路面开裂、车辙、结冰,一直是公路运营、养护的痛点。武汉理工大学吴少鹏教授团队历经二十余年持续攻关,研发出传导型自愈合沥青路面关键技术,让沥青路面像皮肤一样能够自主愈合裂缝,同时兼具夏季调温、冬季融雪等功能。这项达到国际先进水平的成果,已在全国多地实现工程应用。

传导型自愈合沥青混凝土的电磁感应加热效果。
【研发者说】
讲述人:武汉理工大学材料科学与工程学科首席教授 吴少鹏
沥青路面裂了,不用开挖、不用反复修补,一辆搭载电磁感应设备的作业车缓缓驶过,裂缝便能够自动愈合;夏天路面不发烫,冬天还能快速融雪化冰,甚至可以把太阳能“储存”起来再利用。这并不是科幻场景,而是我们团队深耕二十多年形成的传导型沥青路面材料制备关键技术。

研发团队合影。
我国公路总里程稳居世界第一,沥青路面占比极高,但长期以来,高温车辙、低温开裂、冬季结冰以及养护滞后等问题始终困扰行业。传统养护方式以“坏了再修”为主,不仅维修周期短、成本高,还会影响交通运行。我们一直在思考,能否让路面从“被动维修”走向“主动自愈”。
事实上,沥青材料本身就具有一定的自愈能力,就像皮肤受损后能够缓慢恢复一样。但在传统路面中,这种能力难以被有效激活。我们的核心突破,就是让这种“沉睡”的自愈潜能真正发挥作用。

团队技术在京珠高速湖北段试验段应用。
团队率先揭示了复杂多相沥青混凝土的导电机制,通过掺入碳纤维、石墨、金属颗粒等材料,构筑稳定导电网络,让普通沥青变身“传导型功能材料”,为自诊断、自修复、自调温、自融雪打下基础。
其中,最关键的技术是电磁感应加热自愈合。当路面出现微裂缝时,搭载电磁感应设备的作业车缓慢驶过,路面在磁场作用下迅速升温,沥青软化后依靠毛细作用自动流动并弥合裂缝。经过持续优化,我们将路面的升温速度从最初的每秒1℃提升到每秒3℃~5℃,裂缝修复深度提高约50%,能耗降低一半以上,路面服役寿命提升超过一倍,真正实现了“不封路、少开挖、快速通车”的养护目标。

团队技术在京珠高速湖北段试验段应用。
这项成果不只“自愈合”一项本领。我们还同步研发了相变调温技术,夏季可使路面温度降低5℃以上,显著抑制高温车辙;研发的感应融雪化冰技术,可将冰层融化时间从3小时缩短至1分钟以内,效率提升超过百倍;同时构建了道路太阳能集热系统,将集热效率从15%提升至33%,让道路不仅是交通基础设施,也成为能够收集与利用热能的“绿色能源载体”。

团队技术在荷兰A58高速公路试验段应用。
目前,团队与荷兰代尔夫特理工大学、英国诺丁汉大学等开展国际合作,材料与工艺达到国际一流水平,已在福建、广东、湖北、安徽、山东等多省份规模化应用,总里程超3000公里,最长示范路段已稳定运行8年。相关成果获2020年度湖北省技术发明奖一等奖(传导型沥青路面材料制备关键技术及应用)。
【大众点评】
福建省交通科研院有限公司专业副总工、质量安全处处长 王家主
近年来,沥青路面在我国公路升级改造中应用广泛,但受路基沉降、自然老化、行车荷载等影响,路面易产生开裂病害。传统灌缝、挖除重铺等养护方式修复效果有限、对交通影响大,全国每年路面养护成本居高不下,长寿命路面养护已成为交通行业亟待突破的卡点难题。
武汉理工大学吴少鹏教授团队长期深耕道路新材料与自修复技术领域,聚焦感应加热沥青磨耗层材料设计及其自修复技术开展攻关,突破多项核心技术壁垒,形成成熟的材料体系与自修复技术方案。
结合福建省“揭榜挂帅”科技计划项目和交通绿色高质量发展需求,省交科院公司与武汉理工大学一同积极推动相关成果优化提升与落地转化,在福清渔溪道路改造工程中建设了感应加热钢渣沥青超薄磨耗层试验段,实现工业固废资源化利用与路面自愈合技术的融合应用。
该技术能够在路面微裂纹萌生阶段实现快速修复,同时兼顾抗滑、降噪和耐久性能提升,有助于降低道路全寿命周期养护成本和碳排放。我们看好武汉理工大学吴少鹏教授团队在道路自修复领域的技术优势,后续也将持续跟踪试验段服役表现,加快成果标准化与工程推广应用,助力交通绿色转型与高质量发展。
(长江日报记者陈晓彤 通讯员谢小琴 徐海钦)
【编辑:丁翾】

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