文/安徽省交通運(yùn)輸廳 吳敏
2014年6月26日,北京。在和煦陽光的照耀下,安徽省滁州市公路管理局黨委書記(時任局長)蔣新明登上了交通運(yùn)輸部第十八期交通科技大講堂,就新型抗彎拉水泥混凝土路面、填充式大粒徑水泥穩(wěn)定碎石基層兩個基礎(chǔ)性課題研究成果進(jìn)行了深入講解?!敖煌萍即笾v堂是全國交通運(yùn)輸行業(yè)技術(shù)交流和科技成果推廣應(yīng)用的最高平臺,基層科研人員能登上國家交通運(yùn)輸部科技大講堂的,恐怕不多?!币惶崞鸫耸?,蔣新明有些驕傲地說,這不僅標(biāo)志著滁州市公路管理局科技創(chuàng)新工作走上了全國交通科技最高講臺,也標(biāo)志著滁州市公路管理局的科研成果得到了權(quán)威部門的認(rèn)可和肯定?!奥飞掀D幸,有恒則成?!笔Y新明這樣總結(jié)團(tuán)隊的科技創(chuàng)新歷程。
滁(州)全(椒)路腰鋪段中修現(xiàn)場,蔣新明看著不時駛過的重型貨車,感嘆道:“這條路已運(yùn)行12年了,要不是運(yùn)石材的重型車輛碾壓,還不用中修呢?!笔Y新明指著已經(jīng)刨開的路面老舊瀝青層說,若是按常規(guī)方式修建,該條路已經(jīng)到了大修的年限。采用“填充式大粒徑水泥穩(wěn)定碎石基層”新技術(shù)修建后,只要重新更換瀝青層即可,主結(jié)構(gòu)完全不用動,“看,如今的面層結(jié)構(gòu),也很平整結(jié)實。”
所謂“填充式大粒徑水泥穩(wěn)定碎石基層”新技術(shù),通俗地說就是瀝青路面抗裂縫新技術(shù)?!斑@些年,我們從‘新型抗彎拉水泥混凝土路面’技術(shù)研究到‘填充式大粒徑水泥穩(wěn)定碎石基層’新技術(shù)研究,再到‘改性水泥穩(wěn)定碎石基層’新技術(shù)和‘舊水泥混凝土路面微裂均質(zhì)化處治再生’新技術(shù)……在實際工作中遇到了不少難題,但我們堅持自主創(chuàng)新,走前人沒有走過的路?!笔Y新明說。
蔣新明在滁(州)全(椒)路腰鋪段中修現(xiàn)場(居中、穿黑衣)
公路裂縫是一個國際性的難題,被稱為公路路面的“癌癥”。一條小裂縫,看著不起眼,但只要下場雨,被汽車一碾壓,就會出現(xiàn)“一場雨水、一片冒漿、一路坑槽”的現(xiàn)象,一般5年至8年,整段路面便會大面積損壞,嚴(yán)重影響公路的品質(zhì)和壽命。
1999年,在省道307線明(光)鳳(陽)段瀝青路面改造時, 滁州市公路管理局按照常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)二灰碎石基層鋪筑方法精準(zhǔn)施工,但完工后沒有達(dá)到預(yù)期效果,時間不長路面就出現(xiàn)了裂縫。
“這事對我們打擊很大。也正是從這個時候開始,我們走上了漫長的科研創(chuàng)新之路。”蔣新明說,雖然科技創(chuàng)新不是公路管理部門主業(yè),但要修好路,必須有強(qiáng)有力的科技作支撐。2000年開始,滁州市公路管理局對瀝青路面抗裂技術(shù)的研究經(jīng)歷了三個階段:配合比設(shè)計、結(jié)構(gòu)層間摩阻約束和應(yīng)力釋放。
2004年,按照“剛?cè)嵯酀?jì)”理念,該局創(chuàng)新性地提出了應(yīng)力釋放技術(shù)思路,研究了“填充式大粒徑水泥穩(wěn)定碎石基層”新技術(shù)。該技術(shù)以大而多的粗碎石嵌鎖形成骨架,作為承載力的主要貢獻(xiàn),填充細(xì)粒式水穩(wěn)碎石穩(wěn)定骨架,保證基層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,防止基層推移變形而產(chǎn)生網(wǎng)裂下沉。不僅基本克服了瀝青路面的反射裂縫,還大幅度減少了基層的疲勞損壞,延長了公路使用壽命和大修周期,減少了全壽命周期費(fèi)用和資源的消耗。
2005年改建的滁梁路,應(yīng)用了“填充式大粒徑水泥穩(wěn)定碎石基層”新技術(shù),使用12年無反射裂縫,日常維修量很少,路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,路況良好。2017年進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù),加鋪4厘米瀝青面層,全面恢復(fù)了瀝青路面的使用品質(zhì),預(yù)計可再使用10年以上。2006年改建的滁全路,首次將該技術(shù)應(yīng)用于重交通的一級公路,僅維修部分路段瀝青面層的車轍,至今無反射裂縫,路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,預(yù)計可延長大修周期1倍以上,節(jié)約了投資和資源的再消耗。該項創(chuàng)新技術(shù)在滁州共應(yīng)用了180余公里,節(jié)約大修投資約5億元,節(jié)約碎石等礦山資源約150萬噸。
公路技術(shù)的研究周期長,難度大,道路觀測期至少5年,其中的艱辛不言而喻。早期的公路部門缺少正規(guī)的實驗室,為檢驗瀝青的性能,個別技術(shù)人員在自己家架起煤油爐,炒拌瀝青和石子;為防止工地夜晚沒有人監(jiān)管、施工人員偷工減料,滁州市公路管理局干部職工逐個工地查看,并在攤鋪好的路面上多處取樣,測量水穩(wěn)的厚度是否符合標(biāo)準(zhǔn)。
為了解雨水對施工過程的影響,蔣新明帶領(lǐng)團(tuán)隊成員現(xiàn)場察看。
交通運(yùn)輸部給滁州市公路管理局頒發(fā)的推廣證書
蔣新明擔(dān)任交通運(yùn)輸部第十八期交通科技大講堂主講人
在創(chuàng)新實踐中,滁州市公路管理局始終堅持發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用,協(xié)同優(yōu)化配置各類外部創(chuàng)新資源,著力推動科技創(chuàng)新工程化,有效實現(xiàn)了科技創(chuàng)新的標(biāo)準(zhǔn)化。
15年前,在研究瀝青路面裂縫問題遇到瓶頸時,他們想到了路面裂縫研究的權(quán)威人士——中國工程院院士沙慶林。
“我們是通過北京114查號臺聯(lián)系到沙院士的。沙院士對我們提出的困惑很感興趣,答應(yīng)我們到北京探討?!笔Y新明回憶道,“聽到消息后,我們特別激動,當(dāng)即趕到火車站,沒有座位,買了兩張站票。第二天準(zhǔn)時趕到京城?!甭犃藚R報后,沙慶林院士驚訝地說:“你們不簡單?。∮行┫敕ㄒ呀?jīng)超越了我的研究。”此后,沙慶林院士十分關(guān)注滁州公路的技術(shù)開發(fā),多次到滁州實地考察、指導(dǎo),提出了許多建設(shè)性的意見。
滁州市公路管理局在國道104線明光段大膽啟用新型水泥路面技術(shù),為了比對施工過程中混凝土所產(chǎn)生的多個強(qiáng)度數(shù)據(jù),科研人員不分晝夜在工地進(jìn)行檢測記錄;為了了解雨水對施工過程的影響,他們冒雨在現(xiàn)場觀察。工程竣工后,前來檢測的東南大學(xué)道路實驗室專家說:“這是我從事此項研究以來,看到強(qiáng)度最高的水泥混凝土路段。”如今,該路段已使用17年了,路況仍然保持完好。
“應(yīng)用新型水泥路面技術(shù),我局一年修建水泥路76.3公里,可節(jié)約水泥4500噸,節(jié)約成本360余萬元。若此項技術(shù)在全國推廣使用,每年最少可節(jié)約工程成本約13億元。同時可減少向大氣排放粉塵和有害氣體,減少環(huán)境污染?!笔Y新明說,使用瀝青抗裂縫技術(shù),將延長道路使用壽命一倍以上,全國每年可節(jié)約道路的大修成本幾百億元。
滁州市公路管理局自主研發(fā)的“填充式大粒徑水泥穩(wěn)定碎石基層”和“改性水泥穩(wěn)定碎石基層”兩個重大基礎(chǔ)性課題,填補(bǔ)了國內(nèi)外的空白,得到了交通運(yùn)輸部專家的充分認(rèn)可。目前,這兩項科技項目正在聯(lián)合長安大學(xué)共同編寫行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);“新型抗彎拉水泥混凝土路面”科技項目正聯(lián)合交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院編寫行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);“舊水泥混凝土路面微裂均質(zhì)化處治再生技術(shù)規(guī)程”已確定為安徽省地方標(biāo)準(zhǔn)。