沥青道路守护人
——记第三届全国创新争先奖获得者谭忆秋
2023-06-22
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来源：
大众日报
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□ 本报通讯员 张玉芹
抗冰防雪一直是困扰道路交通领域的世界性难题。哈尔滨工业大学（威海）校长谭忆秋教授，用30多年时间建立了完整的道路抗冰技术体系和材料体系，为道路交通安全提供了坚实的科技支撑。
5月30日，在第三届全国创新争先奖表彰大会上，这位工信部重点实验室主任，获得这项仅次于国家最高科技奖的科技人才大奖。
谭忆秋的学术生涯与道路材料紧紧绑定在一起。2002年博士后出站后，她回到哈工大，组建寒区沥青路面耐久与安全研究团队，主导开创了我国路面抗冰防滑技术体系，开发了寒区改性沥青绿色生产与低温粘弹评价技术，研发了整套的寒区沥青路面结构材料一体化设计理论与方法，成为我国寒区道路耐久与安全领域学术带头人。其成果服务于公路、机场、城市道路工程建设中，取得显著经济与社会效益。在这个被认为女性不太适合的专业里她做得风生水起，获评“全国五一巾帼标兵”“全国十佳知识女性”等荣誉称号。
攻克沥青路面
高、低温性能矛盾难题
沥青路面是我国高速公路的主流路面形式，占我国高速公路95%以上，因其耐久性差，每年国家需要投入大量资金用于道路维修和养护。
“特别是位于北方高寒地带的黑龙江，路面服役温度在-40℃至75℃之间，温差达110℃以上。要让沥青路面在这么大的温差中保持良好的服役状态，就需要满足高温稳定性和低温抗裂性这两个路用性能的要求。而研究发现，这两种性能是相互矛盾的。”为了让北方的老百姓也拥有高质量的公路，谭忆秋教授立志破解这个难题。
谭忆秋带领团队发现了沥青粘弹比例对高、低温性能的影响，阐释了复杂环境与重复荷载下沥青伪劲度特性，揭示改性剂-沥青分散体系均匀性与稳定性提升机理，开发了“改性剂细度预处理与二次剪切二次发育结合”的改性沥青绿色生产工艺，建立了寒区改性沥青质量控制方法与技术标准。
他们的研究成果科学可靠地兼顾沥青路面高、低温性能，使寒区沥青路面服役寿命提升35%，研究成果被53个国家著名学者引用超5000次，多次入选爱思唯尔高被引学者及全球前2%顶尖科学家榜单。
研制抗冰防滑的
路面“冻疮膏”
“我国75%的地区处于冰雪影响区，降雪及冻融频繁，”谭忆秋说，“解决路面冰雪问题的传统方法是撒融雪剂、人工扫雪和机械扫雪，容易造成路面损坏，还可能会产生次生污染。”
她带领团队研发出宽温域缓释型低冰点填料、自应力除冰雪路面材料、相变微胶囊材料，提出了抗冰防滑路面材料星点设计效应面多目标优化设计方法，自主研发了胎-冰-路三相体系路面动态摩擦特性测试装置等路面抗冰防滑原位性能检测装备，开发了寒区沥青路面冰雪多元感知系统，使得冬季道路管控方式由传统的人工经验变为智能化数字化管控。
团队自主研发的低冰点材料攻克了释放快、性能差的难题，用它替代矿粉添加到沥青混合料中，可使道路冰点达﹣25℃，实现融冰雪性能与路用性能的平衡设计，为行车安全提供了保障。“当我们的手冻伤了，会赶快抹上冻疮膏，然后等新的皮肤生长出来，道路也是一样。”谭忆秋形象地将这种新的低冰点材料称为道路的“冻疮膏”。这项高性能抗冰防滑路面技术打破了国际垄断，应用在北京大兴国际机场高速公路的修建中，不仅每吨单价节省了三分之一，而且性能居国际领先水平，实现了机场全天候无雪、无冰，保障了飞行安全。据悉，在中俄黑河大桥的建造中也使用了该技术。目前该项技术在全国20个省得到应用，谭忆秋也成为国际路联（PIARC）冬季道路工作组的成员。
提出路面材料-结构
一体化设计方法
要让道路更耐久、交通更安全，就要从道路材料和结构设计两方面一体考虑。谭忆秋教授团队开发出基于低模量光纤光栅传感器的沥青路面动力响应监测系统，阐明沥青路面各结构层功能需求，为材料设计指标的确定提供依据；运用数字散斑技术揭示不同层位沥青路面材料的破坏模式，提出材料设计与验证指标标准，建立基于性能的寒区沥青混合料的耐久性设计方法，形成寒区沥青路面材料-结构一体化设计方法。该项成果纳入机场道面设计规范，为路面损伤的解决提供了合理方案。在新中国成立60周年之际，使用该项技术为长安街改造大修工程的方案论证和材料设计与评价提供了技术支撑。如今大修后的长安街通车已超过14年，使用性能良好。
从事道路工程研究30多年来，谭忆秋团队研究成果获国家技术发明二等奖1项(排名第1)、国家科技进步二等奖2项(均排名第3)；主持国家课题13项，授权我国发明专利55项，出版专著4部，主持和参与编制国家标准与行业规范9部，发表学术论文400余篇。
据了解，谭忆秋团队的研究成果已服务于东北、西北、南方23个省份，累计应用万余公里，使得寒区路面耐久性提升30%，经济社会效应显著。谭忆秋团队研究的冰雪路面运营安全理论及主动防控技术入选交通运输建设科技成果行业重大成果推广目录，由她发起的中欧功能路面会议已在全球召开八届，引领了世界冰雪路面安全技术发展。
道路新技术
服务山东强省建设
山东省21条公路的建设和养护用上了谭忆秋教授的新技术。她表示，“交通强国与胶东半岛蓝色经济圈建设，为我省道路行业带来全新的机遇与挑战。胶东半岛年均降雪日高达35.4天，威胁交通基础设施运营安全，开展胶东半岛自融雪路面系统运营策略研究势在必行。”
作为功能型路面的一个重要发展方向，能量转化型自融雪路面能将地热、太阳能、工业废热等各种形式的热能输送至道路表面，以达到融冰化雪的目的，不仅可以有效消除化学融雪剂对道路设施的腐蚀及周围环境的污染，还可以依据具体气象条件、交通等级进行有针对性的运行，因其具有绿色高效的优势，在机场道面、上下桥坡道、隧道出入口等交通节点地区具有广阔的应用前景。
目前，谭忆秋教授团队正聚焦自融雪系统融雪性能预测、运营安全控制和优化策略三大关键技术，开展基于多目标、动态优化的运行策略等基础理论与核心技术研究，以期构建适应胶东半岛环境的自融雪道路设计、运营关键技术体系，为交通强国和高水平科技自立自强再立新功。
抗冰防雪一直是困扰道路交通领域的世界性难题。哈尔滨工业大学（威海）校长谭忆秋教授，用30多年时间建立了完整的道路抗冰技术体系和材料体系，为道路交通安全提供了坚实的科技支撑。
5月30日，在第三届全国创新争先奖表彰大会上，这位工信部重点实验室主任，获得这项仅次于国家最高科技奖的科技人才大奖。
谭忆秋的学术生涯与道路材料紧紧绑定在一起。2002年博士后出站后，她回到哈工大，组建寒区沥青路面耐久与安全研究团队，主导开创了我国路面抗冰防滑技术体系，开发了寒区改性沥青绿色生产与低温粘弹评价技术，研发了整套的寒区沥青路面结构材料一体化设计理论与方法，成为我国寒区道路耐久与安全领域学术带头人。其成果服务于公路、机场、城市道路工程建设中，取得显著经济与社会效益。在这个被认为女性不太适合的专业里她做得风生水起，获评“全国五一巾帼标兵”“全国十佳知识女性”等荣誉称号。
攻克沥青路面
高、低温性能矛盾难题
沥青路面是我国高速公路的主流路面形式，占我国高速公路95%以上，因其耐久性差，每年国家需要投入大量资金用于道路维修和养护。
“特别是位于北方高寒地带的黑龙江，路面服役温度在-40℃至75℃之间，温差达110℃以上。要让沥青路面在这么大的温差中保持良好的服役状态，就需要满足高温稳定性和低温抗裂性这两个路用性能的要求。而研究发现，这两种性能是相互矛盾的。”为了让北方的老百姓也拥有高质量的公路，谭忆秋教授立志破解这个难题。
谭忆秋带领团队发现了沥青粘弹比例对高、低温性能的影响，阐释了复杂环境与重复荷载下沥青伪劲度特性，揭示改性剂-沥青分散体系均匀性与稳定性提升机理，开发了“改性剂细度预处理与二次剪切二次发育结合”的改性沥青绿色生产工艺，建立了寒区改性沥青质量控制方法与技术标准。
他们的研究成果科学可靠地兼顾沥青路面高、低温性能，使寒区沥青路面服役寿命提升35%，研究成果被53个国家著名学者引用超5000次，多次入选爱思唯尔高被引学者及全球前2%顶尖科学家榜单。
研制抗冰防滑的
路面“冻疮膏”
“我国75%的地区处于冰雪影响区，降雪及冻融频繁，”谭忆秋说，“解决路面冰雪问题的传统方法是撒融雪剂、人工扫雪和机械扫雪，容易造成路面损坏，还可能会产生次生污染。”
她带领团队研发出宽温域缓释型低冰点填料、自应力除冰雪路面材料、相变微胶囊材料，提出了抗冰防滑路面材料星点设计效应面多目标优化设计方法，自主研发了胎-冰-路三相体系路面动态摩擦特性测试装置等路面抗冰防滑原位性能检测装备，开发了寒区沥青路面冰雪多元感知系统，使得冬季道路管控方式由传统的人工经验变为智能化数字化管控。
团队自主研发的低冰点材料攻克了释放快、性能差的难题，用它替代矿粉添加到沥青混合料中，可使道路冰点达﹣25℃，实现融冰雪性能与路用性能的平衡设计，为行车安全提供了保障。“当我们的手冻伤了，会赶快抹上冻疮膏，然后等新的皮肤生长出来，道路也是一样。”谭忆秋形象地将这种新的低冰点材料称为道路的“冻疮膏”。这项高性能抗冰防滑路面技术打破了国际垄断，应用在北京大兴国际机场高速公路的修建中，不仅每吨单价节省了三分之一，而且性能居国际领先水平，实现了机场全天候无雪、无冰，保障了飞行安全。据悉，在中俄黑河大桥的建造中也使用了该技术。目前该项技术在全国20个省得到应用，谭忆秋也成为国际路联（PIARC）冬季道路工作组的成员。
提出路面材料-结构
一体化设计方法
要让道路更耐久、交通更安全，就要从道路材料和结构设计两方面一体考虑。谭忆秋教授团队开发出基于低模量光纤光栅传感器的沥青路面动力响应监测系统，阐明沥青路面各结构层功能需求，为材料设计指标的确定提供依据；运用数字散斑技术揭示不同层位沥青路面材料的破坏模式，提出材料设计与验证指标标准，建立基于性能的寒区沥青混合料的耐久性设计方法，形成寒区沥青路面材料-结构一体化设计方法。该项成果纳入机场道面设计规范，为路面损伤的解决提供了合理方案。在新中国成立60周年之际，使用该项技术为长安街改造大修工程的方案论证和材料设计与评价提供了技术支撑。如今大修后的长安街通车已超过14年，使用性能良好。
从事道路工程研究30多年来，谭忆秋团队研究成果获国家技术发明二等奖1项(排名第1)、国家科技进步二等奖2项(均排名第3)；主持国家课题13项，授权我国发明专利55项，出版专著4部，主持和参与编制国家标准与行业规范9部，发表学术论文400余篇。
据了解，谭忆秋团队的研究成果已服务于东北、西北、南方23个省份，累计应用万余公里，使得寒区路面耐久性提升30%，经济社会效应显著。谭忆秋团队研究的冰雪路面运营安全理论及主动防控技术入选交通运输建设科技成果行业重大成果推广目录，由她发起的中欧功能路面会议已在全球召开八届，引领了世界冰雪路面安全技术发展。
道路新技术
服务山东强省建设
山东省21条公路的建设和养护用上了谭忆秋教授的新技术。她表示，“交通强国与胶东半岛蓝色经济圈建设，为我省道路行业带来全新的机遇与挑战。胶东半岛年均降雪日高达35.4天，威胁交通基础设施运营安全，开展胶东半岛自融雪路面系统运营策略研究势在必行。”
作为功能型路面的一个重要发展方向，能量转化型自融雪路面能将地热、太阳能、工业废热等各种形式的热能输送至道路表面，以达到融冰化雪的目的，不仅可以有效消除化学融雪剂对道路设施的腐蚀及周围环境的污染，还可以依据具体气象条件、交通等级进行有针对性的运行，因其具有绿色高效的优势，在机场道面、上下桥坡道、隧道出入口等交通节点地区具有广阔的应用前景。
目前，谭忆秋教授团队正聚焦自融雪系统融雪性能预测、运营安全控制和优化策略三大关键技术，开展基于多目标、动态优化的运行策略等基础理论与核心技术研究，以期构建适应胶东半岛环境的自融雪道路设计、运营关键技术体系，为交通强国和高水平科技自立自强再立新功。