记者：陈怡
我国是制造业大国，制造、发展都要从车轮子上“跑”出来，这导致我国的交通运输量特别大，重载、超载严重，道路交通繁重程度为国外的10-15倍。这对路面结构材料的损伤、破坏程度都非常大。因此，在一段时间内，尤其是上世纪90年代中期到2005年间，我国公路路面的损坏现象特别严重，往往新建设的重载高速公路，在使用中不出三、五年就遭受了严重损坏，真实寿命只有设计寿命的30%，而公路的造价又相当高昂，由此造成的经济损失、对交通和社会的影响，都非常巨大。我国道路领域第一位博士、同济大学学术委员会副主任孙立军教授的研究，正是始于这一现实困境。
孙立军教授自研究生时代从事“用信息化技术进行道路的无损检测、无损评价和养护决策”课题起，就开展了大量的现场实地调查，迄今共积累了100多万个现场第一手路况数据。在此基础上，建立了道路结构-材料一体化设计方法，推动了我国道路设计理念转变；创立了沥青路面行为学，攻克了道路耐久性国际难题；研发了我国首个道路设施运维平台，推动了道路设施运维管理数字化转型；面对新的交通发展需求，他开拓创新，通过精准的趋势把握和扎实的前瞻研究，建立了我国首个智能交通诱导系统，引领了我国城市交通智能化。继早年获得“中国青年科技奖“、首届“上海青年科技英才”称号之后，今年5月，他又入选上海“最美科技工作者”。日前在接受记者采访时，孙立军教授将自己这些年来从事的主要研究工作归纳为3个方面：道路结构与材料、数字化道路管理，以及城市交通智能管理。
不是用更好的材料、更多的投资
就一定能把工程做好
对于我国公路损坏曾经非常严重的现象，人们也许会猜想那是由于我国当时采用的理论与国际先进差距较大造成的，但身处业内的孙立军明白：并非这个原因——当时我国已经引进了国外一些很先进的技术和材料来进行公路建设。那是不是因为施工中偷工减料的情况比较多、施工不认真造成了“豆腐渣”工程呢？实际上这些工程都是国家和当地的重点工程，这方面的问题应该并不严重。甚至有的工程，所有的检测结果满足规范的要求，甚至是优质工程，但照样发生早期损坏，而且损坏得比一般公路更严重。人们一度无所适从，找不到解决问题的办法。
孙立军通过研究，认为当时国内使用的道路结构设计理论也许需要方向性的修正。因此，他和团队开展了系统深入的研究：他们通过大量的实地调查积累了大量数据，据以进行了系统性的分析；同时，他们跳出国际上常用的力学分析指标，引入了新指标进行深入的理论研究。研究发现，原先所使用的理论、方法、技术确实存在误区。比如当道路结构发生损坏的时候，传统的理论只是提示人们去加固原来路面结构的基础，认为把基础做得更强、更好，结构就不会坏了。但孙立军和他的团队发现，基础太弱固然不行，但是当基础太强时，道路上部结构承受的剪应力也越大，会诱发上部结构的剪切破坏。他和团队成员通过分析提出了“剪切致损、拉伸扩展”的重载道路破损机制以及“高速-重载-高温-多雨”耦合造成的沥青迁移损坏过程。这个原理系首次发现；由此，孙立军首创了刚度协调原理，使道路结构每一层的刚度相适配。这样，结构的整体抗力才是可控的，变形才是协调的，结构才会耐久。
除了用刚度协调原理解决了路面结构协调性问题之外，孙立军教授团队还首次建立了路面行为方程，量化了路面长期行为的演化过程，证明了国际通用的路面疲劳方程只是他们提出的路面行为方程的特例，解决了理论-工程转换的国际难题。之后，他们又根据这套原理建立了新的路面结构设计方法，在全国宣传这一新理念，推动了我国路面设计理念的转变。自2005年起，我国重载路面的早期损坏问题就基本上得到了消除，相应道路的寿命跃升了3-5倍，孙教授及其团队做出了重大贡献。部分研究成果被英国规范和美国德州规范使用，出版的著作《Structural Behavior of Asphalt Pavement》成为国内外多所大学的研究生教材。这个过程中，孙立军得到一个很大的启发：科学不是蛮干，不是用更多的投资就一定能把路面工程做好。
看到技术的局限、掌握了技术的本质，
才能说真正掌握了技术
同样的理念也渗透在孙立军教授带领团队攻克“沥青废旧材料再生”项目的过程中。相关研究始于2005年前后。当时，国内早期建设的一些流量较大的高速公路已经进入了维修期。维修会产生大量的废旧材料，我国每年产生的沥青废旧材料多达2.3亿吨。这些废旧材料很难处理——如果把它们废弃掉，不仅污染环境，而且占用大量土地。将这些废旧材料作为新材料再生利用，是大家的愿望；面对我国如此繁重的交通荷载，难度很大。
当时江西的一条高速公路正面临着大修和技术改造，希望孙教授团队帮助开展废旧材料再生工作。工作的第一阶段进展比较顺利的，孙教授团队通过研究提出了再生维修方案，并成功实施了第一期工程。但是后来实施的过程中，为了更好地提高再生材料的性能，按照美国规范对再生材料进行了“优化”，不料却产生了超量的变形，耽误了相当长的工期。孙立军教授研究了基于美国规范的技术，发现对于“再生”的认识有非常大的不同，美国技术并没有能够利用再生的本质特征，再生材料的性能并不能满足我国重载交通的技术要求。孙教授坚信自己的研究成果的正确性，并以此为契机，深入研究建立了一套完整、成熟的再生技术。该技术不仅达到了新材料的技术效果，而且节约了大量投资。该工程从2006年使用至今，实际使用寿命已经超过了新工程的设计寿命。这也是国际上第一条在特重交通情况下将再生材料作为新材料成功使用的公路。目前已在全国推广应用了5200多公里。这一实现了废料100％高价值再生利用的成果还被写入了我国和美国ASTM规范。
始终在实践中校正自己的研究和推测的孙立军教授，一值反思着何谓创新、何谓真正掌握了一门技术？从这个案例中他得到了新的启示。按照常规技术做，在一些交通量比较小、技术要求简单的环境下，那些技术背后的隐患不会够暴露出来；但是在环境恶劣、交通繁重、对技术要求比较高的情况下，就会暴露原来理论和技术的缺陷。“我们只有掌握了它们的本质，看到了他们的局限，才能说掌握了这个技术，才能把他提高到更高的水准。”
因为敢讲真话、勇于创新，孙立军教授还有许多感人的故事在同行中流传。比如他在承担本市拥挤收费技术和政策研究的过程中，面对行业专家和管理者对这一技术和政策效果的争议、反对、憧憬与热情，秉持科学精神，顶着压力，真诚、客观地提出了“不支持”的结论，市主要领导经过进一步论证和调研，接受了他们的意见并对决策报告给予了高度评价。在孙立军教授心中，纯粹迎合领导的决策不见得是真正对政府负责，科技工作者只有用实际的科学结论支持政府做出科学决策，才能真正造福人民。