2025IBTC精選報告 | 同濟大學交通學院院長凌建明
閱讀：次 發布人：橋梁與隧道
2025年11月22日-23日，中國工程院工程科技學術研討會暨第十三屆國際橋梁與隧道技術大會（IBTC 2025）在天津成功召開。大會深入貫徹落實黨的二十屆四中全會精神，以“新質生產力賦能交通基礎設施智能建養與韌性安全”為主題開展高質量學術報告與研討，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，大會組委會特別推出《2025IBTC精選報告回顧》，分享專家精彩觀點。本期聚焦同濟大學交通學院院長凌建明的大會報告《機場跑道韌性提升關鍵技術》↓↓↓
▲凌建明教授在大會現場分享報告
機場跑道是國家戰略性基礎設施，其韌性直接關乎航空安全與國土防空能力，主要面臨三大核心挑戰：
1. 超高負荷運行：我國單跑道負荷達美國2~3倍，新一代大型飛機軸載為重載卡車的3~5倍、胎壓1.4~2.0MPa，動力破壞突出，傳統靜力設計難以應對。
2. 嚴酷環境作用：機場向高原、邊境、海域拓展，面臨大溫差、極寒、高鹽高濕等環境，加劇跑道性能退化與功能失效。
3. 極端事件威脅：敵方打擊、臺風暴雨等易導致跑道毀損、高填方道基失穩，搶修保通難度極大。
面向三大挑戰，亟需聚焦“抗衰變、抗災變、快恢復” 三大目標，提升跑道韌性。
二、關鍵技術路徑：三大維度技術創新體系
（一）抗衰變：韌性設計與提升技術
1. 數據驅動-動力模型融合的動力分析方法：建立首個機場跑道動力行為原位試驗系統，構建飛機-跑道系統動力學模型及高耦合運動方程，融合11條智能跑道感知數據、86條在役跑道檢測數據及百萬架次機載數據，結合深度學習，動力分析精度達96%，實現從靜力近似向動力精準分析的跨越。
2. 結構-功能協同的韌性設計方法：揭示跑道損傷累積、裂縫發育、變形發展、紋理磨耗等動力行為，建立四大動力行為方程、動力參數環境修正模型及抗擾能力-衰變速率雙控制的設計準則，實現從單一疲勞控制到多性能聯控的韌性設計，主編設計規范，并被國際民航組織采納。
3. 功能梯度新型跑道：研發“表層高耐候-面層強承載-基層抗變形”的功能梯度跑道結構，以及上下層同步水化無痕界面鋪筑工藝，整體壽命超 50 年，實現結構-功能韌性協同提升。
（二）抗災變：韌性建造與增強技術
1. 抗打擊特種道面：研發全長無橫縫斜向預應力道面，以及雙向錨固構件和智能張拉設備，道面抗打擊能力提升80%，毀損面積縮減至普通水泥道面的1/10。
2. 海域機場自適應防浪設施：聯合交通運輸部天津水運工程科學研究院，研發自感知自適應高保障防浪結構，極端海況下越浪量降低 30%，抵御臺風沖擊。
3. 高邊坡韌性增強技術：構建空-天-地協同的機場高邊坡智能監測系統，結合生成式大模型實現高邊坡風險推演與預警，保障強降雨條件下機場高邊坡的持續穩定。
（三）快恢復：智能運維與修復技術
1. 全域自主感知與病害識別技術：自主研發6大類15種結構性能傳感器和功能性狀智能巡檢裝備，與全域形變TCP-InSAR遙感技術構成天-空-地立體感知網絡，感知誤差小于5%，實現跑道全域性狀高精度感知與病害精準識別。
2. 適航風險預警與智能跑道：基于流固耦合動力模型與雙循環神經網絡，創建跑道適航安全評價方法，預警飛機擺振、滑水、沖偏出跑道等風險，建成全球首條智能跑道并在國內外推廣，適航風險預警準確率 100%。
3. 成套快速修復技術：研發裝配式整板置換、堿激發-納米HA薄層修復、仿生礦物沉淀抗磨耗技術等，抗磨耗性能提升 140%，解決結構、功能快速恢復難題。
三、工程成效：規?；炞C應用
技術成果已應用于全國70%以上民用機場及50余座軍用機場，取得三大實效：跑道壽命超50年，抗打擊、抗磨耗等核心性能大幅提升；適航風險預警準確率近100%，有效規避安全事件；快速恢復技術提升搶修效率，保障跑道持續開放。
四、結論與行業價值
該技術體系緊扣大會“智能建養與韌性安全”主題，實現機場跑道從設計、建造到運維的全生命周期韌性提升，突破傳統技術瓶頸。其行業價值體現在：為國家航空基礎設施安全提供核心技術支撐，顯著提升國家機場體系的跑道韌性和安全水平，保障應急救援與國土防空能力；引領跑道運維數字化、智能化轉型，為交通基礎設施韌性提升提供可復制范式，讓航空出行更安全更可靠。
THE END
▲凌建明教授在大會現場分享報告
一、核心痛點：機場跑道韌性面臨的三大核心挑戰
文/大會組委會綜合整理
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