丹心未泯济世愿—记江苏省科学技术一等奖获得者ITS中心钱振东主任研究团队

不忘初心,怀着一颗朴实的丹心投身到国家基础设施建设事业中去;十年磨一剑,以精湛的技术攻克一个个钢桥面铺装难题,这就是东南大学ITS中心钱振东主任钢桥面铺装研究团队。在2月24日召开的2016年度江苏省科学技术奖励大会上,钱振东主任牵头项目《钢桥面沥青铺装养护与保存技术》被授予江苏省科学技术一等奖,江苏省委书记李强同志为钱振东教授颁发了获奖证书,以表彰其在钢桥面沥青铺装养护与保存技术研究及应用中做出的突出贡献。

高瞻远瞩,科研济世

自上世纪90年代开始,我国建设了大批钢结构桥梁,尽管采用了高性能铺装材料,钢桥面沥青铺装病害仍不断出现并迅速发展,出现“屡修屡坏”的局面,危害到钢桥结构和行车安全,造成不良社会影响。缺乏科学有效的养护技术是导致钢桥面沥青铺装病害蔓延恶化的重要原因,钢桥面沥青铺装养护与保存一度成为道路工程界的难题。

中心钱振东教授团队率先发现,由于钢桥面沥青铺装独特的支撑条件与使用条件,其养护与保存技术不同于传统沥青路面,公路沥青路面养护技术并不适用于钢桥面沥青铺装。此后,历经17年的理论探索、试验研究和工程实践,团队实现了钢桥面沥青铺装养护关键技术突破,创建了钢桥面沥青铺装的“诊断-维修-评价”成套养护与保存技术,研发了“材料-工艺-设备”系列科技产品,解决了钢桥面沥青铺装缺乏科学的养护与保存技术的难题。

钢桥面沥青铺装(Steel Deck Asphalt Pavement, SDAP)在使用期内,病害不可避免,以往养护时多采用传统沥青路面养护维修技术。然而,SDAP与沥青路面的支撑结构差异巨大,且SDAP材料与结构具有特殊性,简单的沿用导致修复效果不佳,铺装屡修屡坏。随着钢桥使用年限的不断增加,SDAP养护技术缺乏的问题也愈加凸显。为了提高SDAP这种特殊沥青路面的养护水平,保障桥梁咽喉交通环节的运营通畅和安全,团队结合理论、试验研究和工程实践,实现了钢桥面沥青铺装养护关键技术突破,成果如下:

  1. 创立了钢桥面沥青铺装病害诊断与预测技术

提出了基于数字编码的SDAP病害定位技术,构建了病害病历大数据;建立了SDAP多尺度病害成因诊断技术,揭示了病害成因及扩展机理;实现了SDAP病害的快速定位与准确预测,彻底改善了以往SDAP病害巡查效率低、养护决策盲目的局面。

  1. 发明了钢桥面沥青铺装耐久性修复材料

提出了SDAP的病害分类方法和特征划分标准,构建了SDAP修复材料的综合评价指标体系,首次建立了修复材料的技术标准;发明了适用于SDAP的高性能快速修复材料,材料综合性能及应用效果均优于国外同类产品。

  1. 研发了钢桥面沥青铺装病害修复工艺及修复设备

提出了适用于SDAP性能特点的修复工艺,编制了钢桥面铺装病害修复施工工艺指南,提升了SDAP保存效果;发明了成套病害养护施工设备,推动了SDAP养护机械化,大幅提高了钢桥面沥青铺装病害修复效率与存活寿命。

  1. 创建了钢桥面沥青铺装病害修复评价方法

提出了SDAP性能评价指标及评价标准,构建了性能评价模型,实现了SDAP的综合性能评价;创立了SDAP病害修复效果评价方法,建立了病害修复寿命预测模型,首次实现了SDAP保存效果的综合评价;突破了SDAP保存决策方法的瓶颈,促进了SDAP养护与保存技术提升。

硕果累累,不忘初心

团队从2000年开始就对钢桥面沥青铺装养护进行了专项研究,2006年团队向交通运输部提交了钢桥面沥青铺装养护与维修技术科研建议书,2009年交通运输部西部交通建设科技项目《钢桥面沥青铺装养护与维修技术研究》(2009328000086)获得立项。

团队在钢桥面沥青铺装病害成因机理、性能预测及修复材料工法等方面获批了3项国家自然科学基金(51178114、50658001、51308116),1项教育部新世纪优秀人才计划项目(NCET-08-0118)。交通运输部科技司组织了鉴定和验收委员会,对团队承担的西部交通建设科技项目“钢桥面沥青铺装养护与维修技术研究”(2009318000086)进行了鉴定验收,鉴定结论:“项目成果具有创新性,经济社会效益显著,推广应用前景广阔,总体上达到国际先进水平。”(交科鉴字[2013]第169号)。

服务社会是技术研究的出发点,也是最终目的。本技术在江苏、湖北等省市20余座钢桥的桥面沥青铺装养护与保存项目中成功推广应用。2012年起,团队陈磊磊副教授负责了武汉白沙洲大桥与天兴洲大桥钢桥面沥青铺装养护的技术咨询工作,分别针对两桥桥面铺装的不同病害情况及使用条件制定了钢桥面铺装养护方案,经过4年多的跟踪养护,两桥的病害修复效率与保存效果大幅提升,桥面维修频率下降,桥面铺装维持良好的使用状态,延长了使用寿命。

既滋兰之九畹兮,又树蕙之百亩

团队不仅潜心钻研工程难题,同时还将培养更多具有扎实专业素养的工程师作为团队使命之一。编写的《钢桥面沥青铺装养护维修及评价》被列入“十二五”国家重点图书规划,成为国内第一本针对钢桥面沥青铺装养护的理论专著;编制的《钢桥面沥青铺装养护维修技术指南》成为行业手册,全面阐述了钢桥面铺装养护工程的具体实施问题。获授权国家发明专利11项,实用新型专利7项;发表SCI论文11篇,EI论文76篇;培养此研究方向博、硕士研究生25名。项目成果被交通运输部评为科技成果推广项目(2014003),在江苏、湖北等省市20余座钢桥的桥面沥青铺装养护与保存项目中成功推广应用,大幅提高了钢桥面沥青铺装病害修复效能,降低了养护成本和修复频率,取得了重要的社会经济效益,累计节约工程管养成本、创造经济效益超过16亿元人民币。

作为钢桥面铺装养护与保存技术研究的先驱,东南大学ITS中心钱振东团队始终在业界保持着领先地位,科研成果屡获殊荣。钱振东团队紧扣发展需求,以严谨求实的科学精神攻克工程难题,以艰苦朴素的敬业精神担当使命,以优质的技术实力服务社会,赢得了良好的声誉和业界口碑。

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