生態(tài)道路科技?jí)?/h1>
2016-03-25 08:43汲曉奇
科學(xué)中國人 2016年3期
汲曉奇
“道路等土木設(shè)施工程與環(huán)境工程有什么關(guān)系？”在網(wǎng)絡(luò)中，類似這樣的問題有不少。事實(shí)上，兩個(gè)看似獨(dú)立的學(xué)科之間存在著許多內(nèi)在聯(lián)系。如今，在進(jìn)行土木工程建設(shè)與研究過程中，同時(shí)平衡考量其對(duì)環(huán)境的影響因素，致力于建立生態(tài)、可持續(xù)的土木工程學(xué)科發(fā)展，這已經(jīng)成為國外土木工程學(xué)科發(fā)展的主流。
近些年來，環(huán)境問題在全世界范圍內(nèi)引發(fā)極大關(guān)注，我國對(duì)于環(huán)境保護(hù)與環(huán)境工程的重視程度也提升至前所未有的高度。各個(gè)學(xué)科與環(huán)境工程的交叉研究迫在眉睫，土木工程就是其中重要的一項(xiàng)。
2015年由中組部國家“青年千人計(jì)劃”引進(jìn)回國的李輝教授，正是在道路工程與環(huán)境工程領(lǐng)域從事多年研究的青年學(xué)者。7年前，他選擇出國深造，拓展學(xué)科眼界，如今，他在科研的壯年回國，為了投身祖國建設(shè)需要。
深入交叉學(xué)科
2001年，李輝本科考入東南大學(xué)土木工程專業(yè)。4年后，他以優(yōu)異的成績被保送本校攻讀碩士研究生，在土木工程的大學(xué)科下，他選擇了道路與鐵道工程專業(yè)作為自己的研究方向。
研究生畢業(yè)后，李輝希望到國外繼續(xù)深造，“在土木工程領(lǐng)域，國外無論從技術(shù)還是理念上，都有值得我們學(xué)習(xí)的地方”。2008年，李輝進(jìn)入加州大學(xué)戴維斯分校土木與環(huán)境工程系繼續(xù)攻讀博士學(xué)位，從此涉足土木工程與環(huán)境工程的交叉研究。
李輝介紹，美國多數(shù)大學(xué)的土木工程專業(yè)都被叫做土木與環(huán)境工程專業(yè)，因?yàn)橥聊竟こ坛藗鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)工程、橋梁工程、巖土工程、交通工程之外，還會(huì)涉及水資源、大氣等環(huán)境工程，要把環(huán)境放在土木工程中考慮。“土木工程與環(huán)境本身就是密切相關(guān)的?！?/p>
加州大學(xué)戴維斯分校本身就有著注重環(huán)境科學(xué)的傳統(tǒng)，學(xué)校在各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域都對(duì)環(huán)境研究有所偏重。李輝在土木與環(huán)境工程專業(yè)的方向是交通，在專業(yè)課中，環(huán)境工程也是必修課。在這種氛圍的熏陶下，李輝很快就對(duì)土木工程與環(huán)境相關(guān)的交叉領(lǐng)域產(chǎn)生了濃厚興趣。因此在攻讀博士學(xué)位期間，李輝還攻讀了本校的環(huán)境與資源經(jīng)濟(jì)學(xué)碩士學(xué)位。
李輝的博士論文是有關(guān)涼爽路面的研究。人們所見的傳統(tǒng)道路路面，不管是城市道路、機(jī)場道面還是高速公路路面，大部分都是黑色瀝青路面。黑色路面吸熱能力強(qiáng)，在38攝氏度左右的室外氣溫下，路面溫度甚至高達(dá)六七十?dāng)z氏度。高溫會(huì)帶來路面損壞，縮短其壽命，同時(shí)，路面高溫亦會(huì)間接造成空氣溫度升高，惡化城市熱島效應(yīng)。
是否有辦法降低路面基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)環(huán)境的不利影響呢？這就是李輝開展涼爽路面研究的初衷。事實(shí)上，這一概念此前已有，然而相關(guān)的試驗(yàn)工作相對(duì)較少。以往研究主要強(qiáng)調(diào)提高路面反射率，李輝指出，這種做法容易將路面熱量反射到建筑、車輛甚至人體上，造成建筑和車輛制冷能耗增加，更會(huì)對(duì)人體健康帶來不利影響。
通過大量模擬和實(shí)驗(yàn)工作，李輝在博士論文中闡明了提高路面反射率后的降溫效果，以及可能造成的不利影響。李輝的工作將涼爽路面向可行性應(yīng)用帶進(jìn)了一大步，大量研究成果被美國聯(lián)邦公路局第一部《可持續(xù)路面系統(tǒng)指南》所采用。2012年，美國加州政府州長簽署通過了一個(gè)法案AB 296，旨在進(jìn)一步推進(jìn)涼爽路面的研究與應(yīng)用。這一法案即建立在李輝的研究基礎(chǔ)上。
科研成果全面開花
2012年年底，李輝進(jìn)入加州大學(xué)路面研究中心（伯克利-戴維斯），從事博士后研究工作。2014年，他成為該研究中心的項(xiàng)目科學(xué)家，與該中心的Carl Monismith院士和John Harvey教授開展合作研究。在此期間，李輝有多項(xiàng)兼具理論與實(shí)用價(jià)值的科研成果相繼誕生。
基于城市地表雨洪管理的透水路面研究，啟發(fā)于涼爽路面的研究。在研究涼爽路面的反射率期間，李輝關(guān)注到沙漠中沙子的反射率很高，但沙漠依舊溫度很高。這是由于沙漠沒有水分蒸發(fā)造成的。而城市路面除了黑色瀝青路面容易吸熱外，大部分路面的不透水性也是路面降溫不利的一大原因?！敖陙?，國內(nèi)許多大城市經(jīng)常出現(xiàn)一下雨就‘看海的現(xiàn)象，其實(shí)路面也會(huì)對(duì)城市內(nèi)澇產(chǎn)生一定影響。人們?cè)谂紤]交通承載功能和延長路面壽命的同時(shí)，將路面做得密實(shí)、硬化，導(dǎo)致路面不透水不透氣，一旦下雨后地下管線的排水能力不足，就會(huì)加劇內(nèi)澇?！蓖瑫r(shí)，路面不透水還容易引發(fā)水污染問題，城市雨洪將路面的汽油、金屬等污染物沖刷到河流后會(huì)造成水體污染。
研究透水路面的難點(diǎn)在于，既要考慮路面的承載力和耐久性，也要在一定程度上恢復(fù)路面的生態(tài)功能。為此，李輝開發(fā)了新型全透水路面材料的力學(xué)（面層、基層和土基材料的強(qiáng)度、模量、抗車轍性能、疲勞性能等）和透水性能的試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，提出了不同透水路面材料（透水瀝青混凝土、透水水泥混凝土及透水鋪磚）和路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理和方法，并利用重載模擬車HVS加速加載試驗(yàn)路驗(yàn)證了透水鋪磚路面在重載交通條件下的實(shí)際路用性能，并探究了降低空隙堵塞問題的透水路面的施工工藝和養(yǎng)護(hù)技術(shù)。
該研究完善了平衡強(qiáng)度和透水率的透水路面材料的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)方法，首次提出了透水路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)和水力雙性能設(shè)計(jì)方法，并驗(yàn)證了部分透水路面在重載條件下的設(shè)計(jì)方法和實(shí)際路用性能，有效推進(jìn)了該功能路面的工程應(yīng)用。
如今李輝的這項(xiàng)研究已經(jīng)在美國加州、新澤西州等多個(gè)州的試驗(yàn)和實(shí)體工程中應(yīng)用，并被采用編寫進(jìn)美國加州交通廳第一部《透水路面設(shè)計(jì)指南》。透水路面更是我國目前大力推廣緩解城市雨洪和水污染的“海綿城市”的一大潛在技術(shù)措施。隨后，李輝又進(jìn)行了一些其他項(xiàng)目的研發(fā)，并形成了自己環(huán)境友好及多功能路面系統(tǒng)的技術(shù)研究體系。
在美國的7年時(shí)間里，李輝沿著一個(gè)主題研究方向，一方面進(jìn)行深化，一方面進(jìn)行擴(kuò)展。除了上述基礎(chǔ)研究外，李輝還從事了道路的全壽命周期分析研究。他說：“要評(píng)價(jià)一種路面技術(shù)是否有效，是否具有可持續(xù)性，要將其放在整個(gè)壽命周期框架下考慮，而不僅僅是考慮某一個(gè)階段。從建設(shè)，到使用、后期養(yǎng)護(hù)、回收利用階段，這些都要放在一起分析考慮。此外還要結(jié)合環(huán)境影響評(píng)價(jià)去考慮技術(shù)。最終要真正做到基礎(chǔ)設(shè)施全壽命周期的有效可持續(xù)性，推動(dòng)交通基礎(chǔ)設(shè)施的可持續(xù)性發(fā)展。”
在這項(xiàng)技術(shù)研究中，李輝制定了可持續(xù)性道路工程全壽命周期分析的框架，收集和完善了各種路面材料和施工技術(shù)的環(huán)境影響清單，開發(fā)和改進(jìn)了道路使用階段的各種環(huán)境影響分析模型，并集成全壽命周期成本、能耗、排放及污染等計(jì)算模型于傳統(tǒng)路面管理系統(tǒng)，開發(fā)用于道路項(xiàng)目級(jí)和網(wǎng)絡(luò)級(jí)的全壽命周期分析應(yīng)用軟件，分析道路項(xiàng)目級(jí)和網(wǎng)絡(luò)級(jí)的全壽命周期成本、能耗、排放、污染等多個(gè)指標(biāo)，為道路工程的可持續(xù)性發(fā)展提供全壽命周期的決策支持。部分研究成果已被加州交通廳用于其新一代基礎(chǔ)設(shè)施全壽命周期管理系統(tǒng)。
與祖國一同進(jìn)步
2015年5月，李輝回國展開工作，成為同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院道路與機(jī)場工程系教授、博士生導(dǎo)師。選擇回國源于國家向好的大環(huán)境與一個(gè)科研人的報(bào)國心與成就感。“國家把環(huán)境放在越來越重要的位置，強(qiáng)調(diào)除了物質(zhì)文明和精神文明之外，還要建設(shè)生態(tài)文明。我在美國做了很多工作，都有很好的應(yīng)用，但始終沒有主體感和成就感。作為一個(gè)中國人，我還是想能有機(jī)會(huì)在國內(nèi)做更多事情。國家現(xiàn)在發(fā)展得很好，回來能做更多事和做出更大的貢獻(xiàn)?！?/p>
李輝選擇同濟(jì)大學(xué)，是由于同濟(jì)大學(xué)與加州大學(xué)路面研究中心自上世紀(jì)八十年代開始便展開密切合作。近30年來，同濟(jì)大學(xué)持續(xù)不斷地將人才送去加州大學(xué)路面研究中心訪問交流，李輝也正是在美國期間，與同濟(jì)大學(xué)開展了不少合作，雙方有了交集。同時(shí)，同濟(jì)大學(xué)的真誠邀請(qǐng)與提供的實(shí)力雄厚的科研條件，也讓李輝下定了決心。
雖然回國僅僅數(shù)月，但李輝并沒有為科研啟動(dòng)花費(fèi)多少精力。在國家“青年千人計(jì)劃”與同濟(jì)大學(xué)的配套政策支持下，李輝獲得了充足的啟動(dòng)資金，同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院也給予歸國人才全方位的大力支持，作為全國重點(diǎn)學(xué)科及教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，學(xué)院的主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備一應(yīng)俱全，整體實(shí)力很強(qiáng)，李輝對(duì)回國后的科研條件十分滿意。
回國后，李輝希望以同濟(jì)大學(xué)交通、土木、環(huán)境等相關(guān)優(yōu)勢學(xué)科為基礎(chǔ)，充分吸收交通運(yùn)輸工程學(xué)院道路與機(jī)場工程領(lǐng)域豐富的科研經(jīng)驗(yàn)，依托國家重點(diǎn)學(xué)科和道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等科研平臺(tái)，圍繞重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的交通可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能減排和道路工程材料多功能化及高性能化的重大需求為發(fā)展方向，針對(duì)中國可持續(xù)道路交通研究、開發(fā)與應(yīng)用中急需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題和前瞻性發(fā)展問題及相關(guān)政策，開展全面多學(xué)科交叉的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究工作。
目前，李輝已成功申請(qǐng)到一項(xiàng)國家自然科學(xué)基金，他說，這也得益于學(xué)校為他提供的幫助，讓他得以在回國前就提前準(zhǔn)備?！皬膶W(xué)校到學(xué)院都對(duì)我們青年海歸教師寄予很大希望，希望我們能夠帶動(dòng)學(xué)科的國際化發(fā)展。我們面臨很好的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也面臨巨大挑戰(zhàn)。我相信，在這個(gè)平臺(tái)下，我們能做更多更好的事情?！?/p>
當(dāng)然，一切也并非一帆風(fēng)順。李輝坦言，未來一段時(shí)間內(nèi)，他的精力主要將放在團(tuán)隊(duì)完善上。目前李輝團(tuán)隊(duì)有碩士、博士及博士后多人，他還在物色兩名青年教師做助手。“畢竟，一個(gè)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)不是一件小事，關(guān)系到以后科研的進(jìn)展?！?/p>
李輝認(rèn)為，遴選團(tuán)隊(duì)成員，除了要有一定研究基礎(chǔ)之外，還需要其有較高的研究興趣。“因?yàn)橛信d趣才會(huì)有激情去從事研究，才不會(huì)感到厭倦和疲憊?！睂?duì)于團(tuán)隊(duì)管理，在西方接受多年教育的李輝認(rèn)為，應(yīng)結(jié)合國情考慮，采用中西結(jié)合的管理方式。在團(tuán)隊(duì)成員的關(guān)系上，他希望為大家提供更加寬松的環(huán)境?！皥F(tuán)隊(duì)成員之間應(yīng)該是相對(duì)平等的，大家不應(yīng)該有層級(jí)差別，只有分工的不同?！崩钶x認(rèn)為，一個(gè)人的知識(shí)與精力畢竟是有限的，大家有效分工合作，各自發(fā)揮特長，才能共同推動(dòng)研究發(fā)展。
在指導(dǎo)研究生的過程中，李輝也注重培養(yǎng)他們獨(dú)立思考與批判思考的能力。主動(dòng)思考，而不是被動(dòng)接受，這是李輝對(duì)學(xué)生的要求。在上課時(shí)，他也注意采用引導(dǎo)式的方法，而不是灌輸式?！翱萍歼M(jìn)步很多時(shí)候是建立在前人研究的基礎(chǔ)上，我們發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)以前研究中不完善的地方，這樣才能進(jìn)步?！?/p>
盡管剛剛回國，李輝的感悟與見解并不少，他說回國后，擺正心態(tài)是最重要的。很多不完善的地方要慢慢改進(jìn)，祖國也在逐步向好的方向發(fā)展。他愿意與祖國、與學(xué)科一同發(fā)展進(jìn)步，一點(diǎn)點(diǎn)繪制自己心中的生態(tài)科技藍(lán)圖。
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近些年來，環(huán)境問題在全世界范圍內(nèi)引發(fā)極大關(guān)注，我國對(duì)于環(huán)境保護(hù)與環(huán)境工程的重視程度也提升至前所未有的高度。各個(gè)學(xué)科與環(huán)境工程的交叉研究迫在眉睫，土木工程就是其中重要的一項(xiàng)。
2015年由中組部國家“青年千人計(jì)劃”引進(jìn)回國的李輝教授，正是在道路工程與環(huán)境工程領(lǐng)域從事多年研究的青年學(xué)者。7年前，他選擇出國深造，拓展學(xué)科眼界，如今，他在科研的壯年回國，為了投身祖國建設(shè)需要。
深入交叉學(xué)科
2001年，李輝本科考入東南大學(xué)土木工程專業(yè)。4年后，他以優(yōu)異的成績被保送本校攻讀碩士研究生，在土木工程的大學(xué)科下，他選擇了道路與鐵道工程專業(yè)作為自己的研究方向。
研究生畢業(yè)后，李輝希望到國外繼續(xù)深造，“在土木工程領(lǐng)域，國外無論從技術(shù)還是理念上，都有值得我們學(xué)習(xí)的地方”。2008年，李輝進(jìn)入加州大學(xué)戴維斯分校土木與環(huán)境工程系繼續(xù)攻讀博士學(xué)位，從此涉足土木工程與環(huán)境工程的交叉研究。
李輝介紹，美國多數(shù)大學(xué)的土木工程專業(yè)都被叫做土木與環(huán)境工程專業(yè)，因?yàn)橥聊竟こ坛藗鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)工程、橋梁工程、巖土工程、交通工程之外，還會(huì)涉及水資源、大氣等環(huán)境工程，要把環(huán)境放在土木工程中考慮。“土木工程與環(huán)境本身就是密切相關(guān)的?！?/p>
加州大學(xué)戴維斯分校本身就有著注重環(huán)境科學(xué)的傳統(tǒng)，學(xué)校在各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域都對(duì)環(huán)境研究有所偏重。李輝在土木與環(huán)境工程專業(yè)的方向是交通，在專業(yè)課中，環(huán)境工程也是必修課。在這種氛圍的熏陶下，李輝很快就對(duì)土木工程與環(huán)境相關(guān)的交叉領(lǐng)域產(chǎn)生了濃厚興趣。因此在攻讀博士學(xué)位期間，李輝還攻讀了本校的環(huán)境與資源經(jīng)濟(jì)學(xué)碩士學(xué)位。
李輝的博士論文是有關(guān)涼爽路面的研究。人們所見的傳統(tǒng)道路路面，不管是城市道路、機(jī)場道面還是高速公路路面，大部分都是黑色瀝青路面。黑色路面吸熱能力強(qiáng)，在38攝氏度左右的室外氣溫下，路面溫度甚至高達(dá)六七十?dāng)z氏度。高溫會(huì)帶來路面損壞，縮短其壽命，同時(shí)，路面高溫亦會(huì)間接造成空氣溫度升高，惡化城市熱島效應(yīng)。
是否有辦法降低路面基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)環(huán)境的不利影響呢？這就是李輝開展涼爽路面研究的初衷。事實(shí)上，這一概念此前已有，然而相關(guān)的試驗(yàn)工作相對(duì)較少。以往研究主要強(qiáng)調(diào)提高路面反射率，李輝指出，這種做法容易將路面熱量反射到建筑、車輛甚至人體上，造成建筑和車輛制冷能耗增加，更會(huì)對(duì)人體健康帶來不利影響。
通過大量模擬和實(shí)驗(yàn)工作，李輝在博士論文中闡明了提高路面反射率后的降溫效果，以及可能造成的不利影響。李輝的工作將涼爽路面向可行性應(yīng)用帶進(jìn)了一大步，大量研究成果被美國聯(lián)邦公路局第一部《可持續(xù)路面系統(tǒng)指南》所采用。2012年，美國加州政府州長簽署通過了一個(gè)法案AB 296，旨在進(jìn)一步推進(jìn)涼爽路面的研究與應(yīng)用。這一法案即建立在李輝的研究基礎(chǔ)上。
科研成果全面開花
2012年年底，李輝進(jìn)入加州大學(xué)路面研究中心（伯克利-戴維斯），從事博士后研究工作。2014年，他成為該研究中心的項(xiàng)目科學(xué)家，與該中心的Carl Monismith院士和John Harvey教授開展合作研究。在此期間，李輝有多項(xiàng)兼具理論與實(shí)用價(jià)值的科研成果相繼誕生。
基于城市地表雨洪管理的透水路面研究，啟發(fā)于涼爽路面的研究。在研究涼爽路面的反射率期間，李輝關(guān)注到沙漠中沙子的反射率很高，但沙漠依舊溫度很高。這是由于沙漠沒有水分蒸發(fā)造成的。而城市路面除了黑色瀝青路面容易吸熱外，大部分路面的不透水性也是路面降溫不利的一大原因?！敖陙?，國內(nèi)許多大城市經(jīng)常出現(xiàn)一下雨就‘看海的現(xiàn)象，其實(shí)路面也會(huì)對(duì)城市內(nèi)澇產(chǎn)生一定影響。人們?cè)谂紤]交通承載功能和延長路面壽命的同時(shí)，將路面做得密實(shí)、硬化，導(dǎo)致路面不透水不透氣，一旦下雨后地下管線的排水能力不足，就會(huì)加劇內(nèi)澇?！蓖瑫r(shí)，路面不透水還容易引發(fā)水污染問題，城市雨洪將路面的汽油、金屬等污染物沖刷到河流后會(huì)造成水體污染。
研究透水路面的難點(diǎn)在于，既要考慮路面的承載力和耐久性，也要在一定程度上恢復(fù)路面的生態(tài)功能。為此，李輝開發(fā)了新型全透水路面材料的力學(xué)（面層、基層和土基材料的強(qiáng)度、模量、抗車轍性能、疲勞性能等）和透水性能的試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，提出了不同透水路面材料（透水瀝青混凝土、透水水泥混凝土及透水鋪磚）和路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理和方法，并利用重載模擬車HVS加速加載試驗(yàn)路驗(yàn)證了透水鋪磚路面在重載交通條件下的實(shí)際路用性能，并探究了降低空隙堵塞問題的透水路面的施工工藝和養(yǎng)護(hù)技術(shù)。
該研究完善了平衡強(qiáng)度和透水率的透水路面材料的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)方法，首次提出了透水路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)和水力雙性能設(shè)計(jì)方法，并驗(yàn)證了部分透水路面在重載條件下的設(shè)計(jì)方法和實(shí)際路用性能，有效推進(jìn)了該功能路面的工程應(yīng)用。
如今李輝的這項(xiàng)研究已經(jīng)在美國加州、新澤西州等多個(gè)州的試驗(yàn)和實(shí)體工程中應(yīng)用，并被采用編寫進(jìn)美國加州交通廳第一部《透水路面設(shè)計(jì)指南》。透水路面更是我國目前大力推廣緩解城市雨洪和水污染的“海綿城市”的一大潛在技術(shù)措施。隨后，李輝又進(jìn)行了一些其他項(xiàng)目的研發(fā)，并形成了自己環(huán)境友好及多功能路面系統(tǒng)的技術(shù)研究體系。
在美國的7年時(shí)間里，李輝沿著一個(gè)主題研究方向，一方面進(jìn)行深化，一方面進(jìn)行擴(kuò)展。除了上述基礎(chǔ)研究外，李輝還從事了道路的全壽命周期分析研究。他說：“要評(píng)價(jià)一種路面技術(shù)是否有效，是否具有可持續(xù)性，要將其放在整個(gè)壽命周期框架下考慮，而不僅僅是考慮某一個(gè)階段。從建設(shè)，到使用、后期養(yǎng)護(hù)、回收利用階段，這些都要放在一起分析考慮。此外還要結(jié)合環(huán)境影響評(píng)價(jià)去考慮技術(shù)。最終要真正做到基礎(chǔ)設(shè)施全壽命周期的有效可持續(xù)性，推動(dòng)交通基礎(chǔ)設(shè)施的可持續(xù)性發(fā)展。”
在這項(xiàng)技術(shù)研究中，李輝制定了可持續(xù)性道路工程全壽命周期分析的框架，收集和完善了各種路面材料和施工技術(shù)的環(huán)境影響清單，開發(fā)和改進(jìn)了道路使用階段的各種環(huán)境影響分析模型，并集成全壽命周期成本、能耗、排放及污染等計(jì)算模型于傳統(tǒng)路面管理系統(tǒng)，開發(fā)用于道路項(xiàng)目級(jí)和網(wǎng)絡(luò)級(jí)的全壽命周期分析應(yīng)用軟件，分析道路項(xiàng)目級(jí)和網(wǎng)絡(luò)級(jí)的全壽命周期成本、能耗、排放、污染等多個(gè)指標(biāo)，為道路工程的可持續(xù)性發(fā)展提供全壽命周期的決策支持。部分研究成果已被加州交通廳用于其新一代基礎(chǔ)設(shè)施全壽命周期管理系統(tǒng)。
與祖國一同進(jìn)步
2015年5月，李輝回國展開工作，成為同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院道路與機(jī)場工程系教授、博士生導(dǎo)師。選擇回國源于國家向好的大環(huán)境與一個(gè)科研人的報(bào)國心與成就感。“國家把環(huán)境放在越來越重要的位置，強(qiáng)調(diào)除了物質(zhì)文明和精神文明之外，還要建設(shè)生態(tài)文明。我在美國做了很多工作，都有很好的應(yīng)用，但始終沒有主體感和成就感。作為一個(gè)中國人，我還是想能有機(jī)會(huì)在國內(nèi)做更多事情。國家現(xiàn)在發(fā)展得很好，回來能做更多事和做出更大的貢獻(xiàn)?！?/p>
李輝選擇同濟(jì)大學(xué)，是由于同濟(jì)大學(xué)與加州大學(xué)路面研究中心自上世紀(jì)八十年代開始便展開密切合作。近30年來，同濟(jì)大學(xué)持續(xù)不斷地將人才送去加州大學(xué)路面研究中心訪問交流，李輝也正是在美國期間，與同濟(jì)大學(xué)開展了不少合作，雙方有了交集。同時(shí)，同濟(jì)大學(xué)的真誠邀請(qǐng)與提供的實(shí)力雄厚的科研條件，也讓李輝下定了決心。
雖然回國僅僅數(shù)月，但李輝并沒有為科研啟動(dòng)花費(fèi)多少精力。在國家“青年千人計(jì)劃”與同濟(jì)大學(xué)的配套政策支持下，李輝獲得了充足的啟動(dòng)資金，同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院也給予歸國人才全方位的大力支持，作為全國重點(diǎn)學(xué)科及教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，學(xué)院的主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備一應(yīng)俱全，整體實(shí)力很強(qiáng)，李輝對(duì)回國后的科研條件十分滿意。
回國后，李輝希望以同濟(jì)大學(xué)交通、土木、環(huán)境等相關(guān)優(yōu)勢學(xué)科為基礎(chǔ)，充分吸收交通運(yùn)輸工程學(xué)院道路與機(jī)場工程領(lǐng)域豐富的科研經(jīng)驗(yàn)，依托國家重點(diǎn)學(xué)科和道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等科研平臺(tái)，圍繞重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的交通可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能減排和道路工程材料多功能化及高性能化的重大需求為發(fā)展方向，針對(duì)中國可持續(xù)道路交通研究、開發(fā)與應(yīng)用中急需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題和前瞻性發(fā)展問題及相關(guān)政策，開展全面多學(xué)科交叉的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究工作。
目前，李輝已成功申請(qǐng)到一項(xiàng)國家自然科學(xué)基金，他說，這也得益于學(xué)校為他提供的幫助，讓他得以在回國前就提前準(zhǔn)備?！皬膶W(xué)校到學(xué)院都對(duì)我們青年海歸教師寄予很大希望，希望我們能夠帶動(dòng)學(xué)科的國際化發(fā)展。我們面臨很好的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也面臨巨大挑戰(zhàn)。我相信，在這個(gè)平臺(tái)下，我們能做更多更好的事情?！?/p>
當(dāng)然，一切也并非一帆風(fēng)順。李輝坦言，未來一段時(shí)間內(nèi)，他的精力主要將放在團(tuán)隊(duì)完善上。目前李輝團(tuán)隊(duì)有碩士、博士及博士后多人，他還在物色兩名青年教師做助手。“畢竟，一個(gè)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)不是一件小事，關(guān)系到以后科研的進(jìn)展?！?/p>
李輝認(rèn)為，遴選團(tuán)隊(duì)成員，除了要有一定研究基礎(chǔ)之外，還需要其有較高的研究興趣。“因?yàn)橛信d趣才會(huì)有激情去從事研究，才不會(huì)感到厭倦和疲憊?！睂?duì)于團(tuán)隊(duì)管理，在西方接受多年教育的李輝認(rèn)為，應(yīng)結(jié)合國情考慮，采用中西結(jié)合的管理方式。在團(tuán)隊(duì)成員的關(guān)系上，他希望為大家提供更加寬松的環(huán)境?！皥F(tuán)隊(duì)成員之間應(yīng)該是相對(duì)平等的，大家不應(yīng)該有層級(jí)差別，只有分工的不同?！崩钶x認(rèn)為，一個(gè)人的知識(shí)與精力畢竟是有限的，大家有效分工合作，各自發(fā)揮特長，才能共同推動(dòng)研究發(fā)展。
在指導(dǎo)研究生的過程中，李輝也注重培養(yǎng)他們獨(dú)立思考與批判思考的能力。主動(dòng)思考，而不是被動(dòng)接受，這是李輝對(duì)學(xué)生的要求。在上課時(shí)，他也注意采用引導(dǎo)式的方法，而不是灌輸式?！翱萍歼M(jìn)步很多時(shí)候是建立在前人研究的基礎(chǔ)上，我們發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)以前研究中不完善的地方，這樣才能進(jìn)步?！?/p>
盡管剛剛回國，李輝的感悟與見解并不少，他說回國后，擺正心態(tài)是最重要的。很多不完善的地方要慢慢改進(jìn)，祖國也在逐步向好的方向發(fā)展。他愿意與祖國、與學(xué)科一同發(fā)展進(jìn)步，一點(diǎn)點(diǎn)繪制自己心中的生態(tài)科技藍(lán)圖。
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