IBTC報告回顧 | 東南大學教授錢振東
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2024精彩報告回顧
2024年6月16日-17日，中國工程院工程科技學術研討會——第十二屆國際橋梁與隧道技術大會（IBTC2024）在上海成功召開，大會匯聚國內外專家學者，圍繞極端環境下的交通基礎設施智能建養與安全展開深入探討，涌現出一批具有前瞻性和實踐價值的研究成果。作為中國乃至國際范圍內反映重大工程建設與技術創新的重要交流平臺，為更好傳播科技前沿成果、推動行業創新進步，大會秘書處特別推出《IBTC系列報告回顧》，分享專家精彩觀點。
本期聚焦東南大學教育部智能運輸系統工程研究中心主任、教授錢振東的大會報告《高海拔高寒地區橋面鋪裝長壽命——數智化建造技術》。
▲錢振東教授在大會現場分享報告
在我國廣袤的高原地區，橋梁建設正面臨極為嚴峻的自然環境挑戰——強紫外線照射達到內陸兩倍以上、年凍融循環超200次、一年中有8個月處于極低溫狀態，日溫差極大……這些極端條件導致傳統橋面鋪裝服役不足三年即出現嚴重破壞，維修成本極高，嚴重影響交通生命線的安全與暢通。
在這一背景下，東南大學研究團隊最早在中交一公院支持下，歷經五年技術攻關，成功研發出高海拔高寒地區橋面鋪裝長壽命——數智化建造技術，首次提出并實現了“裝配式橋面鋪裝”理念，為解決世界性工程難題提供了中國方案。
錢振東教授指出，團隊從G109國道、拉薩至日喀則機場高速等重大工程需求出發，深入高原現場開展病害調研。總結出四大典型破壞類型：極端低溫大溫差導致的開裂、強紫外線和凍融共同作用引發的疲勞裂縫與坑槽、超載車輛導致的變形、以及層間粘結體系破壞。
研究表明，高寒高海拔地區橋面鋪裝不僅材料性能要求極高，施工條件也極為苛刻——高海拔、缺氧、長時間低溫、雨雪頻發，嚴重制約傳統工藝的質量穩定性。“再好的設計，如果施工條件跟不上，依然無法實現長壽命。”錢振東強調。
為解決材料耐候性問題，團隊首先聚焦于環境損傷機制的模擬與研究。他們創新構建了紫外線輻射與凍融循環耦合的實驗方法，發現兩種因素耦合作用帶來的損傷遠大于單一因素疊加，呈現出“1+1＞2”的破壞效應。
在此基礎上，團隊開展了大量材料比選與研發工作。最終突破性地選用環氧基材料，通過增韌改性、抗紫外線老化提升和凍融損傷增強等技術，成功研制出高耐候超韌瀝青鋪裝材料。該材料可實現當地風化集料100%利用，既提升性能，又實現就地取材，降低成本和環境負擔。
同時，團隊還開發出高性能粘結料和防水粘結體系，顯著提高層間粘結強度和抗滲水能力，改善低溫柔性，從而全面提升鋪裝體系界面安全性。
針對高原施工難題，團隊提出顛覆性的“裝配式鋪裝”解決方案。該技術核心是研發出自流平環氧瀝青混合料，實現了像水泥混凝土一樣可澆筑施工的瀝青材料。
錢振東解釋道：“我們借鑒了混凝土自流平技術，但用在高分子瀝青材料上這是首創。”團隊圍繞自流平鋪裝材料的邊界效應、預制接縫技術和裝配工藝等核心問題開展系統研究，提出了半裝配式和全裝配式兩種應用模式。
半裝配式采用下層預制、現場攤鋪上層的方案；全裝配式則實現整體預制，現場直接拼裝。團隊還專門開發了用于接縫的冷拌環氧樹脂混合料和無紡布增強界面技術，確保拼裝后的整體性和耐久性。
針對高原缺氧、低壓等惡劣作業環境，團隊提出數智化建造與養護理念。與徐工集團等裝備制造商聯合研發無人化施工設備，推動自動化攤鋪、碾壓等工藝在高原地區的應用。
同時，借助智能巡檢、大數據評估和BIM模型等數字化手段，實現橋面鋪裝的全生命周期智慧管養。這些技術在東部地區已取得良好應用效果，未來將逐步推廣到高寒高海拔地區。
盡管技術研發已取得突破性進展，但團隊清醒認識到，高海拔地區綠色、低碳、耐久的橋面鋪裝技術仍需進一步驗證和完善。特別是裝配式復合預制節段的生產和現場裝配工藝，需要更多工程實踐驗證。
此外，相關技術標準的制定也迫在眉睫。錢振東表示：“如果能在高寒高海拔地區成功推廣預制拼裝技術，不僅解決橋面鋪裝問題，還將推動整體橋梁建設技術的進步。”
這項集材料科學、工藝創新和數字技術于一體的系統性創新，不僅為高寒高海拔地區橋面鋪裝提供了全新解決方案，更代表了未來交通基礎設施智能建造的發展方向，對我國高原地區交通建設具有重大意義。
文/大會秘書處綜合整理
讓我們共同期待，
第十三屆國際橋梁與隧道技術大會(IBTC2025)
將帶來更多創新技術與行業洞見！
誠邀各位專家、同仁再次相聚，
共話橋隧未來，攜手推動中國交通強國建設！
