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全国先进工作者、公路院首席研究员田波:走!到青藏高原去

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在青藏高原的褶皱深处,青海省果洛藏族自治州玛多县以4500米的平均海拔,托起黄河最初的水脉,也造就了年均气温零下4摄氏度的严酷自然环境。

4月的玛多,风刮在脸上生疼,田波裹裹身上的冲锋衣下了车。

“去年9月过来的时候,214国道的这段路还是繁忙的工地,现在已经成了颇具工业风的试验路。”田波搓着手,言语中既有兴奋,也有忐忑。两公里的冻土复合地基试验段处置工程,结果静待10月揭晓。对他而言,这是一场“马可·波罗式的探访”。

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工作中的田波

作为交通运输部公路科学研究院首席研究员,田波带领青藏高原韧性交通基础设施攻关团队,深耕高原混凝土、青藏高原冻土处置领域多年,在花石峡、五道梁、唐古拉山口,留下了多项“从0到1”的探索,书写出”从1到多”的印记。

二十载光阴荏苒,从早期取得重载混凝土研究重大突破,到如今在高原韧性交通领域斩获颇丰,从“科研新兵”到“行业翘楚”,从“全国五一劳动奖章”到“全国先进工作者”,变的是青丝染华发,不变的是田波科研报国的拳拳之心。

抢占重载混凝土研究“制高点”

2013年冬天,内蒙古霍林郭勒。零下37摄氏度的寒夜里,田波每隔两小时就要钻出帐篷,记录一次混凝土变形数据。

“哪怕0.1毫米的变形,未来都可能导致开裂。”田波说。秉持着十年如一日的严谨,以白(音华)霍(林郭勒)一级公路为起点,他开启了自己在重载混凝土研究领域的征程。

谈起田波与混凝土的不解之缘,还要从少年说起。

中学时代,田波常去道班找在那里工作的姐姐。当时养路工的工作条件非常艰苦,但他们对路的那份认真、执着的感情,深深感染着田波,一颗“要让道路不再‘生病’”的种子就此埋下。怀着这份初心,他在本硕博的求学路上,都坚定选择了公路专业,而且从本科起就开始在公路工程一线摸爬滚打。

在同济大学攻读博士期间,田波参与了导师姚祖康教授的课题——“山西重载水泥混凝土路面研究”,并与课题组一起获得了山西省科技进步奖一等奖。

水泥混凝土路面刚而脆,对设计和施工的容错率更低,这些特点导致其在我国高速公路建设中长期缺位。彼时,深入研究水泥混凝土路面基础理论的专家更是凤毛麟角。但技术上水泥路面的品质不比沥青路面差,而且维护成本低、耐重载、寿命长,加之我国又是全球主要的水泥生产与出口国之一,因此进入新世纪,在我国公路交通迎来大发展的时代契机下,行业内外对水泥混凝土路面的重视程度一度提升。

跟随姚教授做研究的这段经历,成为田波心中的启明灯,让他更坚定了深耕水泥混凝土领域、“把论文写在祖国大地上”的决心。

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在唐古拉山口考察高原冻土

2001年博士毕业后,跟随着学长牛开民的脚步,田波来到交通运输部公路科学研究院,开始了自己的职业生涯。

初到部公路院,田波就以扎实的专业知识、丰富的实践经验和突出的英语优势崭露头角,被委以水泥混凝土相关规程和标准拟定的重任。也是在此期间,田波更深刻察觉到,我国重载混凝土路面在结构强度、抗超载能力、施工技术等方面与国际水平存在不小的差距。

“做科研不能只坐办公室,要俯下身,向一线扎。”田波开始奔波于祖国的山山水水间,测试工程第一手数据材料,寻找攻克重载混凝土路面难题的关键。

“剪切应力!”当一道道裂纹走向在显微镜下清晰展示,我国重载混凝土研究有了新的方向,上百次的实验验证后,田波带领着团队提出“多层功能梯度结构”理论,并取得重大实践突破。

科研的脚步并未放缓,广西、内蒙古、新疆……理论和技术用到哪里,田波就跟到哪里,新的实验就做到哪里。借助减弱面板竖向边界约束条件;研发了耐冲刷的柔性过渡功能层,有效降低温度翘曲引起的结构脱空;针对混凝土铺面双层复合板结构和土基间不均匀支承难题,研发了刚度适宜的松散结构体变形自补偿技术……每一次突破的背后都是夜以继日的潜心钻研。

“我喜欢做有挑战的事,走少有人走的路。”20余年行而不辍,田波相继攻克了重载铺面设计理论与方法、高品质建造技术和快速维修升级等难题,实现了重载铺面关键技术的整体更新换代,研发了从设计、施工到快速维修的成套关键技术,科研成果成功应用于大兴国际机场、上海浦东机场、海南洋浦港、1500公里高速公路和4000公里国省干道。

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高原公路现场检测

时至今日,围绕重载混凝土,田波带领团队编制了16项国家、行业和地方标准,出版著作5部,获省部级科技进步一等奖7项。特别是“重载水泥混凝土铺面关键技术与工程应用”项目于2018年获得了国家科技进步奖二等奖,这也是近40年来该领域取得的最高荣誉。

高原韧性交通发展的崭新尝试

“要让科研成果在国家的重大工程中得到应用。”当重载水泥混凝土路面研究到达“极限”,田波将目光投向更严酷的高原。

“走!到青藏高原去。”心底有个声音呼之欲出。

高海拔、低气压、低湿度、大温差、强辐射……独特的自然环境,考验着青藏高原交通基础设施混凝土结构物的耐久性能和服役性能。但高原混凝土系统研究没有现成公式可套,没有成熟经验可循。对田波来说,这是巨大的挑战,更是将理想付诸现实的重要机会。

田波带领团队建起移动实验室,从拉萨到那曲,从日喀则到阿里,他们以重大工程建设为“炼金场”,攻克一个又一个科研难关。

“在一次次的‘压力—气泡’动态平衡研究中,我们发现对有抗冻要求的混凝土配合比而言,引气剂气泡尺寸越小,混凝土越稳定。”这个发现,让田波对破译高原环境与混凝土材料相互作用的密码信心十足。

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雪后的高原冻土区公路

更大的突破来自一次“意外”发现。田波在带领团队检查实验路段时,发现一处混凝土裂缝中长出了野草。“植物根系能分泌有机酸改良土壤,我们能不能给混凝土也‘补充营养’,降低混凝土早期变形?”最终,在田波和团队成员的挑灯夜战下,研发出“高吸水树脂+成膜”养护剂,双重技术的叠加,使高原混凝土结构寿命显著提升。

在缺氧不缺精神的青藏高原上,田波团队以“两路”精神为灯塔,先后突破了高原低气压环境混凝土引气技术、高原高扬程泵送混凝土降黏技术、高原隧道喷射混凝土降回弹技术、强冻融环境混凝土耐久性提升等挑战,成果支撑了川藏公路南线(西藏境)整治改建工程,以及通麦大桥、拉林高速、拉日高速等西藏自治区重点工程建设。

如今,在田波劳模创新工作室的沙盘上,青藏公路延伸向远方,书架上陈列的18项专利证书和那本入选国家出版基金资助项目的《高原混凝土》,见证了高原公路的韧性。但最让田波珍视的,是工作室展板上的一张老照片——1975年,部公路院老专家刘以成去西藏看望冻土研究人员时,与课题组组长朱学文的合影。

部公路院对高原冻土的研究始于1973年,主持攻关的“青藏公路多年冻土地区黑色路面修筑技术”,其成果获得1987年国家科技进步奖一等奖,有力推动了我国青藏高原公路建设事业的发展。

“后来从高原混凝土转向冻土研究,我也是站在了‘巨人肩膀上’。”田波感慨道,“青藏高原交通基础设施韧性提升关键技术是我们团队工作的重中之重,新时代我们要做科研的‘破壁者’,不断破解新出现的问题。”

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田波(中)指导科研人员

青藏公路有550多公里多年冻土路基,其复杂和特殊性在世界上都是独一无二的。近些年,伴随青藏高原暖湿化,路基多年冻土的逐步退化已不可避免,迫切需要新的科研攻关,拿出可供工程大规模应用的冻土路基处置技术,才能有效服务《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》中提出的建设“出疆”“入藏”战略骨干通道的要求。

党的十九大以来,《交通强国建设纲要》《国家综合立体交通网规划纲要》相继发布,擘画了交通运输中长期发展的战略蓝图和美好愿景,也为交通运输行业科研工作提供了根本遵循和前进方向。

面对高原冻土这一世界性难题,田波的思维再次跃出传统框架。站在呼伦贝尔的寒风中凝视冻土剖面,多年一线科研的积淀,让他意识到祖国广袤的疆域蕴藏着攻克难关的密码。

“北纬50度的呼伦贝尔和北纬35度的玛多,气候时差正好形成天然验证场。在呼伦贝尔做一期试验,然后移植到玛多做二期试验,这样一年就可以当成两年用,流转起来两年就有五次验证机会。”这个灵光乍现的构想,让冻土研究获得“时空折叠”的加速度;这种在极限中寻找突破口的科研智慧,也孕育出冻土工程领域的崭新尝试。

在两地建立“时空实验室”,让科学猜想在季节轮回中迭代,最终加速了固化路基融沉问题处置新思路的提出——“保护深层多年冻土”与“处置浅层季节性冻土”相结合。

依托青海花石峡冻土公路工程安全国家野外科学观测研究站——这座交通运输部设立的我国唯一多年冻土区环境及冻土工程观测研究站,田波团队进行了深入的现场研究和理论验证。

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冻土地基处置工程现场

在高海拔地区进行科学实验和数据采集是个体力活儿。5年前,李思李随田波一起来到玛多,高寒、缺氧、头晕,种种不适扑面而来。“活动稍一剧烈,就会喘不上气。团队大部分人出现了高原反应。”李思李回忆道,但田波在短时间内克服了身体不适,第二天就投入到工作中。

5年来,田波带领团队开展了深钻、强夯、固化、注浆等一系列科研实验,取得了丰富的研究成果,并应用在214国道玛多段试验路段。

团队成员笑称,这5年里大家就像“流浪的野牦牛”,早已适应青藏高原的高寒缺氧。可又有谁知道,这句“适应”的背后,是多少个日夜的艰辛付出和负重前行。

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,一回到院里就扎进自己的工作室。在工作室的格子间旁,摆着一套简易桌椅,这就是田波的工位。

书桌旁七层高的书架上,是排列整齐的荣誉证书和琳琅满目的书籍。每一项荣誉的背后,都是对极端环境下道路工程痛点的精准突破;每一道反复阅读的书页折痕上,都蕴藏着推动中国公路韧性发展的砥砺攻坚。

“为了方便随时和我们沟通,田博士特意在工作室办公,很少回自己的办公室。”虽然田波已是部公路院首席研究员,何哲还是习惯叫他“田博士”。

从内蒙古白霍一级公路起,何哲已数不清跟田波一起做过多少科研课题。在他眼里,“田博士”是可敬的师者,是可亲的兄长,他关心、重视团队里每个人的成长——这也是不少团队成员共同的感受。

田波不是公路科研道路上的“孤勇者”,在青年科技人才的培养上,他一直不遗余力:“在我的团队里,每个人都像一棵树,在地面上是独立的存在,但又根脉相接。唯有如此,整片科研的森林才能生生不息。”

5年前,张盼盼转到田波带队的水泥混凝土路面技术研究团队,一开始,她对路基路面的基本结构总是辨别不清。“田博士看出我的困惑,就拿出大学路基路面的基础教材带着我整个过了一遍。在后续做项目的时候,他还经常关心我的进度,帮着纠正课题的偏差。”这一“手把手教学”的模式,让张盼盼受益匪浅,也让她在科研工作中形成了一旦遇到无法解决的问题,就追溯本质原理的习惯。

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走!到青藏高原去

深耕领域二十余载,田波始终认为科研传承既要“向下扎根”,也要“向上嫁接”。对此,田波所负责的2023级研究生王宇鹏深有感触。“田教授不仅教会我们如何做科研,更传授大家为人处世的道理,鼓励我们把个人的科研理想和奋斗目标融入国家发展大蓝图中。”

“勤奋、严谨、求实、创新”,毕业30余年,田波仍清楚记得本科求学的哈尔滨建筑工程学院(现哈尔滨工业大学)的校训。印在入学证上的8个字,也成为他团队建设的座右铭。在田波的带动下,权磊、李立辉、李思李、何哲、张盼盼等年轻科研骨干脱颖而出,在高原混凝土引气剂、低坍落度混凝土施工等方向展开技术攻关,收获累累硕果。

一次学术分享会上,有学生问田波:“科研路上,成功的关键是什么?”“要突破创新,敢于引领方向。”这个根植于田波内心的“敢”字,也道出了部公路院科研报国的初心使命。

多年来,作为公路交通领域国家战略科技力量,部公路院瞄准重大科技前沿方向和行业必争领域,集中合力攻坚,涌现出众多像田波一样扎根一线攻坚克难的科研人员。目前,该院的5名全国先进工作者,已在公路交通科研领域取得了令人瞩目的成就。面对新一轮科技革命和交通运输行业高质量发展新要求,各类人才的创新活力接续喷涌,老中青接力突破、多专业交叉融合的创新生态在这里遍地开花。

千年的冻土里蕴含着坚守的魅力,探索的道路上回响着奋进的足音。田波带领团队风雨兼程的身影,已成为214国道玛多段特殊的路标。高原之上,黄河之滨,他们以热血为墨、以担当为笔,将奋力加快建设交通强国的赤诚,融入祖国的锦绣山河。

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(本文刊发于《中国交通报》2025年4月30日第3版)

来源:办公室、中国交通报

编发:办公室

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