“天路”传奇谱新篇中国冻土公路研究瞄准京藏高速“最后一公里”

财经中国网 2025-04-30 15:31

冻土，是指含有冰的各种岩石和土壤。我国青藏高原被多年冻土覆盖，由于海拔高、昼夜温差大，冻土状态极不稳定，每年冻-融循环200多次，使青藏高原道路交通建设成为世界级难题。

从上世纪70年代以来，中交集团一代代工程师们持续不懈推进冻土工程研究，突破了国际工程界多年冻土地区不能修筑沥青路面公路的禁区，使青藏公路成为全球使用年限最长的多年冻土沥青公路；建成了世界上首条多年冻土区高速公路——共玉高速，为西藏的经济社会快速发展提供了有力支撑。

如今，雪域高原行路不再难，但研发创新永不止步。中交集团研究者们秉持着不断满足人民群众对美好出行需要的愿景，向着攻克高海拔强冻融等极端环境下道路工程难题接续冲锋。

近日，中国网财经记者跟随国资委新闻中心组织的“走进新国企·科技创新主力军”调研活动走进中交集团，了解到冻土工程研究团队将为京藏高速格尔木至那曲段开展长达30公里的前期试验工程，为未来项目正式开工提供技术保障。

冻土上的“天路”

青藏高原被称为“世界屋嵴”，道路施工中除了要克服高海拔、强辐射以及脆弱的生态承载能力之外，最大的难题是地下的多年冻土。

“国外的多年冻土大多分布在高纬度地区，温度低，大约处于-6℃以下，冻土冻得更结实。而我国青藏高原多年冻土是全球冻土中平均温度最高的，它的温度处于-0.5℃到-2℃之间，并且由于海拔高、昼夜温差大，一年里冻-融循环有200多次，冻土状态非常不稳定。”中交集团技术总监、首席专家，极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室主任汪双杰介绍。

这种会“动”的冻土极大地影响了公路使用寿命。上世纪50 年代青藏公路刚通车时，冻土状态变化导致路基融沉、冻胀交织，路面病害严重，“海绵路”、“搓板路”等现象随处可见。

1973年，青藏公路科研组成立(极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室的前身)，我国冻土科研人员开启了冰上筑路的征程，一代代研究者跋山涉水、前仆后继，克服青藏高原严重缺氧等重重困难，开展了大量的冻土监测和病害调查工作。

2001 年，汪双杰担任 “多年冻土地区公路修筑成套技术研究”项目负责人，从前辈手中接过“接力棒”。在接下来的数年里，他带领团队深入研究冻土与工程相互作用机制和病害规律，创立了公路冻土工程融沉尺度效应理论。该理论揭示了冻土路基在不同尺度下的融沉特性，为后续工程设计提供了关键的理论支撑。同时，他们创建了公路冻土融沉防控能量平衡设计方法，通过对路基路面热量传递和能量平衡的精确计算，实现了对冻土融沉的有效防控。

此外，团队还研发了路基能量导—阻—调复合互馈融沉防控技术，采用热棒路基、隔热板路基、通风管路基等一系列创新技术手段，有效解决了冻土路基的融沉问题。

这些成果使得我国冻土公路病害率大幅降低，比国际平均水平降低 50%，达到全球多年冻土公路建养水平新高度，相关成果广泛应用于青藏铁路、漠河机场、格拉油管以及多条进藏国道主干线等重大工程。

“我国关于冻土工程问题的解决方案和处置能力，在国际上应该说是遥遥领先。从理论到技术，都是我们自己原创的。”汪双杰称。

瞄准京藏高速“最后一公里”

从G1到G7，中国国家高速公路网七条首都放射线中，只有京藏高速(G6)尚未全线通车，在格尔木至那曲段“断”开了，原因就在于地下的多年冻土导致工程难度极大。

高速公路与普通的二级公路相比，荷载、设计使用年限、安全要求等一系列标准都有整体提升，背后的施工工艺也与普通公路大为不同。

格尔木至那曲段的高速公路建设，正是汪双杰带领极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室的下一个攻关目标。

“首先，要针对高速公路的设计使用年限，对冻土退化趋势建立新的研究；其次，研究方案要围绕高品质建造的需求，采用更多高耐久性的新材料；第三，在建造方法上，要更多应用智能化、无人化手段。”汪双杰谈到。

他透露，今年京藏高速格尔木至那曲段将开展长度为30公里的前期试验工程，“所有的工艺、工法、技术、标准都将在试验工程中进行贯彻和验证，为未来高速公路全线开工提供技术支持。”

我国从50多年前开始，在艰苦的环境中，长期坚持收集数据，为深入研究冻土变化规律奠定了坚实基础。“前辈们的研究成果保留到现在，仍然具有现实的研究意义。冻土退化研究的很多规律，要从几十年前的历史材料向后推演。”汪双杰称。

如今，我国在冻土工程领域构建了“一站两廊三场五基地”科学研究试验体系，实现了冻土区域道路工程全覆盖联网观测，取得近300万组第一手冻土监测数据。

人工智能等新技术的应用，大大提高了研发创新效率。“人工智能可以将不同格式、不同来源的资料深入整合分析，让科研人员从繁重的数据搬运、数据分析和资料整理工作中解放出来，从而有更多时间和精力去思考更深层次的问题。”中交一公院专业总工程师、工程技术研究院院长、极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室执行主任陈建兵表示。

值得一提的是，在中国国家高速公路网七条首都放射线(G1到G7)中，京藏高速(G6)的起点恰恰是北京德胜门——中交集团总部所在地。对于曾经是个文艺青年的汪双杰来说，带领团队推动实现京藏高速全线通车，似乎正是命运的安排。

“未来(格尔木至那曲段)高速公路建成以后，一定是全球海拔最高、等级最高、寿命最长、路况最好的公路项目。”汪双杰满怀自信，“它将体现我国作为‘基建狂魔’的最高基建水平。”

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