近日，重庆交通大学材料科学与工程学院郭鹏教授团队围绕抗凝冰沥青路面材料、路面结冰风险预测及山区道路运行安全保障等方向取得系列研究进展，相关成果陆续发表在 Journal of Materials in Civil Engineering、International Journal of Pavement Engineering、Cold Regions Science and Technology、Measurement 等国际期刊。系列研究面向西部山区道路冬季低温雨雪冰冻灾害防控需求，聚焦抗凝冰功能材料设计、沥青胶浆—集料界面黏附机理、路面结冰时间概率预测以及复杂线形条件下安全速度阈值评估等关键问题，形成了从“材料研发—机理揭示—智能预测—安全评价”的系统性研究链条。

冬季道路积雪结冰会显著降低轮胎—路面摩擦性能，延长制动距离，增加车辆侧滑、追尾和失控风险。对于重庆及西部山区公路而言，受复杂地形、桥隧相接、长大纵坡、急弯路段和局地小气候影响，道路结冰具有突发性、离散性和难预测性。传统融雪除冰方式在时效性、环境影响和路面结构耐久性方面仍存在一定局限。针对上述问题，郭鹏教授团队从道路材料功能化与道路运行安全协同提升出发，开展了抗凝冰沥青路面材料与冬季道路安全保障相关研究。

在抗凝冰沥青路面材料设计方面，团队提出了凝胶包覆盐储存添加剂（GSSA）的制备方法，以二氧化硅凝胶作为缓释层包覆盐储存组分，并将其用于抗凝冰沥青砂浆和沥青混合料。研究表明，该类添加剂具有较好的缓释特性，适量掺入可改善沥青混合料水稳定性和低温抗裂性能，同时降低路表溶液冰点、延缓路面表面结冰；当以GSSA替代50%矿粉时，可在抗凝冰功能与路用性能之间取得较优平衡。相关成果发表在美国土木工程师学会期刊 Journal of Materials in Civil Engineering，论文题为“Preparation and Performance Evaluation of Gel-Coated Salt Storage Additives in Antifreeze Asphalt Pavement”。

      文章链接：https://doi.org/10.1061/JMCEE7.MTENG-21689

在抗凝冰材料耐久性机理方面，团队进一步围绕盐储材料对沥青胶浆—集料界面黏附行为的影响开展多尺度研究。通过接触角测试、原子力显微镜表征和分子动力学模拟，系统揭示了NaCl基盐储材料替代矿粉后对沥青组分分子组织、表面自由能、黏附功和抗剥离性能的影响机制。研究发现，盐储材料会削弱沥青胶浆与集料之间的界面黏结稳定性，使体系更易受到水损害和机械荷载作用影响。该研究从微观和分子尺度解释了抗凝冰沥青路面在长期服役过程中可能面临的界面耐久性问题，为抗凝冰材料的界面优化和耐久性提升提供了理论依据。相关成果发表在 International Journal of Pavement Engineering，论文题为“Interfacial adhesion mechanisms of asphalt mastic-aggregate systems incorporating salt-storage materials: experimental and molecular dynamics investigation”。

     文章链接：https://doi.org/10.1080/10298436.2026.2643754

在路面结冰风险预测方面，团队针对山区道路局地小气候变化快、结冰时间难以准确判断的问题，建立了基于NGBoost的沥青路面结冰时间概率预测框架。研究综合考虑环境温度、相对湿度、风速、雨水温度和水膜厚度等因素，识别出水膜厚度、环境温度和风速是影响路面结冰时间的主控变量，并进一步构建了具有不确定性量化能力的预测模型。结果表明，NGBoost模型在测试集上取得了较高预测精度，并可输出预测区间，为冬季道路养护决策、除冰资源调度和风险预警提供了更加稳健的技术支撑。相关成果发表在 Cold Regions Science and Technology，论文题为“Probabilistic prediction of asphalt pavement icing time using NGBoost: Factor analysis and model evaluation”。

     文章链接：https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2026.104977

在山区道路运行安全评价方面，团队围绕路面抗滑性能衰减与复杂道路几何线形耦合作用下的车辆运行安全问题，建立了基于试验测试、车辆动力学仿真和数据驱动模型的安全速度阈值预测方法。研究将路面磨耗导致的摩擦衰减、轮胎—路面黏附特性、纵坡和曲线半径等因素纳入统一分析框架，揭示了路面抗滑状态与道路几何条件对车辆安全运行速度的耦合影响。研究结果表明，曲线半径减小会显著降低安全速度阈值，在相同路面条件下，曲线半径由250 m减小至50 m时，速度阈值可下降45.4%。该成果为山区公路复杂线形路段速度管控、抗滑性能评价和安全运营提供了方法参考。相关成果发表在Measurement，论文题为“Simulation-based speed thresholds prediction under coupled pavement adhesion and road geometric alignments”。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.measurement.2026.120869

上述系列成果体现了材料学院在道路工程材料、交通基础设施安全服役和智慧养护领域的持续研究积累。近年来，学院依托交通土建工程材料国家地方联合工程研究中心、韧性路面材料重庆市高校工程中心等科研平台，围绕绿色低碳道路材料、功能型沥青路面材料、山区道路灾害防控与基础设施安全韧性提升等方向持续开展有组织科研。下一步，团队将继续面向交通强国、西部陆海新通道和山区道路安全运行重大需求，推动抗凝冰路面材料、道路状态感知、智能预测预警和工程示范应用深度融合，为提升山区公路冬季安全保障能力和道路基础设施长期服役性能贡献交大力量。