一条公路可以用多久?长沙理工大学团队作答:60年|2025年度国家科技奖

王铭俊   湖南日报   2026-07-08 16:16:25

湖南日报全媒体记者 王铭俊 通讯员 李丹

7月8日,车辆驶过溆浦—怀化高速公路,胎噪低微,行车平顺。司机可能并不知晓,这条沥青路,承载着一项足以改写中国道路工程史的核心技术,其主体结构设计服役年限高达60年,而按行业旧标准,仅为15年。

这项突破,源自长沙理工大学郑健龙院士团队历时20余载的深耕。他们完成的“寿命逐层递增式沥青路面长寿命技术与应用”项目,获2025年度国家技术发明二等奖。

郑健龙(左三)带领团队开展研究。

我国公路总里程已突破550万公里,其中9成以上高等级公路铺筑沥青路面。传统设计奉行“等寿命”理念,上面层、下面层、基层,统统按15年规划。

然而,上面层终日承受车轮碾压、日晒雨淋,最先“衰老”;基层深埋地下,受力小、温度稳,远未达到报废极限,却可能随上面层一起被挖掉、重修。

由此,我国公路每年大、中修消耗沥青约6000万吨、碎石骨料约10亿立方米。若将这些材料铺成一条路,足以绕地球一整圈。碎石大多靠“开山”,留下光秃秃的疤;翻修期间,高速变慢速,国道变停车场。

早在2001年,参与编制国家沥青路面相关规范时,郑健龙便敏锐察觉这一弊端。他萌生了一个想法:让每一层“各活各的”,上面层15年,中下面层30年,基层60年,逐层递增,互不拖累。

当时理论工具和实验条件远未成熟,但他和团队从未停止攻关。

“这个奖属于团队,更属于一代代接力的学生。”郑健龙介绍,他们最终在国际上率先提出 “寿命逐层递增”的长寿命沥青路面结构体系。

团队在国际上率先提出 “寿命逐层递增”的长寿命沥青路面结构体系。

构想成型,理论得先跟上。过去几十年,行业惯用“单模量”计算路面受力,把沥青当作匀质“铁板”,拉力、压力不分,一律套用同一参数。可沥青的真实脾性是,抗压力远强于抗拉力。

团队果断将其“拆分”,抗拉、抗压各自独立取值。不仅如此,传统设计只关注车轮竖向压力,而实际路面承受的是上下、左右、前后三维复杂力。团队首次将三个方向全部纳入计算,创立全新的疲劳强度准则,数据精度跃升30%以上,每层该铺多厚、用什么料,一目了然。

算法精准了,可工程等不起漫长的计算。为此,团队自主研发专用大模型,将计算压缩至十余秒,让工程师有了便捷高效的设计工具。同时,他们研发了振动搅拌工艺与装备,使水泥混合料拌和更加均匀,基层疲劳寿命提升一倍,水泥用量节省20%。

目前,该技术已在湖南、河南、广东等十多个省(自治区直辖市)的高等级公路成功应用。然而,团队深知,试用并非终点。要让企业敢于大规模采用这一设计方案,必须有国家标准的明确支撑。

该技术已在我国十多省(自治区、直辖市)的高等级公路成功应用。

眼下,他们正以湖南为起点,一场接一场地论证、推动,逐步将相关条款写入地方标准规范,并最终促成行业标准的出台,让这项“从0到1”的原创技术,从“试验”走向“常态”,从湖南铺向全国。

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来源:湖南日报

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