洪锦祥博士:高铁路基新材料实现国产替代,努力和坚持才能开花结果

2021-03-23 17:18:16  阅读 81 次 评论 0 条

  中国高速铁路不仅在运营里程和速度独冠全球,并且以运行平稳著称。

  正所谓"基础不牢,后患无穷",在这背后,路基工程做出了很大贡献。

  优秀的路基需要有牢固的基础和通畅的排水,还要经受住天寒地冻和雨水冲刷等恶劣气候的考验,这时就需要有一种可靠的工程材料作为支撑。

  由洪锦祥博士及其团队研发的功能性水泥沥青砂浆,有效地解决了路基材料的技术难度,也实现了我国在该领域的国产替代。

  洪锦祥博士:高铁路基新材料实现国产替代,努力和坚持才能开花结果第1张-YMS黑板报

  图 | 苏博特研究院 洪锦祥

  混凝土加沥青,解决刚性问题

  回忆起小时候铺满石子的铁轨,如今的高铁普遍是光秃秃的无砟轨道。

  在实现高速运行的前提下,高速铁路更需要考虑平顺性和稳定性,所以对于上下波动的精度控制在毫米级的水平。

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  以往普通铁路的砂石尽管在缓震上起到了很好的作用,但厘米级的波动还是会让乘坐高铁的人感觉不适,实际上也是由于铺设的材质刚性太大。

  在用混凝土代替散粒碎石后,材料的刚性依然是需要解决的问题,这时候洪锦祥博士和同行们想到了铺设公路所用到的沥青。

  当坚硬的混凝土遇到柔性的沥青,刚柔兼备,这种名为"功能性水泥沥青砂浆"的新材料在广泛运用后,成了高铁建设关键的组成部分。

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  洪锦祥博士向记者介绍道:如果使用其他有机材料,依然会存在变形过大、成本过高等问题,相比之下,水泥沥青砂浆靠着材料自身特性和经济成本上的优势,成为无砟轨道材料的最优解。

  在研发完成后,这款由洪锦祥博士团队研发的新型砂浆最终被运用到京沪高铁上,这条铁路的顺路通车也预示了中国高铁的腾飞。

  材料研发成功背后,是失败的铺垫

  在采访里,洪锦祥博士不止一次向记者讲述了这款材料研发背后的艰辛故事。

  他介绍道,在我国高铁建设探索初期,主要由德国的技术团队在背后进行指导。彼时德国已经构建了先进的高铁网络,但里程并不长。而闻名全球的日本新干线虽然里程够长,但在速度上依然欠缺,整个行业依然是在探索的阶段。

  以新材料为例,它的表面会生成很多气泡,这会影响与上层结构的连接。国外类似的材料会允许有气泡的存在,而我国为了保证质量和使用寿命,在提出的技术标准上要严格控制气泡数量,这就给洪锦祥团队出了一个难题。

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  此外,回到上文提到的刚柔兼备,新材料要求流动性很好,既要像水一样流动,又要保持其稳定性,太软它会下沉,太硬就无法连接,就这需要研发团队经过不断的实验探索来找到最合适的原材料配比。

  回忆起当时的研究经历,洪锦祥博士感慨道:"如果没有抓住这么一次机会,那么只会被拒之门外。"

  作为一个国家级的项目,竞争非常激烈,当时京沪高铁的承办方会现场试验检验每一家公司的产品,哪一家能达到标准,就算是真正中标。如果因为技术难题选择放弃,不仅对个人和团队来说是一个损失,对整个公司未来的发展都有巨大的影响。

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  在整个团队的努力之下,洪锦祥团队在各个地方展开实验研究,不断完善,最终被施工方选中,并最终完美完成了任务。

  正是在引进消化吸收再创新的背景下,中国高铁短时间内完成超车,站到了世界领先水平。

  科研人员,需要足够的韧性

  在问及科技创新的道路上,中国的企业如何解决"卡脖子"的难题时,洪锦祥博士借用了李克强总理在政府报告中的一句话:"十年磨一剑,打造我们的核心技术。"

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  为什么我们老是卡脖子,这是因为创新不是一件容易的事情,它不能急功近利。很多企业希望投入了就有产出,这是不可能的事情。"

  "从创新的另一个方面,失败的概率也是很高的,周期也是特别长,所以科研创新人员要有足够的坚持"。

  这时,洪锦祥博士也谈到了自己的经历,新材料的研发成功背后,是无数次的失败摸索,和十多年的坚守才换来了开花结果。在京沪高铁开工之前,他们的团队就已经在进行相关的研究,但为了尽早完成工期,他们一直都在边施工边研究的状态中,压力可想而知。

  从另一角度,如今很多科技企业或是背后的投资方更多看重的是产品是否能商业化,能否快速投入市场进行变现。

  对此,洪锦祥博士也给出了他的看法:"从管理者和创始人来说,科研创新要有包容、养闲人的心态,要有长远的眼光。"这或许也是目前科技企业们所缺失的优良品质。

  但幸运的是,目前国家从上到下都已经意识到这件事情。

  从整个采访中来看,作为一名勇于钻研和探索的青年科学家,洪锦祥博士身上展现出极高的韧性和创新的热情。

  也正是因为有像他一样的广大科研人员的努力,我国在众多"卡脖子"上的突破也正慢慢变成了现实。

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