王旭东的逐“路”人生

2017-05-13 08:31周一海
华人时刊 2017年5期
关键词:橡胶沥青沥青路面

周一海

对于王旭东而言,通往罗马的道路不是一条,而是多条。

拿着笔记本,背上带有仪器和干糧的行囊,在公路上寂寞前行。饿了就用随身带着的压缩饼干充饥,渴了就拿出包里的饮料或水,就着风沙一起饮下。这就是王旭东在公路科研一线考察的真实写照。

因为热爱,几十年来,王旭东用双脚丈量了全国大部分地区的城市公路;因为热爱,在亿万国人热切期待奥运的日子里,他带领着团队仍然坚守在国道上加班加点考察研究;因为热爱,在新中国60周年大庆前的长安街上,他和团队日夜奋战……

传承之路———“世上本没有路,走的人多了,也便成了路”

公路之于国家,如同血脉之于人,它流经哪里,哪里就是一方沃土。“我们躬逢国家建设大发展的好机会,个人的机遇也比较多。八五‘九五时期,我们都赶上了一些重大的工程项目,从中学到了很多东西。”尽管在他人眼中王旭东已经取得了不菲的成就,但在他看来,个人的成功离开了社会及公路交通行业蓬勃发展的大背景,就都是空谈。

1991年,从上海同济大学公路与城市道路专业毕业的王旭东,又考入了交通部公路科学研究所(以下简称“研究所”),师从中国工程院沙庆林院士攻读硕士学位。读研期间,他跟随导师主要参加了交通部重点项目“沥青路面结构设计的可靠性研究”和国家重点攻关项目“高等级公路半刚性基层沥青路面典型结构的研究”。其中后一个项目突出了我国公路建设“强基薄面”的设计特色,具有广泛的推广应用前景和巨大的经济效益;“沥青路面结构设计的可靠性研究”项目则于1999年获得交通部科技进步奖二等奖,该项目提出了各个设计参数变异系数,分析了变异系效对路面可靠度的影响,其可靠度计算方法既结合实际又具有独创性。这些成果填补了中国在该领域研究的空白,并被纳入“公路工程结构设计统一标准”,奠定了之后的研究基础。

1994年硕士毕业后,王旭东就留在研究所从事沥青路面材料和结构的科研和设计工作。在一项又一项的工程实践中,王旭东迅速地成长起来,不到两年就挑起了所里的大梁。

1996年,王旭东主持承担了交通部课题“半刚性基层、底基层和土基材料动态参数的试验研究”。这是中国第一次较为系统、全面地针对路面材料的动态特性进行研究。以此为基础,他主编了《沥青路面材料动力特性与参数》一书,为我国沥青路面材料研究提供了优秀的借鉴材料。

之后,王旭东对沥青混合料设计理论展开深入研究,提出了基于最紧密嵌挤结构的沥青混合料设计理论,并将该理论应用于多种功能性沥青路面材料的设计,先后开发了桥面铺装沥青混凝土、低噪声沥青混凝土等,填补国内空白。“重载交通沥青路面设计规范的研究”“沥青路面减噪技术研究”“沥青面层与半刚性基层层间结合技术措施”……一步一个脚印,王旭东执着地在公路科研上探索着,前进着。

创新之路———“千里之行,始于足下”

随着社会的进步,建设资源节约型社会成为必然趋势。然而,随着中国汽车工业的迅速发展,2014年中国废轮胎总量已高居世界第一,由此产生的环保与安全问题十分突出。与之相伴,道路交通也面临着社会服务功能进一步提升的迫切需求。

经过多年实践与检验,王旭东发现废轮胎中含有丰富的天然橡胶、合成橡胶、抗老化剂等可再生资源,将其加工成具有一定粒度的胶粉,可作为优质筑路改性材料,并早自2001年起,他就带领团队开展了废轮胎修筑沥青路面的技术攻关与实践验证。

利用废轮胎修筑沥青路面,不仅开创了废轮胎无害化资源再生利用的新途径,而且有利于减少路面病害、延长道路使用寿命、降低交通噪声,提升道路交通的供给能力,推进资源节约型社会的建设和绿色交通的发展。

十余年来,“废轮胎修筑高性能沥青路面关键技术及工程应用”项目依托国家及行业的科研及技术推广项目,开展多单位协作攻关,形成了集材料、结构、装备、工艺为一体的废轮胎修筑沥青路面的成套技术体系。

在研究橡胶沥青制备技术时,王旭东团队揭示了橡胶沥青黏度的互逆反应,并发现这是造成橡胶沥青品质不稳定的根本原因。遵循互逆反应原理,团队自主研发了以硫磺、树脂为主材的新型交联剂。将脱硫解聚过程中释放出的具有活性基团的高分子聚合物与沥青重新构成稳定的交联结构,有效改善胶粉在沥青中的稳定性。同时,添加适量的稀释剂,促进胶粉溶胀,以易于网状交联结构的形成。

通过大量的试验比较后,王旭东团队提出了适用于生产橡胶沥青的最佳胶粉粒度规格、反应时间与温度等控制参数,有效控制了废胎胶粉脱硫和溶胀的反应进程,保证了橡胶沥青品质的相对稳定状态。

在团队的不懈努力下,最终他们研发了一种使材料具有良好结构稳定性和突出路用性能的橡胶沥青混凝土变形相容设计方法,成功破解了废胎胶粉高弹尺度效应,形成了橡胶沥青混凝土的设计、评价体系,构成中国第一本行业技术指南《橡胶沥青及混合料设计施工技术指南》的核心内容,并研发出多种适用范围广泛、性能优越的橡胶沥青混凝土。

在此过程中,王旭东还带领团队研发了多种具有不同功能的高性能橡胶沥青混凝土路面结构,满足了降噪声、抗开裂、抗车辙等特殊使用要求,并制定了中国首批橡胶沥青混凝土的设计、施工技术指南、标准和工法,填补了国内空白。

本项目还打破了国外技术垄断,自主研发高质、高效的橡胶沥青生产装备,建设产业示范基地,实现橡胶沥青的工业化生产,先后在北京长安街道路大修工程、京藏高速、沪蓉西高速公路大修工程以及山西忻阜高速公路新建工程等重大项目中成功应用,验证了其技术的稳定性、可靠性和高效性。

基于这些创新成果,王旭东主持制定了行业标准《路用废胎硫化橡胶粉》和《公路工程废胎胶粉橡胶沥青》,构建了中国路用废胎胶粉和橡胶沥青技术标准体系,填补了国内空白;编制了中国第一本《橡胶沥青及混合料设计施工技术指南》,参编了第一批国家级工法《橡胶沥青混凝土施工工法》及地方工法,形成完整的废轮胎修筑沥青路面的技术体系,推动公路行业的科技进步;编制了中国首部《公路工程橡胶沥青加工设备》行业标准,规范了中国橡胶沥青生产装备的制造,并在全国建设了3个橡胶沥青产业示范基地,推动了行业技术进步和产业升级。

收获之路———“宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来”

十余年的项目攻关生涯,王旭东团队用寂寞与艰辛将沿途的风霜沙砾浇灌成科研的累累硕果。

2004年,交通运输部科教司对“废旧橡胶粉用于筑路的技术研究”项目鉴定意见认为:“橡胶粉在公路工程中应用改善了沥青混合料的路用性能并具有减噪作用,有利于解决废旧轮胎带来的环境和社会问题,应用前景良好。项目研究成果总体达到国际先进水平。”2007年,河北省科技厅对“废旧轮胎橡胶粉道路应用成套技术研究”项目成果的评价认为:“研究成果具有创新性、显著的环保效益、明显的社会效益和良好的推广应用前景。研究成果总体达到国际先进水平。”而2016年,项目“废轮胎修筑高性能沥青路面关键技术及工程应用”又获得了2015年度国家科学技术进步奖二等奖。

同时,在该项目研究期间,王旭东还编写了中国第一部关于橡胶沥青应用方面的技术专著———《橡胶沥青及沥青混凝土成套技术》,项目获得发明专利16项,制定国家标准1项、行业标准4项、地方标准2项,编制指南2部,获得国家级工法1项、地方工法3项;获省部级科技一等奖4项;发表论文52篇,其中SCI、EI收录检索10篇,他引次数667次;培训技术人员3000余人;总体技术达到国际领先水平。

该项目研发的大功率JTAR20型橡胶沥青生产装备各项指标均满足行业标准《公路工程橡胶沥青加工设备技术要求》,专家认为达到国际领先水平。

沙庆林院士对该项目成果给予充分肯定和认可,认为“采用废轮胎修筑沥青路面,不仅可以促进废旧资源的再生利用,而且有利于改善沥青路面使用性能”。

中国轮胎翻修与循环利用协会指出:“本项目取得的技术突破和进步为废旧轮胎的资源化、无害化处理开辟了一条高效途径,推动了废旧轮胎循环利用产业的发展和升级,具有显著的社会、环保和经济效益。”

……

科研的最终目的在于应用。自2007年该项目成果被交通部列为首批“材料节约和循环利用专项行动计划”重点推广应用技术以来,先后在北京、山西、广东等21个省市的高等级干线公路新建、改建和养护工程中推广应用,总里程超过1.5万公里,累计生产橡胶沥青200多万吨,消耗废轮胎近亿只。目前已形成从废胎胶粉加工到橡胶沥青生产、装备制造的完整产业链,辐射带动了全国100多家企业产业升级和发展,年产橡胶沥青超过80万吨,占中国路用改性沥青消耗量的近20%,实现了橡胶沥青由技术向产业的成功转化。

使用废轮胎修筑沥青路面与传统路面相比,不仅行驶舒适性好、耐久性长,而且至少可降低行车噪声2.3dB(A),相当于交通量减少30%—50%,可有效改善公路周边的人居环境,促进绿色交通和生态文明社会建设。

坚守之路———“既然选择了远方,便只顾风雨兼程”

1987年被调剂到上海同济大学公路与城市道路专业时,年仅19岁的王旭东并不了解“这些平平常常的公路有什么可研究之处”。但在命运面前,他选择了“既来之,则安之”。只是令他没想到的是,这一偶然的相遇竟让他甘愿为之付出一生的心血。

与一般专业不同,选择了公路研究,也就同时选择了风餐露宿、日晒雨淋。而年轻的王旭东,就这样将自己的青春和热血倾洒在了那一片广袤的大地上。

无论是荒漠戈壁上40多摄氏度的高温炙烤,还是北方边境线上的寒风侵袭,都没能阻挡他前行的步伐。为了掌握第一手的路面病害信息,无论严寒还是酷暑,王旭东都会亲自走在路上,一步一步地做勘探、调研;为了了解一段公路的实际交通荷载水平,他会逐一称量每辆过路货车的轴重,往往在原地一站就是大半天;为了确保施工质量,他总是亲自上拌和楼调试配比,并耐心地与施工技术人员交流工艺细节;为了检验摊铺效果,他经常在高温的新铺沥青路面上来回行走,将问题各个击破;为了验证研究成果的可靠性,他反复地对同一个现象做实验研究……

在日复一日、年復一年的循环往复中,王旭东完成了30余项相关重大科研攻关课题。重载交通沥青路面设计施工关键技术研究及示范应用、新型改性煤沥青应用技术研究、降噪路面及其评价技术与示范工程、居住区道路环境优化设计保障技术研究、基于有限变形理论的沥青路面结构剪应力分析和失效行为研究……

在这些工程中,王旭东不仅开展了大量艰苦的公路野外调查和结构试验,更是长期坚守工地,直接参与多项重点高速公路的建设。白天,他与施工工人一起研究施工工艺、质量控制措施,解决工程实际遇到的困难;晚上,他还要与科研团队一起分析监测数据,总结、提炼工程规律。

守得云开见月明。在不断地调查与试验中,王旭东终于提出了长寿命沥青路面典型结构、高性能橡胶沥青路面修筑成套技术等一批支撑中国公路建设的新工艺、新材料。近年来,他还先后领导团队完成奥运工程、国庆长安街改造工程,交通部科技示范工程,国家科技支撑建设工程以及西部省份跨越式发展建设项目等应用科研成果,取得了突出的技术和经济效益。

几十年弹指一挥间,王旭东收获了路途中无数美景风光,也缔结出一颗颗绚丽的科研之果。

如今,王旭东不仅是交通部公路科学研究院路面专业方向的首席研究员、主任工程师、博士生导师,同时还是交通部青年专家委员会委员、国际道路联合会会员。2003年入选交通部首批“新世纪十百千人才工程”第一层次人选;2006年获得第一届中国公路学会“青年科技奖”;2007年荣获由中组部、人事部和中国科协联合授予的第十届“中国青年科技奖”。先后主持国家级、省部级科研课题20余项,主持编制国家、行业规范、标准10余项。研究成果获省部级科技进步奖12次,其中一等奖4次、二等奖4次、三等奖4次。获得发明专利19项。

选择了科研就注定选择了与孤独寂寞为伴。在收获一份又一份科研之果时,王旭东感受得最多的却是对家人和朋友的亏欠。只是,这一切早在他踏出第一步时就已注定,他的人生与公路再也分割不开。

(责编 孙礼勇)

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