從青海省海南藏族自治州共和縣出發，一路向西南方向行駛，有一條全長635公里、直達玉樹藏族自治州的高速公路。它是被譽為“國際凍土工程新的里程碑”的青海共玉高速公路，也是青藏高原多年凍土區首條高速公路。
主持設計這條高速公路的是中國交通建設集團有限公司首席專家、總工程師汪雙杰。今年他憑借在凍土工程領域取得的突破性成果，獲得第十五屆光華工程科技獎。
日前，汪雙杰接受科技日報記者采訪，講述了他40余年扎根高原、甘當凍土研究“鋪路石”的艱辛歷程。
“有義務為國家發展做些事情”
記者：您最初是怎樣與凍土工程結緣的？
汪雙杰：1983年，我從西安公路學院（現長安大學）公路工程專業畢業，被分配到原交通部第一公路勘察設計院擔任技術員。次年春天，我被單位派去喀喇昆侖山，勘察設計一條位于海拔4700米、多年凍土區的邊防公路。這是我第一次接觸凍土。
記者：您從平原地區來到高海拔地區，有沒有感到不適應？
汪雙杰：我之前從來沒去過高原，一上高原就開始頭疼。當時，我以為只是普通感冒，后來才知道是高原反應，過了一段時間才逐漸適應。高原條件很艱苦。白天超強的紫外線曬得人臉、手脫皮，晚上睡在帆布帳篷里，甚至連基本的飲用水都沒有，只能用鐵皮桶打雪水回來，融化以后喝。我還落下了鼻炎的病根，因為每天都在灰塵中作業，鼻子怎么洗也洗不干凈。
當時雖然條件艱苦，但我在施工現場堅守了一年多，順利完成了單位交給的任務。
記者：這些經歷對您后來的職業生涯產生了怎樣的影響？
汪雙杰：可以說，那次經歷給我的整個職業生涯奠定了基調。當時，我們看到高原上部分公路沒有路基，砂石路面都不多，交通狀況比較落后。為了修建公路，一批解放軍戰士長期駐扎在高原。這群年輕的戰士和我們年齡相仿，但他們肩負著非常重的任務，沒日沒夜地搶工期。從他們身上，我第一次深刻感受到頑強拼搏、甘當路石的“兩路”精神，備受鼓舞，也希望成為和他們一樣的人。國家培養了我，我具備這個能力，就有義務為國家發展做些事情。后來我就選擇扎根高原、鉆研凍土。
記者：您真正開始深入研究凍土是從哪項工程開始？
汪雙杰：那就不得不提青藏公路工程了。20世紀50年代，青藏公路通車，成為當時最便利的進藏通道。不過隨著使用時間增加，公路下部分凍土開始融化，致使公路大面積坍塌。尤其到了20世紀70年代后，為了硬化路面，公路大面積鋪設了瀝青。瀝青路面就像太陽板一樣，吸收大量熱，進一步加劇下層凍土融化，導致路面、路基坍塌更為嚴重。圍繞青藏公路凍土的這一系列問題，我所在團隊開展了大量凍土監測和病害調查，獲得了非常寶貴的第一手資料，為長期研究凍土變化規律提供了重要數據。后來，這些數據資料為解決青藏鐵路建設中遇到的凍土難題也提供了重要參考。
“只能從零開始、白手起家”
記者：共玉高速公路是青藏高原多年凍土區首條高速公路。它的凍土問題和青藏公路相比，有哪些不同？
汪雙杰：在解決青藏公路的凍土問題時，我們主要針對已經出現的凍土危害，找出可行的解決辦法，在可接受的成本內，最大限度延長道路的壽命。而共玉高速公路是一條全新的高原公路，我們在建設前就要充分考慮各類可能出現的凍土問題，并采取針對性措施進行預防。
記者：在共玉高速公路建設過程中，您和團隊遇到了哪些技術難點？
汪雙杰：首先，作為一條高速公路，共玉高速公路具有“寬、厚、黑”的特點。其路基寬度較大，超過24.5米，而路基越寬吸熱越多。它的路面厚度約是普通公路的3倍，而路面越厚越不易散熱。同時，共玉高速公路路面鋪筑大量瀝青，黑色路面強吸熱、高儲熱。
除此之外，共玉高速公路位于凍土退化嚴重的青藏高原東部邊緣地區，我們要盡可能減少施工對區域生態環境的影響。除了研究當地自然條件，我們還必須考慮在全球變暖的背景下，整條公路地基未來的能量平衡問題。
記者：當時，國際上有先例供借鑒嗎？
汪雙杰：我們一無資料可考，二無經驗可循。美國、加拿大、俄羅斯等國的多年凍土層大都在高緯度，凍土相對穩定，且大多數地區人煙稀少，因此這些國家沒有修筑高等級公路的需求和先例。我們只能從零開始、白手起家。
記者：您和團隊成員是怎樣解決上述難題的？
汪雙杰：想解決好可能遇到的種種問題，就要徹底搞清楚凍土區公路出現地基大融沉的機制、原理。我們圍繞相關問題，搭建起當時全球最大的室內模型，再將從模型得到的數據拿到現場驗證，并基于相關數據總結出了一套參數體系，然后通過反復試驗、模擬，摸清體系中的關鍵參數，最終建立起一個凍土工程的能量平衡理論體系。
有了這個理論體系，我們就可以計算出在全球變暖的背景下，高速公路路基和路面吸熱、導熱情況，掌握其熱量傳遞規律，并以此為基礎，設計出一整套工程施工技術。
記者：具體有哪些創新性技術應用？
汪雙杰：我們在建設過程中采用了通風換氣、隔離遮蓋、熱量傳導等技術。比如，為了讓冷空氣帶走路基內的熱量，我們在部分路段的路基結構體內埋設了直徑不等的通風管。此外，我們利用新技術，用塊石堆積出部分路段的路基，以保證良好的通風散熱效果，維持凍土層的凍結狀態。
記者：從青藏公路到共玉高速公路，您和團隊在凍土研究方面取得了哪些進步？
汪雙杰：具體來說，我們從了解凍土危害現象到掌握凍土危害機理，從被動處理凍土危害到主動防控，從掌握基本應對凍土的技術方法到建立完整理論體系。可以說，隨著共玉高速公路的建成，我國凍土區公路施工技術也實現了迭代。
記者：共玉高速公路在國際凍土工程領域處于什么水平？
汪雙杰：在建設工期短、投資有限的情況下，這條高速公路能夠順利建成，許多國際凍土工程專家覺得難以置信。他們在實地考察后都被我們的成果折服了。共玉高速公路被國際凍土工程界譽為“國際凍土工程新的里程碑”，可以算是凍土工程中的“喜馬拉雅”了。
“用‘兩路’精神引導年輕人成長”
記者：您參與了哪些凍土工程領域人才培養工作？
汪雙杰：近幾年，我們培養了一批年輕的凍土科研人才，建設了中國公路凍土工程的人才集群和梯隊。我先后主導創立了“高寒高海拔地區道路工程安全與健康”國家重點實驗室、“多年凍土區公路建設與養護技術”交通行業重點實驗室等科研機構，為人才發展搭建平臺。目前，我們團隊總人數約為170人，其中60%是青年人才。
記者：您被譽為我國凍土工程領域第二代領軍人才。目前第三代人才成長狀況如何？
汪雙杰：我國凍土工程領域第三代人才年齡普遍在40歲左右。他們大多參與過我國不同階段的凍土工程研究，有很好的理論和實踐基礎，是在實際工程中成長起來的。除此之外，他們和我們當年從頭摸索、白手起家不同，如今相關研究體系已經較為完善，因此成長速度非常快。
記者：凍土工程一般位于高寒、高海拔地區，工作條件艱苦。您認為如何才能留住凍土工程的高素質人才？
汪雙杰：凍土項目進行時，研究人員通常要駐扎在施工現場大半年，確實很艱苦。我經常跟團隊里年輕人說，苦能鍛煉人也能考驗人，搞凍土研究先得過吃苦這一關。所以對于培養凍土領域人才，知識技術傳授是一方面，更重要的是精神信念方面的教育。
我在與青年科研人員的相處中，格外注重培養他們的奉獻精神，用“兩路”精神引導年輕人成長。我經常對他們講，要認準一個方向，打一口深井。我希望他們把凍土工程作為一項事業，投身其中，為之奉獻。
除此以外，我認為相關部門要為人才成長創造更優質的條件，例如暢通上升通道、提供具有競爭力的福利待遇等。
記者：您覺得應該如何高效培養工程類青年人才？
汪雙杰：工程最終是奔著解決實際問題去的，工程類人才必須深入一線才能成長。一有工程開建，我就讓年輕人參與其中，使他們有上手的機會。否則理論和模型做得再好、再精細，碰到大尺度工程，還是會有許多問題無法解決。
記者：目前，凍土工程領域最需要哪類人才？
汪雙杰：我認為目前最需要復合型人才。凍土工程涉及很多學科。我們大量的工作基于數學建模，需要研究人員具有較好的數學功底。而在建設過程中，我們還常會遇到流體力學、空氣動力學、傳熱學等領域的問題，需要從業人才有深厚的物理學基礎。此外，高原地區應用的建筑材料和平原地區用的有所不同，這需要研究人員掌握與材料相關的物理和化學知識。我們實驗室目前正在大力培養這類人才。
記者：接下來，您和團隊希望在哪些方面進行突破？
汪雙杰：我們希望能夠最終打通京藏高速。目前，京藏高速還有最后一段——從青海格爾木到西藏那曲的路段沒有打通。京藏高速是國家高速公路網的“收官之作”，我相信它一定能夠建成。
除此以外，我們還希望把我國先進的凍土工程技術應用到世界其他地區，甚至極地地區，讓中國的凍土工程造福世界人民。
從青海省海南藏族自治州共和縣出發，一路向西南方向行駛，有一條全長635公里、直達玉樹藏族自治州的高速公路。它是被譽為“國際凍土工程新的里程碑”的青海共玉高速公路，也是青藏高原多年凍土區首條高速公路。
主持設計這條高速公路的是中國交通建設集團有限公司首席專家、總工程師汪雙杰。今年他憑借在凍土工程領域取得的突破性成果，獲得第十五屆光華工程科技獎。
日前，汪雙杰接受科技日報記者采訪，講述了他40余年扎根高原、甘當凍土研究“鋪路石”的艱辛歷程。
“有義務為國家發展做些事情”
記者：您最初是怎樣與凍土工程結緣的？
汪雙杰：1983年，我從西安公路學院（現長安大學）公路工程專業畢業，被分配到原交通部第一公路勘察設計院擔任技術員。次年春天，我被單位派去喀喇昆侖山，勘察設計一條位于海拔4700米、多年凍土區的邊防公路。這是我第一次接觸凍土。
記者：您從平原地區來到高海拔地區，有沒有感到不適應？
汪雙杰：我之前從來沒去過高原，一上高原就開始頭疼。當時，我以為只是普通感冒，后來才知道是高原反應，過了一段時間才逐漸適應。高原條件很艱苦。白天超強的紫外線曬得人臉、手脫皮，晚上睡在帆布帳篷里，甚至連基本的飲用水都沒有，只能用鐵皮桶打雪水回來，融化以后喝。我還落下了鼻炎的病根，因為每天都在灰塵中作業，鼻子怎么洗也洗不干凈。
當時雖然條件艱苦，但我在施工現場堅守了一年多，順利完成了單位交給的任務。
記者：這些經歷對您后來的職業生涯產生了怎樣的影響？
汪雙杰：可以說，那次經歷給我的整個職業生涯奠定了基調。當時，我們看到高原上部分公路沒有路基，砂石路面都不多，交通狀況比較落后。為了修建公路，一批解放軍戰士長期駐扎在高原。這群年輕的戰士和我們年齡相仿，但他們肩負著非常重的任務，沒日沒夜地搶工期。從他們身上，我第一次深刻感受到頑強拼搏、甘當路石的“兩路”精神，備受鼓舞，也希望成為和他們一樣的人。國家培養了我，我具備這個能力，就有義務為國家發展做些事情。后來我就選擇扎根高原、鉆研凍土。
記者：您真正開始深入研究凍土是從哪項工程開始？
汪雙杰：那就不得不提青藏公路工程了。20世紀50年代，青藏公路通車，成為當時最便利的進藏通道。不過隨著使用時間增加，公路下部分凍土開始融化，致使公路大面積坍塌。尤其到了20世紀70年代后，為了硬化路面，公路大面積鋪設了瀝青。瀝青路面就像太陽板一樣，吸收大量熱，進一步加劇下層凍土融化，導致路面、路基坍塌更為嚴重。圍繞青藏公路凍土的這一系列問題，我所在團隊開展了大量凍土監測和病害調查，獲得了非常寶貴的第一手資料，為長期研究凍土變化規律提供了重要數據。后來，這些數據資料為解決青藏鐵路建設中遇到的凍土難題也提供了重要參考。
“只能從零開始、白手起家”
記者：共玉高速公路是青藏高原多年凍土區首條高速公路。它的凍土問題和青藏公路相比，有哪些不同？
汪雙杰：在解決青藏公路的凍土問題時，我們主要針對已經出現的凍土危害，找出可行的解決辦法，在可接受的成本內，最大限度延長道路的壽命。而共玉高速公路是一條全新的高原公路，我們在建設前就要充分考慮各類可能出現的凍土問題，并采取針對性措施進行預防。
記者：在共玉高速公路建設過程中，您和團隊遇到了哪些技術難點？
汪雙杰：首先，作為一條高速公路，共玉高速公路具有“寬、厚、黑”的特點。其路基寬度較大，超過24.5米，而路基越寬吸熱越多。它的路面厚度約是普通公路的3倍，而路面越厚越不易散熱。同時，共玉高速公路路面鋪筑大量瀝青，黑色路面強吸熱、高儲熱。
除此之外，共玉高速公路位于凍土退化嚴重的青藏高原東部邊緣地區，我們要盡可能減少施工對區域生態環境的影響。除了研究當地自然條件，我們還必須考慮在全球變暖的背景下，整條公路地基未來的能量平衡問題。
記者：當時，國際上有先例供借鑒嗎？
汪雙杰：我們一無資料可考，二無經驗可循。美國、加拿大、俄羅斯等國的多年凍土層大都在高緯度，凍土相對穩定，且大多數地區人煙稀少，因此這些國家沒有修筑高等級公路的需求和先例。我們只能從零開始、白手起家。
記者：您和團隊成員是怎樣解決上述難題的？
汪雙杰：想解決好可能遇到的種種問題，就要徹底搞清楚凍土區公路出現地基大融沉的機制、原理。我們圍繞相關問題，搭建起當時全球最大的室內模型，再將從模型得到的數據拿到現場驗證，并基于相關數據總結出了一套參數體系，然后通過反復試驗、模擬，摸清體系中的關鍵參數，最終建立起一個凍土工程的能量平衡理論體系。
有了這個理論體系，我們就可以計算出在全球變暖的背景下，高速公路路基和路面吸熱、導熱情況，掌握其熱量傳遞規律，并以此為基礎，設計出一整套工程施工技術。
記者：具體有哪些創新性技術應用？
汪雙杰：我們在建設過程中采用了通風換氣、隔離遮蓋、熱量傳導等技術。比如，為了讓冷空氣帶走路基內的熱量，我們在部分路段的路基結構體內埋設了直徑不等的通風管。此外，我們利用新技術，用塊石堆積出部分路段的路基，以保證良好的通風散熱效果，維持凍土層的凍結狀態。
記者：從青藏公路到共玉高速公路，您和團隊在凍土研究方面取得了哪些進步？
汪雙杰：具體來說，我們從了解凍土危害現象到掌握凍土危害機理，從被動處理凍土危害到主動防控，從掌握基本應對凍土的技術方法到建立完整理論體系。可以說，隨著共玉高速公路的建成，我國凍土區公路施工技術也實現了迭代。
記者：共玉高速公路在國際凍土工程領域處于什么水平？
汪雙杰：在建設工期短、投資有限的情況下，這條高速公路能夠順利建成，許多國際凍土工程專家覺得難以置信。他們在實地考察后都被我們的成果折服了。共玉高速公路被國際凍土工程界譽為“國際凍土工程新的里程碑”，可以算是凍土工程中的“喜馬拉雅”了。
“用‘兩路’精神引導年輕人成長”
記者：您參與了哪些凍土工程領域人才培養工作？
汪雙杰：近幾年，我們培養了一批年輕的凍土科研人才，建設了中國公路凍土工程的人才集群和梯隊。我先后主導創立了“高寒高海拔地區道路工程安全與健康”國家重點實驗室、“多年凍土區公路建設與養護技術”交通行業重點實驗室等科研機構，為人才發展搭建平臺。目前，我們團隊總人數約為170人，其中60%是青年人才。
記者：您被譽為我國凍土工程領域第二代領軍人才。目前第三代人才成長狀況如何？
汪雙杰：我國凍土工程領域第三代人才年齡普遍在40歲左右。他們大多參與過我國不同階段的凍土工程研究，有很好的理論和實踐基礎，是在實際工程中成長起來的。除此之外，他們和我們當年從頭摸索、白手起家不同，如今相關研究體系已經較為完善，因此成長速度非常快。
記者：凍土工程一般位于高寒、高海拔地區，工作條件艱苦。您認為如何才能留住凍土工程的高素質人才？
汪雙杰：凍土項目進行時，研究人員通常要駐扎在施工現場大半年，確實很艱苦。我經常跟團隊里年輕人說，苦能鍛煉人也能考驗人，搞凍土研究先得過吃苦這一關。所以對于培養凍土領域人才，知識技術傳授是一方面，更重要的是精神信念方面的教育。
我在與青年科研人員的相處中，格外注重培養他們的奉獻精神，用“兩路”精神引導年輕人成長。我經常對他們講，要認準一個方向，打一口深井。我希望他們把凍土工程作為一項事業，投身其中，為之奉獻。
除此以外，我認為相關部門要為人才成長創造更優質的條件，例如暢通上升通道、提供具有競爭力的福利待遇等。
記者：您覺得應該如何高效培養工程類青年人才？
汪雙杰：工程最終是奔著解決實際問題去的，工程類人才必須深入一線才能成長。一有工程開建，我就讓年輕人參與其中，使他們有上手的機會。否則理論和模型做得再好、再精細，碰到大尺度工程，還是會有許多問題無法解決。
記者：目前，凍土工程領域最需要哪類人才？
汪雙杰：我認為目前最需要復合型人才。凍土工程涉及很多學科。我們大量的工作基于數學建模，需要研究人員具有較好的數學功底。而在建設過程中，我們還常會遇到流體力學、空氣動力學、傳熱學等領域的問題，需要從業人才有深厚的物理學基礎。此外，高原地區應用的建筑材料和平原地區用的有所不同，這需要研究人員掌握與材料相關的物理和化學知識。我們實驗室目前正在大力培養這類人才。
記者：接下來，您和團隊希望在哪些方面進行突破？
汪雙杰：我們希望能夠最終打通京藏高速。目前，京藏高速還有最后一段——從青海格爾木到西藏那曲的路段沒有打通。京藏高速是國家高速公路網的“收官之作”，我相信它一定能夠建成。
除此以外，我們還希望把我國先進的凍土工程技術應用到世界其他地區，甚至極地地區，讓中國的凍土工程造福世界人民。
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