应用水泥混凝土路面的实际,通过西部科技项目《薄层橡胶沥青在北部湾水泥路面中的应用技术研究》等数项科研项目,深入研究了水泥混凝土路面加铺薄层橡胶沥青面层(“白+黑”)的复合式路面结构,形成了系统的、特色的广西特色道路专业,并打造了一个消耗大量废旧轮胎、实现废旧轮胎循环利用的节能环保产业。研发的沥青产品先后在隆林至百色、柳州至南宁、南宁机场等高速公路工程上应用,其中隆林至百色高速公路是国内第一条全程大规模采用橡胶沥青路面的高速公路,产生了巨大的经济与社会效益。
重点实验室还依托自身的技术、人才优势,为高速公路沥青施工提供技术咨询服务,直接将研究成果利用于工程施工建设、质量管理及技术提升的全过程。多年来,重点实验室承担了广西区内外总里程达1500公里的高速公路沥青路面施工技术咨询服务,在集料生产加工与质量控制、沥青混合料级配优化设计、沥青路面机械化标准化施工技术等方面开展了较为系统的研究与推广应用,大力宣贯了“沥青路面用集料源头控制与事先控制”的质量管理理念,推广应用了“多指标”控制道路石油沥青与改性沥青进场质量的控制技术以及“抗车辙型均匀骨架密实型”沥青混合料优化设计技术,并基于具体道路的区域性气候、地形、交通等地方特点,提出了适用于各条高速公路的沥青混合料配合比和施工质量控制的技术标准,使沥青路面施工质量得以有效控制、稳步提高,成为高速公路建设发展的重要技术支撑。
重点实验室积极举办学术交流会议
重点实验室牌匾
重点实验室还根据现阶段水泥混凝土路面大量使用并亟待养护管理的现状,提出了基于旧水泥混凝土路况的路面改造结构组合与厚度优化设计技术,在陆屋至钦州旧水泥路面改造工程中优化设计了“旧水泥路面碎石化+贫混基层+新水泥混凝土面板”的组合结构;提出了基于旧水泥混凝土路况的沥青加铺层结构组合与厚度优化设计技术,在沿海高速钦州至北海段优化设计了“旧板处治+3cm改性沥青SMA-10抗反射裂缝调平层+6cm改性沥青AC-20C下面层+4cm改性沥青SMA-13抗滑表面层”的组合结构,均取得良好的效果。
通过大量的技术研究与工程应用,重点实验室掌握了广西区内外多种不同类型路面结构使用性能,并对不同工程的病害与路面结构状况进行分析,积累了丰富的第一手数据和资料,为未来更好地服务于交通基础设施管养工作奠定了更为坚实的技术基础。
重点实验室始终努力站在道路结构与材料研究的前沿,秉承凝聚特色、优势互补、强强联合的理念,发挥自身人才与技术优势,积极开展科技合作及学术交流,努力拓展对外交流的广度和深度,主动参与和举办各类学术会议和培训,及时了解和掌握国际前沿研究动态和最新研究进展,帮助广西广大公路建设、科技、管理人员增强专业技术能力,有力推动了广西交通运输行业科技水平的提升。
三年来,重点实验室先后举办了“公路运营、养护施工管理技术”、“沥青混凝土路面预防性养护技术”、“道路路面结构设计与施工技术”、“水泥混凝土路面可持续性实用技术”等10余次学术交流培训活动,并与华南理工大学、中国石油大学(华东)、哈尔滨工业大学等广西区内外科研院所、高等院校联合主办沥青材料领域的国际学术会议。先后在国内外重要刊物上发表论文100余篇,其中EI以上论文20余篇,出版专著1部。申报国家发明专利6项,实用新型专利5项,有效扩大了重点实验室的学术影响力。
重点实验室还加大开放力度,通过设立开放课题的方式吸引国内高水平研究人员来实验室开展合作研究。自确立建设开放基金以来,重点实验室形成了较为完整的开放课题基金的申报和管理体系,相继制定了开放课题的申报指南、申报书、合同及开放基金的管理办法等文件,明确了相应的管理办法、资金使用办法和知识产权等问题,已资助实验室开放课题共15项。
面对交通运输行业深入“转方式、调结构”,建设综合交通、智慧交通、绿色交通、平安交通“四个交通”的目标要求,广西道路结构与材料重点实验室将坚守为交通运输事业发展提供新技术新材料的使命,积极承担开展道路结构与路用材料重大关键技术、前瞻性技术以及应用基础性研究任务,努力建成广西乃至全国公路科学技术研发基地、技术创新基地、人才培训基地,为解决公路建设及管理养护中的关键技术问题,高质量、高效率、高速度地建设公路提供强有力的技术支撑。