十年破冰！甘肃交通攻克高海拔寒区道路冻融难题

在青藏高原与黄土、蒙古高原过渡地带，甘肃高海拔寒区广泛分布，甘南草原与祁连山、阿尔金山等区域高寒气候显著，冻融作用强烈，给路基与隧道工程建设养护带来巨大技术挑战。

针对这一难题，甘肃省交通运输厅先后部署多项课题，历经十载持续推动技术攻关和成果转化，形成了“高海拔寒区路基与隧道工程冻融致灾效应及韧性建养关键技术”，昔日困扰寒区交通的冻融病害难题得到有效破解，一条条道路在陇原大地安全畅通。近日，该项技术斩获2025年度甘肃省科技进步奖一等奖，正是对甘肃交通系统十余年来持续努力的肯定和印证。

寒区天堑：建养难题制约交通发展

高海拔寒区的极端环境，让道路工程面临多重“艰险考验”。在祁连山、甘南草原等地区，冬季气温低至零下三十摄氏度，冻结期长达数月，冻融循环作用强烈，导致路基沉陷、隧道衬砌开裂渗水结冰等冻害频发，工程病害率居高不下。随着西部大开发和“一带一路”倡议加快实施，寒区道路建设运营里程大幅增加，加之气候暖湿化与极端天气频发，传统建养技术更显乏力。

“过去传统设计只考虑环境气温，忽视风场和渗流场的热力影响，长大隧道保温设防全靠经验公式，难以适应高海拔实际情况。”项目核心成员介绍，寒区道路还面临局地环境差异大却采用均一化设计、检测监测标准缺失、传统病害处治手段需长时间中断交通等诸多难题，不仅导致工程耐久性差，还大幅增加运维成本，严重制约区域交通高质量发展。

十年攻关：高水平团队破解技术瓶颈

为攻克寒区道路建养“卡脖子”难题，甘肃省交通运输厅持续发力，整合多方资源，以国家自然科学基金、甘肃省科技计划、甘肃省交通运输重点科技计划等项目为支撑，推动甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司、甘肃省交通科学研究院集团有限公司、甘肃路桥建设集团有限公司等甘肃省内优势企业和中国科学院西北生态环境资源研究院、西北民族大学、中铁西南科学研究院等科研院所协同打造“政产学研用”攻关链条，组建了以穆彦虎、朱小明、张坤为核心的博士科研团队。这支平均年龄不到40岁的团队，扎根高原戈壁，历经十余年艰苦攻关，在寒区道路建养领域取得一系列突破性成果。

在冻融致灾机制研究方面，团队系统揭示了风场与渗流场对工程的冻融致灾效应。通过高原5个典型路基剖面近10年现场观测和17座隧道长期监测，构建了考虑流场热力耦合的工程稳定性预测理论，破解了传统经验公式无法有效指导高海拔长大隧道保温设计的难题，大幅提升了致灾预测精度。

在韧性建造技术创新上，团队突破传统均一化设计局限，提出分区分级设计新方法，编制了考虑高海拔寒区环境、地质等要素的高精度图集，研发了倒T型块石层宽幅路基、隧道新型复合衬砌等系列新结构，以及混凝土抗冻耐久新材料，形成了涵盖设计、施工、质量控制的成套技术体系，编制标准4部、发布省部级工法6项。

在韧性养护技术体系构建上，团队制定了3部检测监测地方标准，开发了隧道衬砌变形智能监测系统等新设备，研发了不中断交通隧底加固、UHPC装配式套衬等病害快速处治技术，实现了从“被动处治”到“预测养护”的理念转变。

成果转化：经济效益与社会效益双丰收

如今，这些凝聚着科研团队心血的技术成果，已在甘肃、新疆、四川、青海等地广泛应用，指导和规范了1000余公里的寒区道路、近百座隧道的建设养护工作，有效提升了工程技术状况水平、降低了冻融病害发生率，节省了全寿命周期养护费用。同时，依托这些技术，在保温材料、监测设备等方面正在逐步实现产业化。而且，通过这些技术的应用，减少了道路反复维修带来的生态破坏，避免了道路维修长时间封闭对交通的干扰，减小了远距离交通分流绕行的成本，间接降低了车辆排放，推动了道路工程与生态环境可持续发展。

项目累计培养研究生60余名，70余人晋升高级职称，打造出一支扎根寒区交通的青年科技创新团队。支撑省部级科创平台6个、博士后工作站3个，为寒区道路建养领域储备了雄厚人才力量。

未来可期：持续深耕寒区交通科技

面对寒区交通高质量发展的新需求，科研团队并未停下脚步。下一步，该团队将聚焦气候暖湿化背景下的工程长期稳定性问题，深化流场热力效应—岩土—结构的相互作用机制研究；拓展新技术在重大工程中的应用，持续优化寒区道路工程分区分级设计指标体系；研发更高效的智能化监测设备、更耐久的功能性材料和绿色低碳建养技术，不断完善“设计—建设—养护”全生命周期技术体系，力争在寒区道路工程领域取得更多原创性成果，为交通强国建设和“一带一路”倡议实施提供更坚实的科技支撑。

从戈壁荒漠到雪域高原，这支科研团队用“十年磨一剑、梅花香自苦寒来”的韧劲和坚守，攻克了寒区道路建养的技术堡垒，用科技创新铺就了一条条安全畅通的陇原大道。他们的探索与实践，不仅破解了具体的工程技术难题，更彰显了科研工作者扎根一线、服务国家的责任与担当。

【中国公路微信公众号转自丨甘肃交通运输】