道路,是最重要的基础设施之一,在社会经济发展中发挥着重要作用。改革开放以来,我国道路建设突飞猛进,取得了举世瞩目的成就。据统计公报显示,2015年广东道路总里程达到21.6万公里,广州市辖区内的道路(含高速公路)总里程也已超过6000公里。与此同时,在已建成的道路中,进入养护期的道路超过了95%。广东道路已经进入建、养并重时期。
近年来,我国道路的路面施工技术和路面质量有了明显的提升,但是由于交通流量的大幅增加。加之广东气候湿热,降雨大,运输车辆大型化,超载现象严重,以致道路路面早期病害、性能衰减更为严重,出现道路功能和寿命达不到设计要求等问题。
道路建设、养护中遇到的问题需要技术的创新与发展。在近日举行的“2016-中国广州·道路创新技术论坛”上,专家们从不同的角度介绍了道路建设、养护的各种新技术,引起了业内人士的极大关注。
瞬间反应的新材料最大膨胀30倍
“这种非水反应高聚物材料,反应时间非常快,数分钟,甚至数秒就出现反应,很快就可以达到需要的强度;而且高膨胀,最大可膨胀30倍;这种材料,在现场有水或无水的环境都能适应,可广泛应用于防渗、堵涌、填充脱空、顶升沉降结构等。”中国工程院王复明院士在论坛上介绍说。
王复明院士长期从事基础工程设施安全维护理论与技术研究,在基础工程渗漏涌水防治和隐蔽病害诊治方面取得系统创新成果。他在专题演讲中介绍了基础工程防渗与非开挖修复技术的最新进展。
据介绍,我国水利与交通基础工程设施建设发展迅速,规模巨大,但是安全形势十分严峻。堤防、土坝、尾矿坝数量众多,渗漏隐患普遍存在,决堤、溃坝事故时有发生;渗漏涌水对基坑、隧道等地下工程危害极大;水损害导致路面过早破坏,每年有数千公里高速公路进行大中维修。过去国内外防渗修复常用的材料是水反应材料,但是水反应材料在应急抢险方面存在各种问题和不足。对此,王复明院士提出基于非水反应材料的防渗修复技术理念并带领团队研制出了具有环保、早强、抗渗、耐久、不受水影响等优良工程特性的非水反应高聚物材料。
王复明院士还介绍了多种基础工程非开挖修复技术及应用,特别是高速公路隐蔽病害诊断与修复技术引起了与会代表的关注。据介绍,我国高速公路里程已达到12.5万公里。我国高速公路典型疑难病害主要是渗漏造成的脱空、积水、唧泥翻浆。这种疑难病害隐蔽性强,形态复杂多变,诊治困难,过去主要采用开挖维修或整段加铺,不仅维护成本高,而且对道路交通影响大。高速公路隐蔽病害诊断与修复系统技术就是针对高速公路典型疑难病害研究出的一项技术。据介绍,这一非开挖修复技术已经应用于19个省、市、自治区的180多项工程。京港澳高速公路(安阳-新乡)是一项最具代表性的工程。该工程最大的难题是唧泥翻浆日益严重,通车9年维修经费达5.4亿元。采用高速公路隐蔽病害诊断与修复技术,80天修复病害24000余处,修复一处病害约30分钟,一次修复率95%。采用该项技术,避免了开挖维修造成的资源浪费和环境污染,比开挖维修节省直接费用53%、节省间接费用75%。据介绍,应用此项技术之前,平均一年的维修经费为6000万元,应用此项技术之后,每年平均维修经费仅为1100万元。
超薄沥青路面使用寿命超过八年
“超薄沥青路面是在成熟技术体系上性能改进与提升,超薄沥青路面磨耗层厚度仅有0.8-1.2厘米,厚度明显下降,而预期寿命在8-10年。”华南理工大学土木与交通学院硕士导师虞将苗博士在专题演讲中介绍了热拌超薄沥青路面技术的发展与应用。
据介绍,过去新建沥青路面表面磨耗层设计一般采用厚度为4-5厘米改性沥青热拌混凝土,这种沥青路面,需要大量的优质石材,施工能耗高,不低碳环保,而且寿命难以保证。而热拌超薄沥青路面技术,采用同步摊铺技术实施厚度为0.8-1.2厘米的热拌沥青混凝土加铺结构层,以高性能聚合物改性沥青和经化学处治的聚合物改性乳化沥青为热拌沥青混合料和粘结层原料,成型后的路面具有良好的抗裂、抗渗水和抗滑性能。采用这种技术,工艺流程简单高效,不需要大型设备;摊铺完最快一个小时后即可通车,对交通营运影响小;铺设出的路面粘结力超强,不脱落,不掉料,使用寿命超过8年,与传统路面磨耗层相比较,大量节约原材料;超低磨耗,材料层的行车磨损程度非常低,持久形成路面保护;实现了完全封水,有效保护路面基层不被地表水侵害,延长整体道路的使用寿命;另外路面摩擦系数提升,路面抗滑能力大幅提高,保证了行车安全,而且低噪音,行驶舒适性。
“热拌超薄磨耗层技术,要求路面具有一定的结构强度,不作为结构补强层。实施前必须对局部病害,如裂缝、坑槽、沉陷、拥包等进行预处理。热拌超薄磨耗层技术应在路面温度高于5℃、环境湿度在90%以下的情况下进行作业。”虞将苗博士强调说。
首条超薄路面完工三年,状态良好
“这个项目有10万多平方米,主要是在沥青路面直接加铺1厘米厚的超薄磨耗层罩面,采用的是冷拌冷铺施工工艺,工艺流程简单,把基础处理好,直接在上面进行摊铺,无需碾压成型。”在广州开发区开达路上,负责该项目施工的广东大象交通科技有限公司总经理李大为对前来观摩的与会代表介绍说。
开达路是第一条采用超薄磨耗层罩面的市政道路,2013年4月,因道路出现坑、槽等,对路面进行升级改造,主要目的是修复平整度,提升抗滑,确保行车安全;增加路面弹性,降低噪音,提升行车舒适性,改善道路美观;完全封水,对旧路面形成一层持久保护层,延长道路使用寿命。
“没有想到超薄路面能够达到这种效果。”一位与会代表在认真察看了路面之后说。
据介绍,在开发区道路维修,工程造价一般在一平方米100元左右,而这个项目只需要一平方米50元左右。
“在沥青路面加铺一层超薄磨耗层罩面,就像给沥青路面穿上了一层‘盔甲’,很好地保护路面。这个项目是三年前做的,到目前为止,仍然保持良好的状态。我相信达到八年的目标没有问题。”李大为说。