在青藏高原的褶皺深處,青海省果洛藏族自治州瑪多縣以4500米的平均海拔,托起黃河最初的水脈,也造就了年均氣溫零下4攝氏度的嚴酷自然環境。
4月的瑪多,風刮在臉上生疼,田波裹裹身上的沖鋒衣下了車。
“去年9月過來的時候,214國道的這段路還是繁忙的工地,現在已經成了頗具工業風的試驗路。”田波搓著手,言語中既有興奮,也有忐忑。兩公里的凍土復合地基試驗段處置工程,結果靜待10月揭曉。對他而言,這是一場“馬可·波羅式的探訪”。
工作中的田波
作為交通運輸部公路科學研究院首席研究員,田波帶領青藏高原韌性交通基礎設施攻關團隊,深耕高原混凝土、青藏高原凍土處置領域多年,在花石峽、五道梁、唐古拉山口,留下了多項“從0到1”的探索,書寫出”從1到多”的印記。
二十載光陰荏苒,從早期取得重載混凝土研究重大突破,到如今在高原韌性交通領域斬獲頗豐,從“科研新兵”到“行業翹楚”,從“全國五一勞動獎章”到“全國先進工作者”,變的是青絲染華發,不變的是田波科研報國的拳拳之心。
搶占重載混凝土研究“制高點”
2013年冬天,內蒙古霍林郭勒。零下37攝氏度的寒夜里,田波每隔兩小時就要鉆出帳篷,記錄一次混凝土變形數據。
“哪怕0.1毫米的變形,未來都可能導致開裂。”田波說。秉持著十年如一日的嚴謹,以白(音華)霍(林郭勒)一級公路為起點,他開啟了自己在重載混凝土研究領域的征程。
談起田波與混凝土的不解之緣,還要從少年說起。
中學時代,田波常去道班找在那里工作的姐姐。當時養路工的工作條件非常艱苦,但他們對路的那份認真、執著的感情,深深感染著田波,一顆“要讓道路不再‘生病’”的種子就此埋下。懷著這份初心,他在本碩博的求學路上,都堅定選擇了公路專業,而且從本科起就開始在公路工程一線摸爬滾打。
在同濟大學攻讀博士期間,田波參與了導師姚祖康教授的課題——“山西重載水泥混凝土路面研究”,并與課題組一起獲得了山西省科技進步獎一等獎。
水泥混凝土路面剛而脆,對設計和施工的容錯率更低,這些特點導致其在我國高速公路建設中長期缺位。彼時,深入研究水泥混凝土路面基礎理論的專家更是鳳毛麟角。但技術上水泥路面的品質不比瀝青路面差,而且維護成本低、耐重載、壽命長,加之我國又是全球主要的水泥生產與出口國之一,因此進入新世紀,在我國公路交通迎來大發展的時代契機下,行業內外對水泥混凝土路面的重視程度一度提升。
跟隨姚教授做研究的這段經歷,成為田波心中的啟明燈,讓他更堅定了深耕水泥混凝土領域、“把論文寫在祖國大地上”的決心。
在唐古拉山口考察高原凍土
2001年博士畢業后,跟隨著學長牛開民的腳步,田波來到交通運輸部公路科學研究院,開始了自己的職業生涯。
初到部公路院,田波就以扎實的專業知識、豐富的實踐經驗和突出的英語優勢嶄露頭角,被委以水泥混凝土相關規程和標準擬定的重任。也是在此期間,田波更深刻察覺到,我國重載混凝土路面在結構強度、抗超載能力、施工技術等方面與國際水平存在不小的差距。
“做科研不能只坐辦公室,要俯下身,向一線扎。”田波開始奔波于祖國的山山水水間,測試工程第一手數據材料,尋找攻克重載混凝土路面難題的關鍵。
“剪切應力!”當一道道裂紋走向在顯微鏡下清晰展示,我國重載混凝土研究有了新的方向,上百次的實驗驗證后,田波帶領著團隊提出“多層功能梯度結構”理論,并取得重大實踐突破。
科研的腳步并未放緩,廣西、內蒙古、新疆……理論和技術用到哪里,田波就跟到哪里,新的實驗就做到哪里。借助減弱面板豎向邊界約束條件;研發了耐沖刷的柔性過渡功能層,有效降低溫度翹曲引起的結構脫空;針對混凝土鋪面雙層復合板結構和土基間不均勻支承難題,研發了剛度適宜的松散結構體變形自補償技術……每一次突破的背后都是夜以繼日的潛心鉆研。
“我喜歡做有挑戰的事,走少有人走的路。”20余年行而不輟,田波相繼攻克了重載鋪面設計理論與方法、高品質建造技術和快速維修升級等難題,實現了重載鋪面關鍵技術的整體更新換代,研發了從設計、施工到快速維修的成套關鍵技術,科研成果成功應用于大興國際機場、上海浦東機場、海南洋浦港、1500公里高速公路和4000公里國省干道。
高原公路現場檢測
時至今日,圍繞重載混凝土,田波帶領團隊編制了16項國家、行業和地方標準,出版著作5部,獲省部級科技進步一等獎7項。特別是“重載水泥混凝土鋪面關鍵技術與工程應用”項目于2018年獲得了國家科技進步獎二等獎,這也是近40年來該領域取得的最高榮譽。
高原韌性交通發展的嶄新嘗試
“要讓科研成果在國家的重大工程中得到應用。”當重載水泥混凝土路面研究到達“極限”,田波將目光投向更嚴酷的高原。
“走!到青藏高原去。”心底有個聲音呼之欲出。
高海拔、低氣壓、低濕度、大溫差、強輻射……獨特的自然環境,考驗著青藏高原交通基礎設施混凝土結構物的耐久性能和服役性能。但高原混凝土系統研究沒有現成公式可套,沒有成熟經驗可循。對田波來說,這是巨大的挑戰,更是將理想付諸現實的重要機會。
田波帶領團隊建起移動實驗室,從拉薩到那曲,從日喀則到阿里,他們以重大工程建設為“煉金場”,攻克一個又一個科研難關。
“在一次次的‘壓力—氣泡’動態平衡研究中,我們發現對有抗凍要求的混凝土配合比而言,引氣劑氣泡尺寸越小,混凝土越穩定。”這個發現,讓田波對破譯高原環境與混凝土材料相互作用的密碼信心十足。
雪后的高原凍土區公路
更大的突破來自一次“意外”發現。田波在帶領團隊檢查實驗路段時,發現一處混凝土裂縫中長出了野草。“植物根系能分泌有機酸改良土壤,我們能不能給混凝土也‘補充營養’,降低混凝土早期變形?”最終,在田波和團隊成員的挑燈夜戰下,研發出“高吸水樹脂+成膜”養護劑,雙重技術的疊加,使高原混凝土結構壽命顯著提升。
在缺氧不缺精神的青藏高原上,田波團隊以“兩路”精神為燈塔,先后突破了高原低氣壓環境混凝土引氣技術、高原高揚程泵送混凝土降黏技術、高原隧道噴射混凝土降回彈技術、強凍融環境混凝土耐久性提升等挑戰,成果支撐了川藏公路南線(西藏境)整治改建工程,以及通麥大橋、拉林高速、拉日高速等西藏自治區重點工程建設。
如今,在田波勞模創新工作室的沙盤上,青藏公路延伸向遠方,書架上陳列的18項專利證書和那本入選國家出版基金資助項目的《高原混凝土》,見證了高原公路的韌性。但最讓田波珍視的,是工作室展板上的一張老照片——1975年,部公路院老專家劉以成去西藏看望凍土研究人員時,與課題組組長朱學文的合影。
部公路院對高原凍土的研究始于1973年,主持攻關的“青藏公路多年凍土地區黑色路面修筑技術”,其成果獲得1987年國家科技進步獎一等獎,有力推動了我國青藏高原公路建設事業的發展。
“后來從高原混凝土轉向凍土研究,我也是站在了‘巨人肩膀上’。”田波感慨道,“青藏高原交通基礎設施韌性提升關鍵技術是我們團隊工作的重中之重,新時代我們要做科研的‘破壁者’,不斷破解新出現的問題。”
田波(中)指導科研人員
青藏公路有550多公里多年凍土路基,其復雜和特殊性在世界上都是獨一無二的。近些年,伴隨青藏高原暖濕化,路基多年凍土的逐步退化已不可避免,迫切需要新的科研攻關,拿出可供工程大規模應用的凍土路基處置技術,才能有效服務《“十四五”現代綜合交通運輸體系發展規劃》中提出的建設“出疆”“入藏”戰略骨干通道的要求。
黨的十九大以來,《交通強國建設綱要》《國家綜合立體交通網規劃綱要》相繼發布,擘畫了交通運輸中長期發展的戰略藍圖和美好愿景,也為交通運輸行業科研工作提供了根本遵循和前進方向。
面對高原凍土這一世界性難題,田波的思維再次躍出傳統框架。站在呼倫貝爾的寒風中凝視凍土剖面,多年一線科研的積淀,讓他意識到祖國廣袤的疆域蘊藏著攻克難關的密碼。
“北緯50度的呼倫貝爾和北緯35度的瑪多,氣候時差正好形成天然驗證場。在呼倫貝爾做一期試驗,然后移植到瑪多做二期試驗,這樣一年就可以當成兩年用,流轉起來兩年就有五次驗證機會。”這個靈光乍現的構想,讓凍土研究獲得“時空折疊”的加速度;這種在極限中尋找突破口的科研智慧,也孕育出凍土工程領域的嶄新嘗試。
在兩地建立“時空實驗室”,讓科學猜想在季節輪回中迭代,最終加速了固化路基融沉問題處置新思路的提出——“保護深層多年凍土”與“處置淺層季節性凍土”相結合。
依托青海花石峽凍土公路工程安全國家野外科學觀測研究站——這座交通運輸部設立的我國唯一多年凍土區環境及凍土工程觀測研究站,田波團隊進行了深入的現場研究和理論驗證。
凍土地基處置工程現場
在高海拔地區進行科學實驗和數據采集是個體力活兒。5年前,李思李隨田波一起來到瑪多,高寒、缺氧、頭暈,種種不適撲面而來。“活動稍一劇烈,就會喘不上氣。團隊大部分人出現了高原反應。”李思李回憶道,但田波在短時間內克服了身體不適,第二天就投入到工作中。
5年來,田波帶領團隊開展了深鉆、強夯、固化、注漿等一系列科研實驗,取得了豐富的研究成果,并應用在214國道瑪多段試驗路段。
團隊成員笑稱,這5年里大家就像“流浪的野牦牛”,早已適應青藏高原的高寒缺氧。可又有誰知道,這句“適應”的背后,是多少個日夜的艱辛付出和負重前行。
他不是“孤勇者”
“田博士呢?”
“在工作室。”
熟悉田波的人都知道,他常年出差在外,一回到院里就扎進自己的工作室。在工作室的格子間旁,擺著一套簡易桌椅,這就是田波的工位。
書桌旁七層高的書架上,是排列整齊的榮譽證書和琳瑯滿目的書籍。每一項榮譽的背后,都是對極端環境下道路工程痛點的精準突破;每一道反復閱讀的書頁折痕上,都蘊藏著推動中國公路韌性發展的砥礪攻堅。
“為了方便隨時和我們溝通,田博士特意在工作室辦公,很少回自己的辦公室。”雖然田波已是部公路院首席研究員,何哲還是習慣叫他“田博士”。
從內蒙古白霍一級公路起,何哲已數不清跟田波一起做過多少科研課題。在他眼里,“田博士”是可敬的師者,是可親的兄長,他關心、重視團隊里每個人的成長——這也是不少團隊成員共同的感受。
田波不是公路科研道路上的“孤勇者”,在青年科技人才的培養上,他一直不遺余力:“在我的團隊里,每個人都像一棵樹,在地面上是獨立的存在,但又根脈相接。唯有如此,整片科研的森林才能生生不息。”
5年前,張盼盼轉到田波帶隊的水泥混凝土路面技術研究團隊,一開始,她對路基路面的基本結構總是辨別不清。“田博士看出我的困惑,就拿出大學路基路面的基礎教材帶著我整個過了一遍。在后續做項目的時候,他還經常關心我的進度,幫著糾正課題的偏差。”這一“手把手教學”的模式,讓張盼盼受益匪淺,也讓她在科研工作中形成了一旦遇到無法解決的問題,就追溯本質原理的習慣。
走!到青藏高原去
深耕領域二十余載,田波始終認為科研傳承既要“向下扎根”,也要“向上嫁接”。對此,田波所負責的2023級研究生王宇鵬深有感觸。“田教授不僅教會我們如何做科研,更傳授大家為人處世的道理,鼓勵我們把個人的科研理想和奮斗目標融入國家發展大藍圖中。”
“勤奮、嚴謹、求實、創新”,畢業30余年,田波仍清楚記得本科求學的哈爾濱建筑工程學院(現哈爾濱工業大學)的校訓。印在入學證上的8個字,也成為他團隊建設的座右銘。在田波的帶動下,權磊、李立輝、李思李、何哲、張盼盼等年輕科研骨干脫穎而出,在高原混凝土引氣劑、低坍落度混凝土施工等方向展開技術攻關,收獲累累碩果。
一次學術分享會上,有學生問田波:“科研路上,成功的關鍵是什么?”“要突破創新,敢于引領方向。”這個根植于田波內心的“敢”字,也道出了部公路院科研報國的初心使命。
多年來,作為公路交通領域國家戰略科技力量,部公路院瞄準重大科技前沿方向和行業必爭領域,集中合力攻堅,涌現出眾多像田波一樣扎根一線攻堅克難的科研人員。目前,該院的5名全國先進工作者,已在公路交通科研領域取得了令人矚目的成就。面對新一輪科技革命和交通運輸行業高質量發展新要求,各類人才的創新活力接續噴涌,老中青接力突破、多專業交叉融合的創新生態在這里遍地開花。
千年的凍土里蘊含著堅守的魅力,探索的道路上回響著奮進的足音。田波帶領團隊風雨兼程的身影,已成為214國道瑪多段特殊的路標。高原之上,黃河之濱,他們以熱血為墨、以擔當為筆,將奮力加快建設交通強國的赤誠,融入祖國的錦繡山河。
(本文刊發于《中國交通報》2025年4月30日第3版)
來源:辦公室、中國交通報
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