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公路微创修复专家记中国工程院院士郑州大学教授王复明
2019年03月14日    阅读量:27830    新闻来源:沥青网 sinoasphalt.com  |  投稿

如果把密布全国的高速公路、各类堤坝及地下管道等基础工程设施,看作是保障国家经济社会健康发展的“血脉”,那么,2015年度新当选的中国工程院院士、郑州大学教授王复明,就是一位给“血脉”诊病治病、以“微创”修复为专长的“名医”。


30年来,王复明针对国家基础工程设施安全保障重大需求,在艰苦的条件下,潜心研究基础工程渗漏涌水防治和隐蔽病害诊治技术及装备,取得了原创性和系统性的成果,应用于南水北调中线、上海苏州河堤防、宜万铁路野三关隧道、京港澳高速公路、广州地下管道等重大工程,解决了渗漏防治、修复加固和应急抢险一系列技术难题,成了基础工程“微创”修复方面的专家。


为科技倾尽所有


1991年,王复明应邀参加美国战略性公路研究计划——SHRPA005项目中国沥青网sinoasphalt.com。他提出了基于系统识别原理的层状结构反演方法,实现反演理论的突破性进展,对公路无损检测技术的发展具有重大价值。美方希望他长期留下,但王复明的心却另有所属,因为他一直期盼着早日回国投身于高速公路建设大潮。19934月,项目一完成,他立即携全家回国。


回到母校郑州丁学院,王复明要继续从事反演理论与公路无损检测技术研究,摆在他面前的首要难题,就是缺少无损检测试验设备。当时的郑州工学院在这方面的科研条件,可谓“一穷二白”。没有设备只能是“纸上谈兵”,而购置一套动力无损检测系统需要16万美元。


王复明向有关部门和企业写了一份又一份科研项目建议书,不厌其烦地向人们介绍无损检测技术的应用价值。然而,在当时的情况下,无论哪个部门和企业,要一下子给他这个年轻“海归”16万美元资金,购置仪器设备用于“冷门”课题的研究,谈何容易?


一次次的尝试和期盼,一次次的失望和打击,极度的焦虑和苦闷,王复明病倒了。躺在病床上,深思熟虑后,他做出了一个大胆的决定:自己筹钱解决试验设备问题!出院后,他说服家人拿出了全家所有积蓄,并以18%的年息申请了60万元银行投资贷款,终于凑齐了设备款。王复明说:“为了早日走出没有试验设备的困境,自己就是倾家荡产,也只能豁出去了。”


王复明清醒地认识到,随着我国高速公路建设的迅速发展,养护维修必将面临严峻挑战,开发推广无损检测病害诊断技术势在必行。因此,试验设备一到,他就全身心投人,争分夺秒地在高速公路上做现场试验。常常是,王复明自己开着检测车,带着研究生,饿了泡方便面,困了在路边打个吨,每天在公路施工现场一干就是十几个小时。过度劳累曾使他又一次住进医院,但一出院他又忘我地投人到公路检测试验中去。


1994年到2004年,他和团队开着检测车从省内到省外,冒着严寒酷暑,遭遇多次险情,无偿检测公路1.6万公里,获得了数以百万计的试验数据。在此基础上,创建了层状结构电磁波和动力波反演理论,开发了路基路面分层检测评价与隐蔽病害诊断技术,成果被科技部列为国家重点科技成果推广项目在全国推广。


王复明不仅成为河南省第一位国家杰出青年科学基金的获得者,还成了国内公路无损检测技术领域的知名专家。


除病险医术高超


长期收集的大量试验数据,使王复明对我国高速公路的各类病害了然于心。由于这些病害具有隐蔽性、多变性,长期依赖“开膛破肚”式的维修方法,不仅周期长、成本高,而且影响交通、污染环境。


王复明针对我国高速公路结构及病害特点,提出了无损检测与高聚物注浆相结合的非开挖维修新理念,开发了高速公路隐蔽病害诊治系统技术,为处治基层脱空、唧泥翻浆等疑难顽疾开创出了一条全新的途径。


这项技术基本流程是:首先对公路进行无损检测和隐蔽病害诊断,然后利用高聚物精细注浆技术进行针对性修复,在填充脱空的同时排除积泥积水,修复一处病害的施工时间只需半个小时,修复后可立即恢复通行,避免了开挖维修造成的资源浪费和环境污染。


2007年,河南省交通厅结合京港澳高速公路安阳至新乡段专项维修实施该项技术示范工程。该路段车流量大,重载车多,病害严重。采用该项技术,80天内共处治病害2.4万处,一次性处治完好率达95%,比传统开挖式维修方法节省工期75%、节省经费53%。验收专家组一致认为:这是我国高速公路养护维修典型的范例。此后,该成果在河南、湖北,安徽、河北、山西、云南等省高速公路维修工程中得到推广,取得了重大经济、社会效益。


王复明没有止步于高速公路病害诊治技术的突破,他的下一个目标是要攻克堤防、土顼及地下工程渗漏防治技术难题。


针对我国病险堤坝防渗除险迫切需求和传统技术存在的不足,王复明在国内外首次提出,基于非水反应高聚物的土质堤坝柔性防渗理念,揭示了高聚物材料在土体及水体中的扩散机理,发明了土质堤坝柔性防渗薄墙和地下工程涌水封堵高聚物注浆成套技术,形成了具有多项核心发明专利的技术体系。成果应用于南水北调中线、上海苏州河堤防、宜万铁路野三关隧道等重大工程及病险水库防渗除险。2014年,该成果获国家技术发明二等奖。


地下管道灾变防控与非开挖修复,是王复明近年来取得的又一项突破性成果。


我国大量地下管道年久失修,渗漏问题突出,不仅造成水资源浪费、环境污染,而且导致城市道路坍塌事件多发。王复明提出了基于高聚物注浆的地下管道非开挖修复新方法,开发了高聚物水下复合注浆技术,解决了地下管道渗漏脱空修复、涌水涌沙封堵、沉降管道顶升等技术难题。


2014年,广州市某排水管道出现严重渗漏、开裂和沉降,造成多处路面坍塌。管道紧邻居民楼和通讯电缆,传统修复技术难以实施。采用该成果既解决了地下管道涌水涌沙封堵难题,又成功提升沉降管道28厘米,使停止运行16个月的管道恢复通水。


凭借在地下管道非开挖修复领域取得的突出成就,王复明荣获2014年度国际非开挖学术研究奖。


从高速公路到堤防大项,再到地下管道,从反演理论、无损检测、病害诊治到非开挖修复和应急抢险,王复明打破了交通、水利及土木工程学科的界限,却又始终围绕水引发的工程灾变防治关键科学技术问题,开展了近30年的持续研究,不仅开创了工程安全领域的学术新方向,而且带领多学科交叉团队协同创新,实实在在地破解了我国基础设施安全维护面临的多项工程技术难题。


抢险抗灾勇当先


“国家需求”是王复明不断创新的源动力,将成果应用于实践、服务于民生是他不懈的追求。王复明常说:“要把心放在民生安全上,把论文写在民生工程上。”


王复明从事的基础工程设施检测修复技术研究工作,不但条件艰苦,还经常要面对险情。但他却依然长期坚持投身于工程现场第一线。也许是40年前高中刚毕业就参加195年抗洪抢险的记忆太深刻,每年到了汛期,他就食不甘味、夜不能寐,时刻密切关注水情,多次志愿带领团队参加救灾。


20108月,河南省白河流域出现特大洪水,他连夜赶到了最危险的唐河段,带领团队奋战44夜,抢修渗漏和管涌80余处,保障了高险堤防安全度汛。随着高速公路、高速铁路及机场道面隐蔽病害诊治、堤坝及隧道等地下工程渗漏涌水防治、地下管道非开挖修复等技术难题逐一被攻克,他成了名副其实的“工程医生”。每当接到工程抢险抢修电话时,他总是力争第一时间到达抢险现场。


标签:道路建设沥青混凝土
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