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新华网北京4月5日电（记者朱继东）我国高速公路通车里程已居世界第二，从2005年起到2030年还将新建5.1万公里高速公路。但随着公路建设进入“质”与“量”并重的重要发展阶段，道路翻浆、地基融沉、桥头跳车及挡墙外鼓等问题严重地影响着公路的建设质量和行车安全，国家每年为此付出了高额的维修养护费用，前不久从太旧高速公路寿阳路段发生大面积路基沉陷更是再次敲响了警钟。因此，如何很好地保障公路建设的质量成为我国不少科研人员努力的重点，著名土建专家、中国气泡轻质土技术的奠基者陈忠平博士通过不断创新研发出的气泡轻质土技术为上述问题的有效解决提供了一种新的技术手段，被誉为是“改写了中国道路填充加固发展史”，在海内外引起强烈反响。
高速公路建设中的众多问题呼唤创新
近年来，公路、铁路、城市地铁等基础设施建设实现了持续、快速和有序的发展，特别是1998年以来，我国高速公路的建设得到快速发展，年均通车里程超过了4000公里，截至2004年底，我国高速公路通车里程已超过3.4万公里，仅次于美国，居世界第二。而根据交通部最新公布的《国家高速公路网规划》，从2005年起到2030年，国家将斥资两万亿元，新建5.1万公里高速公路，使我国高速公路总里程达到8.5万公里。
高速公路的发展，极大地提高了中国公路网的整体技术水平，优化了交通运输结构，为缓解交通运输对国民经济的“瓶颈”制约发挥了重要作用，有力地促进了中国经济发展和社会进步。但随着经济的发展，车流量与日俱增，社会对公路建设的质量要求不断提高，公路建设进入“质”与“量”并重的重要发展阶段，不少质量问题也显现出来并受到重视。
这些问题主要表现在以下几个方面：我国北部地区冬季气候寒冷，道路翻浆与地基的融沉等病害多；西南部地区沟谷纵横，桥涵、挡墙等结构物多，桥头跳车及挡墙外鼓病害突出；东南部地区水网发达，软基分布广，道路密度大，桥涵、挡墙等结构物多，桥头跳车、桥台桩基侧移、软基路堤的差异沉降引起的路面开裂破坏、软基路堤的失稳引起的路堤垮塌等现象屡见不鲜。
这些问题严重地影响着公路的建设质量和行车安全，国家每年为此付出了高额的维修养护费用。多年来，对于此类问题的防治虽有多种技术措施，但均有一定的适用性与局限性。例如传统的各种软基处理法多是从提高地基承载力的角度上下工夫，而减轻填土荷载的研究则较少。并且，随着车流量的不断增加，10年前修建的高等级公路将迎来扩建的高峰期，而新老路堤的差异沉降、征地拆迁及施工过程对道路交通的影响是扩建工程面临的难题。此外，我国目前共有铁路、公路隧道9000多座，总长度达5000多公里，是世界上隧道和地下工程最多、最复杂、发展最快的国家。但大部分隧道采用的是拱形结构，在喷锚支护技术普及之前，采用的是钢拱架、锚板支护加衬砌，衬砌体背后虽使用水泥砂浆进行了注浆处理，由于浆体材料固有的泌水性大、容重大等力学特性的限制，衬砌体的背后特别是在拱的顶部普遍存在着空洞，衬砌体通常处在偏土压的作用状态，加上空洞的积水，围岩的变形、风化，导致衬砌体局部变形、开裂、渗漏水甚至塌陷等病害的发生，这是目前我国正在运营中的隧道几乎普遍存在的通病，国家每年都要为此付出高昂的维修费用。为解决这些隧道病害，不少专家开发出了各种注浆工法（如化学注浆法等），但不是效果不佳，就是价格过于昂贵。
3月26日，从山西太原通往北京的太旧高速公路寿阳路段，发生大面积路基沉陷，高速公路被迫紧急封闭。沉陷路段在太旧高速公路460KM＋400M处，旧关到太原方向沉陷了两个车道，长度约116米；太原到旧关方向沉陷了一个车道，长度约66米，最深处达5米。警钟再次敲响！
高速路路基沉陷对交通会造成很大影响，也会带来安全的隐患，而类似这样的事件近几年在我国时有发生：2003年7月，宜春西村境内的昌金高速公路出现路基塌陷，形成东西宽约19米，南北长21米，深14米的椭圆形洞穴；2004年4月，作为我国沿海高速大通道的一部分，罗源至长乐段高速公路发生特大坍塌，造成70余米的路基断裂，横向推移影响距离约100米；2005年7月，成都至南充够高速公路，往南通方向32公里处路面塌陷，在路面形成一条长约50米左右的大裂缝；2006年2月，沈阳环城高速路突然塌陷，在宁官站南侧大约2公里处，因塌陷形成大约20平米的大坑……曾多次应邀到现场考察的陈忠平博士认为，为缓解上述事故的发生及将事故带来的社会经济损失降低到最低程度，必须加大技术创新的力度，研究安全、快捷的填充技术及产品。
陈忠平学成回国后瞄准气泡轻质土研究
著名土建专家陈忠平博士正是在这种背景下引起业内外人士的关注。他带领科技人员经过多年的室内外试验，研发成功的气泡轻质土技术，为有效地解决土建工程中的一些技术难题提供了一种有效的技术手段，被誉为是“改写中国道路填充加固发展史”，在海内外引起强烈反响，他本人也被称为是中国气泡轻质土技术的奠基者。出生于湖南衡阳的陈忠平，第一眼看到他，记者就感觉他是一位坚韧而好学的学者，他是《气泡混合轻质填土新技术》一书的编著者，是《公路软土地基路堤设计与施工技术指南》、《高等级公路地基处理设计指南》等国家行业标准的主要起草人，华南理工大学、河北科技大学、广东交通职业技术学院等许多大学兼职教授、客座教授和广州建设工程交易中心专业工程评标专家库成员等，众多身份证明着这位高级工程技术人员在业内外的强大影响力。
陈忠平能有今天的成就靠的正是他坚忍不拔地努力。1985年7月，他从湖南衡阳师范学院应用力学专业毕业，此后从事了五年的教学工作。胸怀大志的陈忠平自然不会一直留在衡阳，1990年9月，他考取北京农业工程大学（现为中国农业大学）应用力学专业研究生。经过三年努力，他以优异成绩获得工学硕士学位。就在研究生学业快要结束时候，陈忠平获得了一次改变命运的机会——他后来在日本的博士生导师桥口公一教授看到了他发表的一篇论文，主动邀请他去日本九州大学做访问研究员。1993年4月，陈忠平东渡日本留学。在九州大学做了一年的访问研究员之后，陈忠平又开始了新的努力。1994年4月，他开始攻读日本九州大学博士学位，并于1997年3月取得博士学位，期间获得了日本土木学会优秀科研成果奖。1997年4月，陈忠平在日本建设部产业安全研究所土木建筑研究室作特别研究员（即博士后研究），2000年12月回国。
在日本留学和工作的经历，使陈忠平不仅对土建工程材料的前沿技术有了较全面深入的了解和研究，同时在比较之后更加清楚地知道中日在土建工程材料领域的差距，坚信技术先进的土建工程材料及技术在中国会有更美好、更广阔的发展前景。他看到，日本的自主创新主要是来自企业，且企业的自主创新投入比例都很高，中国在这方面还有一定的差距。因此，他决定回到正在快速发展中的祖国，想用自己的才能为祖国的发展做点贡献。
2001年1月，陈忠平放弃了在日本的工作来到了广东省交通集团，同年5月出任广东冠粤路桥有限公司副总工程师。在工作期间，根据珠三角的地质特点（水系发达，河网分布的密度大，软基分布广、深度大、指标差）、工程建设存在的技术难题（道路分布的密度大，桥涵、挡墙等结构物多，由于软基的差异沉降而导致的高等级公路的桥头跳车、桥台桩基及挡墙等结构物的侧移、路面开裂破坏、路堤失稳、垮塌等工程质量事故屡见不鲜）及资源、环境问题突出（人口密度大、经济发达、车流量大、人均土地资源匮乏），他深深感觉到问题的严重性。但由于当时国内几乎没有解决这些问题的有效办法，国外也没有成功的经验可以借鉴，陈忠平认为必须另辟跷径。
高速公路之所以下沉，一方面是地基的承载力不够，另一方面是填料的容重过大，传统的处理方法只是单纯地从提高地基的承载力出发，这些办法很难从根本上去解决问题，且不是工期过长、就是造价过高。因此，他尝试采用一种新的解决方式——轻型填料，即通过减轻填土的重量来降低地基的沉降。在查询了国内外有关资料后，他看到国外一些关于气泡轻质填料及应用的简单介绍，认为可以从气泡轻质土的研究着手。经过反复认证，陈忠平决定开展气泡轻质土的技术攻关及工程应用的课题研究。在争取到广东省交通集团、广东省交通厅、广东省科技厅及交通部等有关单位的支持后，气泡轻质土课题正式启动，并将中江高速公路中山新隆至港口段一软基台背回填作为第一个试验段，以期通过这一试验段检证气泡轻质土在缓解高等级公路深厚软基路堤桥头跳车中的应用效果。这个试验段位于珠江三角洲河网区，地势低平宽阔，鱼塘、沟渠交错成网，地基表层全部是三角洲相淤泥，厚度达40多米，地基土的含水量大，压缩性高、强度低、渗透性差，属于超软弱地基。当时，已投入使用的高等级公路(包括高速公路)中，普遍存在着一个难题——路面在台背回填处出现不同程度的沉降断裂(沉降值一般为10～30厘米，有的甚至超过60厘米)，导致桥头跳车，它是高等级公路的工程质量和造价的重要影响因素，本试验段同样存在着这样的问题。 为了尽快拿出成果，陈忠平放弃了一切休息时间，经常一两个月不回家……妻子也在国外留学，他却连孩子的升学考试也忘记了。在夏日的高温下，他一直在野外做实验，常常一干就是十五六个小时，晒得脸上、身上都脱了皮，瘦了七八斤，同事们都开玩笑说他是个“农民博士”。经过两个月的奋斗，第一个气泡轻质土试验段顺利完成，研究结果表明，使用气泡轻质土技术有效地解决了桥头跳车等问题。
气泡轻质土研发成功改写行业历史
由于气泡轻质土具有容重小，强度高，保温、隔热、隔音、隔潮效果好，而且生产投资少、施工方便、可大量利用工业废渣，在土木建筑领域有着广阔的应用前景。通过开展气泡轻质土的性能研究，进一步改善材料的吸水性能，提高材料的使用效果，对建设环境友好、资源节约型社会及创新型国家具有十分重要的意义。因此，气泡轻质土技术研发成功使陈忠平非常兴奋，他首先想到是尽快应用到道路建设实践中去。而随后气泡轻质土技术的快速顺利产业化证明，这项创新技术的研发成功将成功改写行业历史。
陈忠平告诉记者，气泡轻质土是由原料土与一定比例的固化剂、水、气泡等混合搅拌而成的轻型填土材料，其强度和容重均可按工程需要进行自由调整，不但解决了材料自重和承重这一主要矛盾，且因其有良好的流动性而便于管道泵送到窄小的空间内施工。加上浇注时无需振捣和碾压，适合狭窄空间及地下空洞填筑。值得一提的是，气泡轻质土可进行垂直填土等，在公路改扩建工程中可在旧路基础上加宽，大大减少土地征用。
随着气泡轻质土的研发成功，第一个试验段的研究过程临近尾声时，就有很多人来到现场参观考察。2003年5月，广东省路桥发展有限公司总工程师带领20多位工程技术负责人来考察时，看到陈忠平做的一张高速公路建设、扩建过程中如何减少用地和避免拆迁的原理图，非常高兴地说：“你这就是为我做的设计，因为遭遇征地难题，我们正在发愁。”原来，京珠高速粤境南段某路段当时需要加宽，按照传统的方法，不仅需要重新征地，大幅延长工期，而且临近厂房的拆迁需要数千万的补偿费。因此，项目总工王安福当场就决定，把气泡轻质土技术应用到将要开始的加宽工程中去。 这样，气泡轻质土作为新技术不仅在研究中拿到了第一笔将近40万的收入，而且第二阶段的试验也有了依托工程，使得陈忠平对未来更加充满信心。2003年7月，陈忠平带着技术人员来到京珠高速粤境南段需要加宽工程现场，用了不到两个月就完工了，并很快通车，直到现在使用效果一直很好。此后，气泡轻质土的产业化进程步伐不断加快。2003年8月，交通部相关负责人来施工现场考察，对气泡轻质土的物理力学性能和隔热保温性能给予了很好的评价，建议陈忠平把气泡轻质土作为隔热材料用于解决寒冷地区的道路冻融性问题，并拨给250万的研究经费给予支持，还帮他在内蒙古的海拉尔找好了试验点……因为陈忠平在自主创新方面的突出成绩，2003年底，公司给予他一次性30万元人民币的科技创新奖励。
气泡轻质土的产业化进程步伐不断加快让陈忠平备受鼓舞，他干劲更大了：2004年7月，他带着技术人员来到来到呼伦贝尔盟交通局，双方商定在301国道牙海段做了四个隔热保温试验段。同年9月，实验圆满完成，当地各级交通主管部门都很满意；2004年10月，刚回到广东的陈忠平又接到了广州新光快速路与地铁三号线重叠部分减载换填工程的施工任务。同年11月，中国公路学会年会在广州召开，与会专家专门到施工现场考察，给予了很高评价；2004年11月，他又带着技术人员来到武汉长江大桥桥头堡加固工程；2005年5月，中山到江门的高速公路遇到了软基沉降大并且不稳定，导致路面施工无法进行的问题，主动找到陈忠平帮助解决难题……随着气泡轻质土的应用越来越广泛，产业化前景越来越美好。
4月1日，陈忠平接受记者专访时透露，为了更好地推进气泡轻质土的产业化进程，他已经于去年底在广州创立广东博越土木技术有限公司（简称广东博越）。作为一家环保、节能型土建新材料的研究开发、生产销售、售后服务、技术咨询的专业化高新技术公司，广东博越拥有先进的试验、施工设备和一支由本行业知名的国内外专家、教授组成的产、学、研紧密结合的研究开发队伍。目前，气泡轻质土已在全国近20个工程的得到很好应用，正在建设的奥运主体工程的地下通道也将采用这一研究成果。“气泡轻质土技术在工程中的应用已从最初广东的试验段工程，逐步拓展到湖北、河北、内蒙古乃至北京的奥运工程；应用领域也从最初用于解决高等级公路软基路堤的桥头跳车，逐步拓展到用于道路拓宽、市政交叉工程的减载换填、高寒地区及房建领域的隔热保温等；项目的研究成果正在越来越多的工程项目中得到应用，并且这些工程项目前都是用户主动找上门来的……随着气泡轻质土得到更多更广泛的应用，我们广东博越‘技术创新，资源节约化；和谐发展，产品绿色化’的宗旨也正在发扬光大。”
气泡轻质土将在更多领域造福国家
气泡轻质土技术的快速顺利产业化正在成功改写行业历史，但陈忠平并没有因此而止步。如今，在气泡轻质土技术的基础上，空气包裹（隧道注浆）等多项自主知识产权的高新技术已经在广东博越研发成功并开始应用……气泡轻质土等新技术开始在更多领域造福国家。
据悉，空气包裹（隧道注浆）技术用于水中浇铸、定点注浆等方面，效果非常好。用于隧道注浆能较好地克服目前采用水泥砂浆注浆存在的缺陷，缓解甚至消除由此而产生的隧道病害，在实际使用中反响非产好。
此外，陈忠平又将气泡轻质土技术的应用领域拓展到轻型仿石材料并获得成功，其生产销售轻型仿石材料已全部出口北美，并得到了市场极高的评价，今年将会逐步进入欧洲及日本市场；由于气泡混合轻质材料具有容重小、隔热隔音效果好，还被用作节能型的建筑墙体材料等，将在全国形成一个新兴产业。 作为总负责人，陈忠平牵头的广东省“十五”社会发展攻关项目——《气泡混合轻质土的关键技术开发及在高等级公路中的应用》成功地研制出了能满足气泡混合轻质土工程特点及施工质量要求的高端施工设备及高性能发泡剂，填补了国内外空白。1月14日，这个课题通过了由广东省科技厅组织的专家鉴定，广东公路学会理事长郑启瑞高级工程师、清华大学覃维祖教授、广东省建筑科学研究院副院长杨仕超教授级高级工程师、同济大学刘仲训教授级高级工程师等十多位业内著名专家组成的鉴定委员会给与了很高的评价。鉴定委员会的鉴定意见认为：“该项目研究成果创新性强，社会经济效益显著，应用前景广阔。研究成果总体上达到了国际先进水平。”
作为课题负责人，陈忠平还带领课题组成员完成了交通部“十五”联合攻关项目《轻质土的关键技术开发及其施工工艺的研究》、交通部“十五”西部交通建设重大攻关项目《西部气泡混合轻质土的应用技术研究》……编著出版了《气泡混合轻质填土新技术》、《气泡混合轻质土设计施工技术指南》等多部专著，为气泡轻质土技术的推广应用奠定了基础，填补了这一领域的空白。作为这一领域的学术带头人，在两年的时间里应邀在各种学术会议上共作了53场学术报告，为气泡轻质土得到更广泛的应用鼓与呼。
陈忠平最后告诉记者，广东博越目前拥有数十项自主知识产权的高新技术和多套自主开发的大型高端设备以及专业化的生产队伍。公司生产的气泡轻质土、高性能发泡设备、轻型仿石节能材料等正热销海内外。“气泡轻质土技术成果属国内首创，产品具有较高的附加价值及较强的核心竞争力，省能源、省资源、有利于环保、符合国家的可持续发展战略。我们的项目技术属专有技术，具有独占性；项目产品也属于规模化生产的初期阶段，短期内没有竞争对手；项目产品所用的材料全是国产常规材料，也没有环保问题，因而短期内不会有什么行业及贸易壁垒……中央提出建设创新新国家，对我们是极大的鼓舞，我们靠创新赢得了今天的领先优势，今后会继续靠创新争取更快更大的发展！”
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