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  重庆交通大学前沿技术交叉研究院

  2025年揭牌，是重庆第二个获批建设的高校前沿技术交叉研究院，也是市属高校中首个认定挂牌的高校前沿技术交叉研究院；下设极端环境智能建养创新中心、数智交通创新中心，开展8个方向的科学研究，聚焦极端环境（极热极寒、地震频发、高盐碱、暴雨/雪、持续高温等）下的交通基础设施智能建养关键科学问题和技术难题、未来空地智联协同立体交通体系建设关键科学问题和技术难题两大研究领域。

  盛夏的重庆，气温直冲40℃。重庆交通大学隧道实验楼一楼一角，放置着一个占地约40平方米的白色“集装箱”——步入式高低温环境实验室。

  随着实验室厚重的铁门滑开，一个穿着厚厚低温防护服的工作人员从白雾里走出来。他叫韩风雷，是重庆交通大学前沿技术交叉研究院极端环境智能建养创新中心冻土治理的核心研究人员、未来土木科技研究院副院长。他刚刚在这个零下30多摄氏度的实验室待了近1个小时。

  “一天内过完盛夏与严冬，这就是我们‘冻土人’的日常。”韩风雷笑着说。

  从青藏高原的漫天风雪，到重庆实验室的“可控极寒”，韩风雷和团队与冻土这个高原建设“隐形拦路虎”较上了劲，一“较”就是10年。

  在“冻豆腐”上做工程

  2015年，正在攻读博士学位的韩风雷第一次踏上青藏高原，眼前的景象深深刺痛了他：原本平整通畅的公路，被冻融循环拉扯出一条条裂缝，并且越来越长、越来越宽，直至整块路基都塌陷变形。

  这背后的原因，被韩风雷形容为“在冻豆腐上做工程”。“我国有200多万平方公里的多年冻土区，分布于青藏高原、东北地区等，要在这些地方修路，冻土无法回避。”韩风雷介绍，夏天，冻土融化变软，就像把冻豆腐从冰箱里拿出来会淌水一样，冻土和排不出去的积水混合成稀泥浆，导致路基沉降、开裂、坑洼不平；冬天，冻土内的水分结冰膨胀，把路面拱起、撑裂，甚至能把桥梁的桩基从土里拱出来。夏融冬冻反复循环，路面变得像搓衣板一样，严重时还会发生滑塌。

  此后，韩风雷和团队每年都会前往青藏高原做考察或试验。白天扛仪器、布测点、记录数据，紫外线毒辣，晒得脸脱皮，大家默契地“只刷牙不洗脸”；夜晚遇上需要24小时不间断监测的试验，几个人轮流值守，雪风刮在脸上，像针往皮肤里扎。

  “在高原，仪器死机、存储卡损坏是家常便饭。不过，艰苦的环境反而成了大家最好的实践课堂。”韩风雷说。

  在重庆交通大学，像韩风雷这样的冻土研究团队不止一个。

  21世纪初，青藏铁路建设全面启动。工程必须穿越550公里的连续多年冻土区，国际冻土工程界曾普遍认为，这几乎是不可能完成的任务。中国科学院院士、重庆交通大学校长、前沿技术交叉研究院院长赖远明带领团队此前经过数千个日夜的试验研究，研发出U形块碎石路基、热棒通风管路基等新型结构，助力青藏铁路顺利通车。

  “冻土环境的复杂性，决定了每一项工程都有各自的建设难点，绝不是技术、装备的简单‘复制粘贴’。”赖远明介绍，随着川藏铁路、G109青藏公路提质改造等工程相继启动，我国冻土工程面临的挑战更加复杂、更为严峻，也诞生了更多类似韩风雷团队的年轻队伍。

  把高原“搬”到实验室

  从实验室出来好一阵，韩风雷还裹着羽绒服在走廊来回走动——经过70多摄氏度温差的冲击，他的膝关节隐隐酸胀，稍有风吹，耳朵、手指会感到刺痛。

  拉开实验室的门，只见中央立着一座立方体试验装置，一截混凝土浇筑的隧道模型嵌在中间，周围填满冻土，外裹隔热材料。隧道周边设置了多套排水管路，各类传感设备能实时捕捉冻土形变、排水效率等细微变化。

  前沿技术交叉研究院党委书记兼执行副院长魏巍介绍，实验室于2023年投用，年运行时间超过10个月，在把高原相关区域野外一整年的温度、湿度等数据录入后，实验室能在8至15天模拟出野外全年气候对冻土的影响，可模拟温度最低达零下40℃。

  为什么要在重庆建这样一个实验室？魏巍的答案很直白：在高原野外做试验，天气不可控、灾害不可重现、观测手段有限，很多试验要等一年才能拿到一组数据。

  “有了这间实验室，‘靠天吃饭’的科研，就变成‘可控可重复’的推演，不仅可节省大量人力物力财力和时间，也降低了试错成本。”魏巍说。

  基于此，团队研发出的暖湿化气候下水—热—力协同调控新型路基结构，正服务于G109青藏公路提质改造工程；研发出的多种新型抗盐冻混凝土、涂层材料以及冻土地基低碳加固材料，在新疆那巴高速公路、青藏公路病害整治等工程得到应用。

  为隧道定制“智能神经系统”

  2025年12月26日，重庆交通大学的一块大屏幕上出现了一组特殊的数据——一条条隧道的围岩应力、衬砌变形、环境温湿度等数据，以每秒数千次的频率持续跳动。这些数据来自当天正式通车的世界最长高速公路隧道——全长22.13公里的天山胜利隧道。这项超级工程将乌鲁木齐至库尔勒的通行时间从7小时缩短至3.5小时。

  这套由该校科研团队牵头打造的隧道结构健康监测与智能养护决策系统，是专门为天山胜利隧道定制的“智能神经系统”，也是该校前沿技术交叉研究院多学科交叉的一次实践。

  “冻土研究早就不是单纯的土木工程，已逐步发展成为典型的多学科交叉方向。”魏巍介绍，前沿技术交叉研究院的成立，为冻土研究提供了突破传统学科边界的新平台，并产生了“1+1＞2”的效果。

  值得一提的是，虽然重庆本地没有冻土，但相关技术同样能赋能重庆的发展：智能感知与数字孪生技术可用于山区公路、桥梁、隧道和边坡工程的建设和监控；高耐久混凝土、防老化材料、自修复材料等，能提升山区基础设施的耐久性和安全性；相关成果还可推动城市桥隧检测装备产业向数字化、智能化转型等。

  魏巍介绍，前沿技术交叉研究院的数智交通创新中心，已布局低空智能飞行器技术与装备、智能网联车辆技术与装备等前沿领域。未来，该中心将打通“路上交通+低空交通”的协同管控，并推动“人—车—路—网—云”一体化智能安全保障体系建设。

  为支撑交叉学科的发展，重庆交通大学也在不断创新。该校副校长、前沿技术交叉研究院常务副院长周建庭介绍，该校轨道—隧道—管道工程技术、无人装备与人工智能等8个融合创新研究院近期完成组建并正式挂牌，构建起“2个创新中心+4个国家级科研平台+8个融合创新研究院”的矩阵式、交融式学术组织架构。（记者 李周芳）