“一碰到问题就想从国际上找答案,在我们交通领域,这条路走不通。”这是我国道路领域第一位博士、同济大学教授孙立军治学几十年来的心得。
30岁就破格晋升为教授,孙立军在许多人眼里是需要仰望的存在,但他却只笑笑说了句“机遇好”。凭借着脚踏实地的作风和舍我其谁的自信,他率领团队建立了我国首个智能交通诱导系统,引领了我国城市交通智能化;创立了沥青路面行为学,勇克道路耐久性国际难题;研发了我国首个道路设施运维平台,推动了道路设施运维管理数字化转型……日前,他获评2022年上海“最美科技工作者”。
废旧沥青路面神奇再生,建立道路再生成套技术
想致富,先修路。我国90%以上的高速公路和大部分高等级公路采用沥青路面,而道路交通的繁重程度是其他国家的十几倍。如此重载之下,我国早期沥青路面的使用寿命仅3-5年,不足设计寿命的30%,每年道路维修产生的沥青废旧材料高达2.3亿吨。
2006年前后,孙立军团队与江西赣粤公司自主研发的“废旧沥青混合料资源化常温再生利用成套技术与装备”,首次将废旧材料的零星尝试利用上升为高性能绿色路面材料。然而,实验室中状态良好的再生材料在施工过程中却遇到了问题,项目一度中断。
那时,孙立军身体有恙,但仍立马赶到现场。他发现问题出在参照国外规范设计的材料上,于是根据施工流程改进技术方案,利用结构层热量激活再生料中的沥青结合料,再进行施工压实形成新的再生料。至此,国际上第一条重载高速公路实现“再生”,至今已经16年,目前仍在使用。这一技术不仅首次使再生技术适用于重载路面,而且节约了大量投资。
创新从何而来?孙立军说,复杂状况能够暴露理论和技术的极限,想办法将其提高到新的高度,这就是中国交通新技术层不出穷的动力源泉。
后来,孙立军再结合先期建立的全寿命路面性能衰变方程和参数体系,建立了沥青路面再生结构设计的完整设计体系和设计标准,提出了六种再生结构典型模式,以方便工程应用。
跳出国际通用认知“误区”,建立“以柔克刚”新标准
当一条路被重载破坏,国内外交通专家第一个想到的解决办法就是加固基础,由此国际上产生了一系列通用的力学分析和设计指标。但孙立军在大量现场调研中发现,路面基础并非越加固越好,有时基础做得太强,上层结构反而更易破坏。
“就比如在案板上揉面好成型,在海绵上就使不出力,断裂最易产生在强度不一致的地方,我们要做的就是‘以柔克刚’。”为此,孙立军首创了刚度协调原理,解决了结构协调性问题,也让人们跳出了一味采用强度更高材料加固基础的误区。
之所以能跳出窠臼,也是孙立军脚踏实地做科研的结果。“如果哪一天不跑现场,我就觉得没做事。我最熟悉北京的路,北京当时十个郊县的主要道路我都调查过。”说起这些,孙立军如数家珍。
跑现场这一习惯一直伴随着他,北京、上海、广东,河北、河南……但凡他所工作过的地方,他几乎跑遍了每一条公路,迄今为止积累了100万个现场第一手测试数据,这些是他最宝贵的财富。
较真、求实的他希望学生“勤于思考、勇于实践”
在交通行业,孙立军的较真、求实是出了名的。2000年底,孙立军作为技术负责人参加了交通拥堵收费政策项目技术和方案的研究。他放弃了整个春节假日,从调研、建模到定量分析,从核心技术、系统管理、配套设施到政策影响等方面,提出了可行性分析报告。经过有关部门的论证调研,他和团队的建议被采纳,并被评价为“最好的决策支持报告”。
要在上海实施交通智能诱导控制系统,涉及的范围之广、复杂程度和技术难度之高,前所未有。在市科委、市建交委等部门的支持下,孙立军团队小到每一模型、算法、设备和选点,大到系统架构、总体策略和通信方式,反复研究、试验,实施过程几度暂停,但责任促使孙立军锲而不舍。
经过几年不懈努力,我国首个城市快速路智能交通管理系统终于建成,迄今已经使用了近19年。高架道路每天处理和服务交通的能力提高了约61%。该系统在全国约150个城市推广应用,产生了显著的社会和经济效益。
此外,他还领衔研发了我国首个道路评价运维数字化平台,推进了我国道路运维管理的数字化转型,成果在北京、上海等21个道路部门使用,最长的已达25年,是国际上使用时间最长、积累数据最多的道路、桥梁数字化平台之一。
如今的孙立军更加重视教书育人。他说:“如果说我还能给学生留下些什么,我希望他们勤于思考,勇于实践。”
作者:沈湫莎
图片:同济大学提供
责任编辑:任荃
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