北航新闻网9月7日电 近日，士嘉书院院长姚仰平院士团队提出的“锅盖效应”，入选人民教育出版社出版的义务教育教科书《物理(八年级-上册)》教师教学用书，相关内容在该书第三章《物态变化》中采用。

“锅盖效应”由姚仰平院士团队于2014年提出。姚仰平在日常生活的现象中获得启发，正如烧水时水汽遇到较冷的锅盖，会在锅盖下表面凝结成很多水珠。同理，土中水汽也会沿温度梯度迁移。冬季，浅层土壤的温度低于深层土壤，水汽在温度梯度的推动下向上迁移，遇到密闭且低温的机场跑道层，水汽便液化成水或凝华成冰，道面如同一个“锅盖”使水分不断聚积，这一现象就是“锅盖效应”。“锅盖效应”会给机场跑道带来巨大的安全风险，浅层水结冰后体积膨胀，巨大的冻胀力导致跑道鼓胀开裂，冰融后引起道面沉降，机场道面开裂“掉粒”，带来的FOD（跑道杂物），严重威胁着飞机的起降安全。为攻克这一工程难题，姚仰平领衔机场“973项目”团队潜心钻研，研制了整套试验设备，开展了一系列室内试验和现场试验，建立了水汽迁移的理论模型，系统揭示了“锅盖效应”的产生机理，通过热-水-力多场耦合分析，形成了“锅盖效应”诱发机场跑道沉降的计算方法。基于此，姚仰平带领团队提出了疏堵结合的“锅盖效应”防治技术，在略低于场地冻结深度处，铺设土工布来阻断水汽的迁移，避免了水的聚积和冻胀病害，同时在碎石垫层的两侧间隔设置纵向排水盲沟，排除可能聚积在碎石垫层中的水分。此外，姚仰平还带领团队创新发展了双向“锅盖效应”理论，为新能源开发与生态保护协同提供了可以借鉴的新思路。“锅盖效应”防治技术已被应用于国内多个机场及北京大兴国际机场的跑道设计中，有效抑制了跑道道基中的水汽迁移和聚积，防控了因“锅盖效应”导致的跑道冻胀风险，为机场长期安全服役提供了关键技术支撑。“锅盖效应”防治被纳入中国民用航空局发布的行业标准《民用机场高填方工程技术规范》，取得了显著的社会经济效益。相关成果“北京大兴国际机场跑道道基防灾关键技术及应用”获2023年中国交通运输协会科技进步特等奖。

（来源：北航交通学院公众号）

（审核：李建伟）

编辑：贾爱平