【硅酸盐中心】吴少鹏教授:以材料为笔,绘交通强国之路

发布时间:2025-10-15

  在武汉理工大学硅酸盐科学与先进建材全国重点实验室,有这样一位教授:他二十余年如一日,扎根道路建筑材料与固废资源化领域,用科研的“刻刀”雕琢交通强国的基石。他,就是材料学科首席教授吴少鹏。自2002年起,他带领团队始终践行“基础研究瞄准国际前沿,应用研究服务国家战略”的科研理念,在变“废”为宝、赋予道路“智慧生命”的征途上,留下了一串串闪光的足迹。 

成长之路:从农村娃到行业领航者 

  “一个农村娃的初心和使命,就是走出大山,走出农村,到外面的世界去看看。”吴少鹏的科研使命,早在求学时期便已深种。本着吃苦耐劳的本性,他刻苦学习考到武汉理工大学材料学院,与硅酸盐材料结下不解之缘。2002年博士后出站,站在人生的十字路口,他内心无比坚定:“中国公路建设正值黄金期,需要材料研究者!”这份扎根祖国大地的赤子之心,成为他科研报国征程的起点。

 

 

吴少鹏博士论文答辩现场

  从讲师到首席教授,二十余载光阴荏苒。他以累累硕果践行初心:主持国家级、省部级项目28项,获授权中国发明专利90余项、国际专利5项,发表SCI论文600余篇,连续入选全球前2%顶尖科学家榜单。无不诉说着他对学术的不懈追求。 


 

吴少鹏出席2025中国海峡创新发展大会

点渣成金:破解千亿吨固废困局 

  随着中国钢铁产业烈火烹油,带来了令人窒息的环保压力——全国年产约亿吨钢渣,有效利用率不足30%。堆积如山的钢渣侵占土地、污染水土,成为钢铁企业难以承受之痛。与此同时,公路建设也面临资源困境:优质沥青集料石材存量告急,年消耗量巨大,生态管控下价格飞涨。“按此速度,25年后我们将无石可用。”吴少鹏在实验室忧心忡忡。 

  两个看似无解的难题,却在吴少鹏眼中碰撞出创新的火花:“钢渣具有良好的耐磨性,拥有独特微孔结构,与沥青粘附性极佳,是优异的路面材料!”。 

  2002年,刚成为武汉理工大学材料学院教授的吴少鹏,站在武钢的废渣场上,抓起一把钢渣,立下誓言:“给我十年,让这些废料变成黄金!” 

  这条转化之路布满荆棘。早期试验中,掺入钢渣的沥青混合料频频鼓包、开裂。团队发现,罪魁祸首是钢渣中的游离氧化钙遇水膨胀,以及潜在的重金属析出风险。“实验室的失败品堆满了半个仓库,但每次失败都提供了宝贵数据。”吴少鹏回忆道。 

  吴少鹏带领他的团队一路披荆斩棘,于2002年于武钢环厂西路铺筑了国内最早钢渣沥青混凝土试验段,在往后的几年中,在武黄高速公路豹獬段匝道处和仙桃天仙大桥桥面分别铺筑了国内最早高等级钢渣沥青路面和国内最早的桥面铺筑试验段。基于试验段反馈的数据,历经13年系统攻关,团队创造性提出了钢渣沥青混凝土成套利用技术。这套技术不仅让钢渣从“环境负担”蜕变为绿色建材,更建立了从钢渣集料到钢渣混合料的标准体系。 

  2015年,关键技术迎来实战检验。宜张高速上面层,钢渣沥青混合料的成功铺设,成为了我国国内最早新建高等级钢渣沥青路面应用案例。十年后回访,这些路面依然坚固如初。 

  技术突破重塑了产业格局。汉十(G70)、大广北G45)、襄荆(G55)和包茂(G65等高速公路大规模应用钢渣沥青,曾经付费处理的钢渣身价倍增,成为钢铁企业的新增长点,吴少鹏团队成功架起了冶金与交通行业的绿色桥梁。2022年,其“钢渣固废在公路工程中绿色高效利用成套技术”荣获内蒙古自治区技术发明一等奖;2023年“大宗钢渣固废高效低碳制备高等级沥青路面材料及应用关键技术”荣获上海市技术发明一等奖。更深远的是生态价值:实现了钢渣全组分高值化梯级利用,保护了青山绿水。“过去炸山取玄武岩,现在用钢渣既消化废料又护山,一举两得!”内蒙古某公路项目负责人由衷赞叹。

 

 

吴少鹏与香港理工大学冷真教授在钢渣沥青混合料铺筑现场

智慧路面:赋予道路"生命体征"的科技革命 

  如果说“点渣成金”是变废为宝,那么赋予道路感知与自愈能力,则是吴少鹏团队引领的一场面向未来的“智慧革命”。在功能型路面材料领域,他们取得了一系列国际瞩目的创新成果。 

  其中,智慧路面技术是团队的标志性突破。传统沥青路面易产生微裂纹,若不及时修复,会迅速发展成宏观裂缝、坑槽等病害,严重影响路面寿命和交通安全。吴少鹏团队另辟蹊径,联合荷兰代尔夫特理工大学Erik Schlangen教授团队发明了革命性的“自修复”技术。他们巧妙地将特殊导电材料融入沥青混合料,当路面出现损伤时,只需通过外部电磁感应设备对路面进行加热,沥青材料便能在热作用下“苏醒”,流动性增强,自动“流淌”并填满微裂纹,实现损伤的自我修复。这项技术能显著延长路面使用寿命,大大降低养护成本和交通干扰。这如同赋予了道路“生命体征”和“自愈能力”,是道路工程领域的重大飞跃。

 

 

吴少鹏与国际同仁交流留念

  这些智慧技术已非实验室的盆景。20138月,在曹妃甸工业区,一条“有生命体征”的公路正在改变传统基建模式。吴少鹏团队铺筑我国首条导电沥青混凝土试验路,这项突破使路面具备自诊断、自修复、融雪化冰等智慧功能。接着,在湖北、安徽、甘肃、内蒙古、河北、广东等地区广泛应用。最长已经历8年考验,至今路面状况优良,产生了显著的经济社会效益。 

桃李芬芳:铸就交通强国生力军 

  吴少鹏从事教育事业以来,始终坚持团结协作、艰苦奋斗的科研精神和实事求是、追求真理的科学道德,将专业知识、科研能力与家国情怀融为一体,学术严谨,指导博士、硕士研究生120余名,超过30人已成长为支撑国家交通事业发展的领军人才。 

  吴少鹏坚信教育是一门“仁而爱人”的事业,基于对人性脆弱的深刻理解,因材施教,严爱相济、润己泽人,让每一个学生都健康成长。多年来,他迎难而上,主动作为,对多名心理困惑或生活困难的学生进行帮扶与指导,使其走出困境,学有所成,健康融入社会。在师生关系中,他坚持导师与学生是互相影响、互相学习的关系,努力成为学生良师益友。 

  作为无机非金属材料工程系原系主任,吴少鹏深刻认识到信念感对学生教育培养的重要性,他努力探索从本科生到研究生的学生培养方法,建立信念感为骨、学术研究为血肉的教育培育理念。他引领学生继承发扬老一辈道路工作者、材料科学家们甘坐冷板凳、勇啃硬骨头的信念;带领研究生到公路建设现场与一线工程技术人员深入交流,领域公路建设过程中的各项要领于艰难环节;引导学生参与国家科技支撑计划、国家国际科技创新合作重点专项、国家自然科学基金面上项目和国际合作研究项目、“863”课题等攻关课题,极大地激发了学生的使命感与信念感。在他的培育下,众多研究生纷纷闯出了一番天地,为国家与社会做出了不可替代的卓著贡献。有的跟随他的步伐继续从事道路建筑材料方向的研究,突破自我,永攀科研高峰;有的献身国家发展与事业,将身心奉献给人民,助力地区经济事业发展,增进民生福祉;有的弄潮商业市场,带领公司在高新技术研究、开发、应用、扩散、不断形成产业的过程中破浪前行。 

  云山苍苍,江水泱泱,先生之风,山高水长。在长江滨、南湖畔,吴少鹏忠诚于党和国家的教育事业,积极坚守和践行社会主义核心价值观,坚持教书和育人相统一,以德立身、以德立学、以德施教,为学子指明了方向。他将不断向老一辈科学家、教育家学习,做“经师”和“人师”的统一者,带领莘莘学子在建设交通强国事业的道路上砥砺前行,用汗水和智慧为中国公路事业的发展贡献出了不可或缺的力量。 

附件下载: