在平均海拔4500米的青藏高原兴盛网，550公里长的冻土带曾一度被视为“工程禁区”，而今这里正演绎着中国基建的破冰传奇。
近日，中国证券报记者跟随国务院国资委新闻中心“走进新国企·科技创新主力军”活动走进中交集团极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室，深入见证中国建设者以科技之力，破解多年冻土地区公路筑路难题，探寻其中蕴含的 “天路密码”。
解码冻土筑路世界难题
多年冻土指0℃以下并含有冰，持续冻结至少两年的各种岩石和土壤。作为世界上海拔最高公路之一的青藏公路，550公里的多年冻土段分布于平均海拔在4500米以上的高原，使青藏高原道路交通建设成为世界级难题。
“多年冻土地区的地层在低温下长期处于冻结状态，其物理力学性质与普通地基有很大差异，简单来说就是‘热融冷胀’。如果不研究专门的修筑技术，公路容易因冻土的冻胀、融沉等现象导致路基变形、路面破坏。同时，多年冻土地区生态环境脆弱，一旦破坏很难恢复。”中交第一公路勘察设计研究院专业总工程师、工程技术研究院院长、极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室执行主任陈建兵说。
以青藏公路与共玉公路为例，这两条国家战略通道的建设充分展现了冻土工程的艰难历程。
始建于1950年的青藏公路兴盛网，作为当时最好的进藏通道，因当时缺乏对冻土的有效保护，路基下的冻土出现退化，地基融沉导致公路长距离变形破坏。作为首条穿越青藏高原多年冻土区的高速公路，共玉高速面临的冻土问题则更为复杂。其227公里冻土路段占比达36%，高温高含冰量路段占比超60%，热扰动敏感性强，堪称世界级工程难题。
从1973年成立青藏公路科研组，到创建极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室。中交一公院科研团队经过长达50余年的科技攻关，不仅实现了从病害机理到不同尺度等级公路之间灾害普遍规律的理论跨越，更是攻克了高速公路冻土路基冻融变形控制技术、桥梁桩基稳定技术、大断面公路隧道冻融灾变防控技术等关键核心技术。
隔热板像 “保温毯” 隔绝热量，通风管如 “呼吸系统” 调节温度，片块石层似 “天然空调” 平衡温差。“研究合适的修筑技术可以尽量减少对冻土环境的扰动，保护当地生态平衡。”陈建兵说，通过研究修筑技术，采用“导冷—阻热—调温”“三步走”的方式，利用热棒路基、隔热板路基、通风管路基、片块石路基等技术手段，可以提高公路在多年冻土地区的稳定性和耐久性，降低后期维护成本。
通过半个世纪的坚守，中交集团铸就冻土工程的“中国方案”。
重塑世界冻土工程版图
项目成果对我国众多国家重大工程建设与改造起到了关键支撑作用。
“在青藏公路的实战检验中，该技术体系使冻土病害发生率由超40%骤降至15%以下，行车时速从30公里跃升至80公里。更具突破性的共玉高速工程，冻土路基高度从6米优化至3米，病害率控制在国际1/5以下，有效防控融沉。共和至玉树635千米实现8小时到达，被国际冻土协会赞为‘国际冻土工程新的里程碑’。”中交集团技术总监、首席专家汪双杰说。
据介绍，青藏高速公路是京藏高速公路的一部分，尚待修建的是二期工程长约820多公里的格尔木—那曲段。这里分布多年冻土约550公里，是青藏高速建设多年来的“卡脖子”工程。
“从青藏公路到青藏高速公路，看似只多了两个字，然而两者在施工工艺的解决方案上有很多的变化。”陈建兵解释说，“高速公路和普通二级公路的荷载与运输标准、安全要求都是完全不一样的，也意味着设计寿命也会有显著的不同。”
汪双杰透露，我国今年将会启动青藏高速公路的正式试验工程，大概有30公里。将会把所有的工艺工法进行验证，为青藏高速的全线开工提供基础。
如今，多年冻土区修筑技术已成为我国交通行业科技创新的旗帜。凭借这一核心技术品牌，中交集团在青海、西藏、新疆、东北等高寒区的勘察设计与技术服务市场中占据了很大的市场份额。成果目前已在G219、G318、花石峡至大武公路、黑河至北安公路等工程中得到广泛应用。仅青藏公路沥青路面建成至今，已降低运营成本44.7亿元，节约旅客时间效益达3.5亿元，减少交通事故效益达2.6亿元。
面向未来，汪双杰表示，多年冻土公路工程创新团队，将继续依托全国重点实验室、国家野外科学观测研究站等高端平台，服务于共建“一带一路”国家战略中“丝路经济带”穿越的大面积寒区伴行道路的建养。
从高原到极地兴盛网，中国标准正在重塑世界冻土工程版图。
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