河南交院学生团队研发多元改性灌缝材料 以“六维协同”配方提升路面裂缝处治效果

六维协同多元改性：河南交院公路小匠团队重构路面灌缝材料的底层逻辑

——一群高职学子用上千次试验打破"小缝不修、大患之源"的公路养护困局

文：张治豪、高博；图/贾世民、李亚龙、高赫文

在公路养护行业，流传着一句话："裂缝是路面的第一病兆。“传统灌缝材料高温易流淌、低温易脆裂、新老界面易脱粘，让"小缝不修"最终演变为"大患之源”。近日，河南交通职业技术学院"公路小匠"团队给出了一份来自高职校园的硬核答卷——团队自主研发的"墨盾"系列路面灌缝新材料，以六维协同多元改性和再生愈合技术为核心，使灌缝质量提高98%，修复寿命延长2—3年。这支由道路与桥梁工程技术专业学生组成的创新团队，正用青春之手，把"物理贴皮"式的粗放补缝，推向"化学焊接"式的原位修复。

一、从一份国家标准出发：在术语的"坐标系"里读懂材料

项目的起点，并不是一间实验室，而是一沓厚厚的技术标准文本。

团队师生深度参与了国家标准《纤维增强水泥及其制品术语》（GB/T 16309—2026）的部分编制工作。该标准编制工作于2024年立项、将于2027年2月1日正式实施，全部代替实施了三十年的1996版，是纤维增强水泥领域的基础性术语标准，河南交通职业技术学院位列起草单位之一。在参与术语梳理的过程中，师生们系统研读了纤维增强机理、基体-界面关系、增强材料分类等数百条专业定义，对沥青类、水泥类两大材料体系的微观增强逻辑建立了体系化认知。

"很多人觉得术语标准枯燥，但它其实是整个材料学科的‘坐标系’。"团队指导教师介绍，正是这段经历让同学们弄清了一个底层问题——纤维、颗粒、偶联剂究竟是如何在基体中"受力"和"传力"的。这一认知积淀，成为"墨盾"项目后续在界面粘结、应力触发修复等方向上持续攻坚的理论地基。

二、七十年交通底蕴，托举一支学生创新团队

七十余年办学积淀，让"修路架桥"的基因深植于每一间实训室、每一门课程。平台是硬实力的最好注脚。学校于2019建成交通运输部"绿色高性能材料应用技术交通运输行业研发中心"，成为当年河南省交通运输行业唯一获批单位。该中心已获本领域知识产权200余项，参编国际标准、国家标准及行业标准83项，牵头起草的国家标准《道路用玄武岩纤维沥青混合料》于2024年获批发布。依托这一国家级平台，学校同步建有17个省级科研平台，形成了从基础研究、装备研制到工程应用的完整创新链条。

"在部级研发中心做实验、听博士后开组会，是我们上课之外的日常。“团队负责人张治豪说。他是一名道路与桥梁工程技术专业的助理工程师，也是同学们口中"最爱钻试验室的人”。他说：“我的工作是守护中国公路的第一道防线。我们是一群深埋于公路养护沃土的有志青年，想用青春开创灌缝新材料。”

三、上千次试验打磨"墨盾"：让灌缝如焊接般牢固

路面灌缝是公路养护中频率最高、却长期被技术忽视的环节。团队在调研中发现，传统灌缝胶存在三大"顽疾"：高温易流淌、低温易脆断、新—老界面易脱粘，往往"今年灌、明年开"。

针对这一行业困局，团队创新采用多元协同改性路线，系统提出了三项核心技术：其一，深度脱硫活化橡胶粉（DAR）与糠醛精制抽出油（FEO）协同改性技术。其二，纳米碳化硅与有机化层状双氢氧化物（LDHs）协同抗水技术。用硬脂酸阴离子置换水滑石层间亲水离子，层间距增至3.2nm，接触角超150°、滚动角小于10°，主动排开水膜。其三，石墨烯增强型自修复微胶囊嵌入技术。围绕上述路线，团队建立了响应面法优选模型，历经上千次配比调试与性能验证，最终形成"墨盾"系列五种型号产品——从DYH-1高温型到DYH-5严寒型，实现全国不同气候分区全覆盖，破解了行业"高低温难兼顾、新老界面易脱粘"的两大痼疾。

四、把论文写在路面上：从实训室驶向3条高等级道路，成果的价值，最终要在路面上检验。

目前，"墨盾"系列产品已应用于3条高等级道路的养护工程，灌缝质量提高98%，修复寿命较传统材料延长2—3年，经受住了高温重载与严寒冻融的双重考验。团队在此过程中累计申请专利17项、发表论文3篇、荣获国家级和省级奖项20项，构建起"基础研究—材料研发—工艺验证—工程应用"的完整闭环。

"以前是‘哪里裂了补哪里’，现在我们要让材料自己‘长好’。“张治豪这样概括团队的技术愿景。从"物理贴皮"到"化学焊接”，改变的不只是一灌缝胶的配方，更是公路养护"小缝不修、大患之源"的被动逻辑。

五、产教融合育匠才：在四甲级生产性实训基地里"真刀真枪"

这支高职团队为何能完成一项直指行业痛点的技术攻关？答案藏在学校的办学机制里。

学校公路学院校内生产性实训基地拥有公路工程试验检测综合甲级资质及公路工程监理甲级资质，通过国家CMA计量认证与CNAS实验室认可，配备桥梁检测车等大型检测设备30余台套，自成立以来持续为路桥施工、公路养护、试验检测等岗位提供真实生产项目。生产性实训基地中，学生白天在真实工程里做检测、采数据，晚上回到实验室改配方、做验证，"实训出题、创新解题、产业阅卷"的培养逻辑在这里落地生根。

近年来，学校依托交通运输部行业研发中心和省级平台集群，构建了"学术团队—技术团队—技能团队"三级人才梯队，推动科教融汇、产教融合双向赋能。从博士后团队斩获全国博士后创新创业大赛金奖，到如今"公路小匠"团队以硬核技术冲击2026年大学生创新创业大赛，"在真实工程中练真本领、以真成果服务真行业"的育人路径，正让越来越多的高职学子站上国家级创新舞台。

夜色中的试验室里，沥青样品的气味仍未散去；晨光中的高速公路上，一条条被"墨盾"缝合的裂缝正安静地承受着车轮的碾压。这群深扎公路养护一线的高职学子用行动证明：工匠精神不在远方，就在每一次精准控温、每一组数据复核、每一米坚实路面之中。他们以青春之名，为中国公路的第一道防线，续写属于新时代交通职业教育者的答卷。