文/王剛
2019年12月3日,“交通運(yùn)輸部2019年度交通運(yùn)輸重大科技創(chuàng)新成果庫入庫成果”正式對外發(fā)布,64項(xiàng)重大科技創(chuàng)新項(xiàng)目、29項(xiàng)科技成果推廣項(xiàng)目以及59項(xiàng)專利、98篇論文和46篇論文入選,標(biāo)志著一批在相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域具有代表性和標(biāo)志性,展示交通運(yùn)輸科技創(chuàng)新的先進(jìn)水平和發(fā)展方向的項(xiàng)目成果,將進(jìn)入成果轉(zhuǎn)化推廣應(yīng)用的快車道。
交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院、重慶誠邦路面材料有限公司、重慶交通大學(xué)等國內(nèi)知名研究、院校、企事業(yè)單位共同承擔(dān)完成的“公路瀝青路面精表處成套技術(shù)”,作為我國自主研發(fā)的新型預(yù)養(yǎng)護(hù)技術(shù),成功入選“交通運(yùn)輸部2019年度交通運(yùn)輸重大科技創(chuàng)新成果庫入庫成果”。這項(xiàng)被中國公路學(xué)會專家評審委員會確定為國內(nèi)外首創(chuàng),研究成果總體達(dá)到國際先進(jìn)水平的項(xiàng)目成果,是我國近年來瀝青路面預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)最為閃耀的明星技術(shù)之一。
2019年12月25日,2019年度廣西高速公路養(yǎng)護(hù)管理示范路創(chuàng)建現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)交流會在南寧舉行,廣西壯族交通運(yùn)輸廳、自治區(qū)高速公路發(fā)展中心、高速公路運(yùn)輸管理企業(yè)的專家和代表100余人,考察了公路瀝青路面精表處成套技術(shù)在G75蘭海高速公路南寧南至南間段養(yǎng)護(hù)示范路的應(yīng)用情況。
通過與技術(shù)人員現(xiàn)場交流,考察團(tuán)對示范段上應(yīng)用的精表處成套技術(shù)施工工藝、施工設(shè)備和實(shí)際通車運(yùn)營情況進(jìn)行了充分的了解,來自管理部門和工程一線的專家和代表高度肯定了預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)——精表處成套技術(shù)在提高路面防水性、抗滑性及改善路表等方面具備的優(yōu)勢。
何為“精表處”?精表處與預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)中廣泛使用的微表處有何不同?交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院工程技術(shù)與材料中心副主任陳景向記者介紹說,精表處是由高韌性環(huán)氧瀝青做黏結(jié)層及高粘性乳化瀝青、碎石組成的正紋理抗滑型復(fù)合封層。該封層對瀝青路面的滲透率5mm~10mm、23℃拉拔強(qiáng)度大于1.2MPa、60℃剪切強(qiáng)度大于0.6MPa,與微表處相比,解決了瀝青、乳化瀝青等傳統(tǒng)瀝青膠結(jié)料粘附力不足、易脫皮的技術(shù)難題。
陳景進(jìn)一步闡釋道,公路瀝青路面精表處鋪筑到舊路面后,能與舊路面通過一系列物理化學(xué)反應(yīng)結(jié)為一體,并形成精表處抗滑保護(hù)層,具有較好的抗滑性、粘附性及使用耐久性,還具備防水、防腐蝕、防凍融、降噪及美化路面的功能,能較好地解決道路表層的老化、松散、掉粒、滲水、路面抗滑能力下降等難題,延長道路2~5年使用壽命。
目前,精表處成套技術(shù)已經(jīng)在重慶、四川、貴州、云南、甘肅、湖北、湖南、江西、河北等十余省市推廣應(yīng)用,并入選“交通運(yùn)輸部2019年度交通運(yùn)輸重大科技創(chuàng)新成果庫入庫成果”,在科技成果轉(zhuǎn)化推廣應(yīng)用的道路上呈現(xiàn)加速之勢。
我國每年至少有10%的道路陸續(xù)進(jìn)行大修,往往需要開挖處理,費(fèi)用高昂。在傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)理念中,瀝青混凝土路面在15年的設(shè)計(jì)壽命內(nèi)至少需要進(jìn)行1次大修、2次中修及各類表面處治。然而,我國普通道路養(yǎng)護(hù)資金普遍匱乏,高速公路略好但也不容樂觀,尤其是當(dāng)前大部分高速公路盈利能力并不強(qiáng),大修費(fèi)存在嚴(yán)重的不足,隨著高速公路路網(wǎng)的逐年擴(kuò)大,養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)不足的情況愈發(fā)嚴(yán)重。
傳統(tǒng)的“損壞后再修復(fù)”屬于被動養(yǎng)護(hù)方式,預(yù)防養(yǎng)護(hù)則是屬于主動養(yǎng)護(hù)方式。預(yù)防養(yǎng)護(hù)是指公路整體性能良好但有輕微病害,為延緩性能過快衰減、延長使用壽命而預(yù)先采取的主動防護(hù)工程。
交通運(yùn)輸部修訂《公路養(yǎng)護(hù)工程管理辦法》,首次提出搭建現(xiàn)代公路養(yǎng)護(hù)管理體系,并將養(yǎng)護(hù)工程由小修、中修、大修和改建工程,調(diào)整為預(yù)防養(yǎng)護(hù)、修復(fù)養(yǎng)護(hù)、專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)、應(yīng)急養(yǎng)護(hù)四類。隨著我國公路進(jìn)入養(yǎng)護(hù)高峰期,預(yù)防養(yǎng)護(hù)將擔(dān)負(fù)起更重要的作用,不僅是緩解養(yǎng)護(hù)任務(wù)和養(yǎng)護(hù)資金加重的壓力,更重要的是推進(jìn)養(yǎng)護(hù)轉(zhuǎn)型、管理升級和服務(wù)提質(zhì)。
瀝青路面預(yù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)主要有:微表處、稀漿封層、霧封層、含砂霧封層、SPRR技術(shù)等。取得一定效果但同時(shí)存在較多不足之處。早在2008年,重慶誠邦就已經(jīng)瞄準(zhǔn)了預(yù)防養(yǎng)護(hù)新材料、新工藝、新設(shè)備的研究,致力于推動我國瀝青路面預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)的進(jìn)步。多年來,交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院、重慶誠邦、重慶交大等單位通過對精表處技術(shù)材料性能、用量、施工工藝的深入研究,形成了整套應(yīng)用技術(shù),完善了我國預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)體系,改善了瀝青路面的服務(wù)質(zhì)量,為促進(jìn)預(yù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)推廣應(yīng)用提供了技術(shù)支持。
重慶誠邦研發(fā)中心總監(jiān)吳祥燕表示,精表處成套技術(shù)與現(xiàn)行其它預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)相比,顯著提高瀝青路面的抗滑性能;由于使用了耐久性好的環(huán)氧類材料,解決現(xiàn)有預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)耐久性差、易剝落、降低路面抗滑能力等固有技術(shù)缺陷,從而延長道路使用壽命,減少路面大修次數(shù),降低通行車輛損耗。
目前,精表處成套技術(shù)項(xiàng)目研究成果獲得授權(quán)專利14項(xiàng)(其中發(fā)明專利4項(xiàng))、編制規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)4部、形成工法1項(xiàng)、出版專著1部,發(fā)表論文11篇(其中SCI/EI收錄3篇),成果在我國重慶、湖北、寧夏、廣東、陜西、內(nèi)蒙古等省市2000多公里公路上得到成功應(yīng)用。
2019年7月25日,中國公路學(xué)會在北京主持召開了“公路瀝青路面精表處成套技術(shù)研究”項(xiàng)目成果評價(jià)會,評價(jià)委員會專家認(rèn)為該研究已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。評價(jià)意見書中還指出,精表處成套技術(shù)揭示了瀝青膠結(jié)料的滲入、粘結(jié)及反應(yīng)機(jī)理,建立了滲流模型,分析了滲流的速度和深度,研發(fā)了環(huán)氧聚氨酯基復(fù)合高性能膠結(jié)料,60℃拉拔強(qiáng)度大于0.5MPa、60℃剪切強(qiáng)度大于0.6MPa,耐候性能顯著。
粘結(jié)性是表征材料耐久性的重要指標(biāo)之一。精表處鋪裝面層與原基面應(yīng)有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度,才能保證路面的整體性,使鋪裝層不應(yīng)因粘結(jié)力差而與原基面發(fā)生脫層等病害。評價(jià)委員會專家認(rèn)為,精表處成套技術(shù)研究針對不同環(huán)境、路面技術(shù)狀況,提出了瀝青路面精表處技術(shù)單、雙層材料組成設(shè)計(jì)原則,建立了評價(jià)技術(shù)指標(biāo)和專用試驗(yàn)方法,適用于各種路面、橋面、隧道鋪裝的超薄層預(yù)養(yǎng)護(hù)。
重慶路橋股份有限公司總工程師崔征對于精表處成套技術(shù)的耐久性和抗磨耗性能印象深刻。崔征認(rèn)為,盡管精表處養(yǎng)護(hù)面層厚度不大,但對于退化路面功能性恢復(fù)效果非常明顯,重慶路橋已經(jīng)在高速公路以及旅游公路上使用精表處成套技術(shù)。
抗滑性是表征路面材料安全性的重要指標(biāo)之一。精表處鋪裝層應(yīng)具足夠的抗滑性能來保證行車的安全,并能持續(xù)提供高抗滑性。精表處成套技術(shù)研究還提出了瀝青路面精表處的相關(guān)控制指標(biāo):對于高速及一級公路,摩擦擺值≥58BPN,構(gòu)造深度≥0.6mm,滲水系數(shù)≤10ml/min;對于二級及以下公路、城市道路,摩擦擺值≥45BPN,滲水系數(shù)≤10ml/min;考慮路面的復(fù)雜性、地域及養(yǎng)護(hù)實(shí)際需求的差異性,構(gòu)造深度≥0.5mm。
渝涪高速公路有限公司工程部經(jīng)理?xiàng)罟膺h(yuǎn)向記者介紹說,在2年前他們開始接觸精表處成套技術(shù),并做了試驗(yàn)段,經(jīng)過近兩年時(shí)間的觀察和測試對比,明顯感覺到精表處成套技術(shù)處理過的瀝青路面抗滑性能衰減不明顯。
經(jīng)過綜合考察對比,渝涪公司于2019年9月份在長涪高速實(shí)施了5公里的瀝青路面精表處施工作業(yè)。于2020年再次在長涪高速實(shí)施了22公里精表處預(yù)防養(yǎng)護(hù)作業(yè)。這段路在精表處實(shí)施之前,幾乎每個(gè)星期都會發(fā)生車輛側(cè)滑事故,而在精表處施工完成之后,至今沒有發(fā)生一起車輛側(cè)滑事故,養(yǎng)護(hù)效果得到了社會各界的高度肯定和贊揚(yáng)。
楊光遠(yuǎn)認(rèn)為,精表處成套技術(shù)相比其他預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù),還有封水性能好、行車噪音小等特點(diǎn),精表處可以做到3mm~4mm的施工厚度,相比普通罩面技術(shù),精表處輕和薄的特點(diǎn)對于橋梁路面預(yù)養(yǎng)護(hù)更具應(yīng)用前景。
交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院工程技術(shù)與材料中心李亞非博士介紹說,降低噪聲污染是提高行車舒適性的重要指標(biāo),精表處成套技術(shù)在施工中噪音較小,通車后路面行駛噪音明顯小于微表處等預(yù)養(yǎng)護(hù)材料,行車更為平穩(wěn)舒適。
在施工便捷性方面,精表處成套技術(shù)為常溫施工,生產(chǎn)工藝簡單,可實(shí)現(xiàn)當(dāng)日施工當(dāng)日通車,減少傳統(tǒng)道路維修造成的交通堵塞。智能型精表處專用車,減少生產(chǎn)設(shè)備及運(yùn)輸車輛等燃油消耗,同時(shí)避免了熱施工過程中產(chǎn)生大量瀝青煙霧及粉塵問題。實(shí)現(xiàn)了同步在線混合及即時(shí)噴灑多組分反應(yīng)型膠結(jié)料和同步撒布精細(xì)集料的功能,精確度達(dá)到3%,設(shè)計(jì)單日施工量1萬m2。
預(yù)防養(yǎng)護(hù)在國內(nèi)的推廣應(yīng)用走上了發(fā)展快車道。在政策頂層設(shè)計(jì)上,《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》已經(jīng)于2019年3月1日起正式實(shí)施?!兑?guī)范》提出,各省級交通運(yùn)輸主管部門應(yīng)依托本地區(qū)中長期養(yǎng)護(hù)規(guī)劃,擇優(yōu)選擇全壽命周期投資效益最優(yōu)的路面養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)方案,切實(shí)提高養(yǎng)護(hù)工程資金使用效益。而在《“十三五”公路養(yǎng)護(hù)管理發(fā)展綱要》中就已經(jīng)提出,高速公路預(yù)防養(yǎng)護(hù)(單車道里程)平均每年實(shí)施里程比重不少于8%,普通國省道不少于5%。
與此同時(shí),預(yù)防養(yǎng)護(hù)理念逐漸在國內(nèi)被認(rèn)可,越來越多的先進(jìn)的預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)工藝開始進(jìn)入國內(nèi),隨著推廣應(yīng)用的逐漸成熟和設(shè)備、材料等國產(chǎn)化率越來越高,成本逐漸降低,路面預(yù)防養(yǎng)護(hù)在國內(nèi)迎來了發(fā)展的春天。
2019年3月21日,由重慶市交通局主辦,重慶市公路學(xué)會承辦的高速公路精表處現(xiàn)場觀摩交流會在召開。重慶市從事高速公路養(yǎng)護(hù)工程管理、設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量監(jiān)督等相關(guān)單位80余人,還有來自云南、遼寧、四川等通過現(xiàn)場觀摩和交流,對于精表處成套技術(shù)在高速公路工程中的應(yīng)用,有了更為深刻的認(rèn)識理解。與會專家和代表們表示,精表處具有高抗滑性、耐久性好、完全封水、美化路面、有效降低噪音、耐腐蝕性、抗冰雪凍融等性能優(yōu)勢,必將推進(jìn)重慶市高速公路高質(zhì)量發(fā)展,提高高速公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與投資效益,提高公路服務(wù)能力和品質(zhì)。
2019年4月26日,四川省公路學(xué)會召開“2019年高速公路精表處技術(shù)現(xiàn)場交流會”,四川交投集團(tuán)、各高速公路公司、各公路交通設(shè)計(jì)院、四川路橋集團(tuán)及各市州公路學(xué)會的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及養(yǎng)護(hù)工程技術(shù)人員共80余人參觀了內(nèi)遂高速公路“精表處”路段和“精表處”施工演示。此次會議對于全面推廣應(yīng)用以“精表處”為代表的預(yù)養(yǎng)護(hù)技術(shù),提升四川公路的營運(yùn)服務(wù)水平,攜手推進(jìn)四川省公路科技繁榮具有重要意義。
2019年8月20日,江西省新余市公路局省道528線8.135公里預(yù)防養(yǎng)護(hù)工程——“精表處”開工。該項(xiàng)目為該局普通國省干線公路預(yù)防養(yǎng)護(hù)科研課題,也是該局總結(jié)去年省道311、國道533線試驗(yàn)路段施工經(jīng)驗(yàn),在全局推開的第三段精表處預(yù)防養(yǎng)護(hù)工程?,F(xiàn)場技術(shù)員介紹,精表處包括2~3個(gè)層,在現(xiàn)在這樣的高溫條件下,整個(gè)施工過程約1個(gè)半小時(shí),一段整潔嶄新的路面就呈現(xiàn)在記者面前?,F(xiàn)場監(jiān)理告訴記者,同樣的傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)工程,采用精表處工藝,成本降低將近一半。
為加速推動精表處成套技術(shù)的應(yīng)用,交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院與重慶誠邦等單位共同搭建平臺,編制施工規(guī)范、地方標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)4部、形成工法1項(xiàng)、出版專著1部,并通過舉辦或參加相關(guān)會議、進(jìn)行技術(shù)講座或交流、鋪筑試驗(yàn)路等多種手段對研究成果進(jìn)行大力宣傳和推廣使用,使得越來越多的交通管理部門認(rèn)識到精表處成套技術(shù)的優(yōu)越性,并在實(shí)際預(yù)養(yǎng)護(hù)工程中設(shè)計(jì)使用。
2019年12月,精表處成套技術(shù)成功入選交通運(yùn)輸部組織開展的“2019年度交通運(yùn)輸重大科技創(chuàng)新成果庫入庫成果”,標(biāo)志著精表處成套技術(shù)獲得更高層面的認(rèn)可,為下一步擴(kuò)大成果轉(zhuǎn)化創(chuàng)造了有利條件。
與此同時(shí),精表處成套技術(shù)的功能性和適應(yīng)性也在不斷地外延拓展。李亞非博士介紹說,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)將精表處成套技術(shù)與抗凝冰技術(shù)相結(jié)合,并為各地方公路管理單位量身定做精表處技術(shù)解決方案,推動行業(yè)科技進(jìn)步,支撐交通強(qiáng)國建設(shè)。