文章转自微信公众号沥青的那些事儿(ID:theasphalt)
随着改性沥青的普及,我国高等级公路普通路段的早期车辙问题基本得到治理;但在特重交通路段、城市BRT车道以及各种交叉路口、长上坡等蠕行荷载路段,车辙和推移问题仍时有发生,使用高模量、抗车辙剂动稳定度达到1万也无济于事,严重者刚通车1年就发生2cm以上车辙,导致路面反复维修,造成了巨大的经济和社会损失
对高速公路而言,虽然不如前述苛刻路段早期病害严重,但货车道平均7年左右的铣刨重铺仍然是各地耗费资金最大的养护方式,而其中的绝大多数都是“车辙专项处治”;如果只是裂缝和抗滑,根本没必要如此大动干戈的维修了。
2021年4月中旬,中国公路学会养护与管理分会第十一届学术年会在南京举行,养管分会主任王松根研究员在主旨报告中指出,我国每年大中修高速公路1万公里,国省道20万公里 ,铣刨混合料超过2亿吨,造成了大量的资源浪费;而大部分的铣刨重铺都与车辙及其引发的其他病害有关。
山西省公路局局长胡钢成在报告《资源性省份公路重载交通建设与养护发展实践》中指出,虽然治超也取得很大成效,但沥青路面脆弱的身躯在山西特色的重载交通下憔悴不堪,各种技术措施几乎使用殆尽,路面耐久性仍然大幅下降,养护成本急剧加大。
重载交通、交叉口、长上坡、车辙、铣刨重铺、老修老坏、货车道专项处治……这些让人头痛的关键字,天天聒噪在公路养管部门的耳边,部分地区甚至开始定调沥青路面对重载就是“脆弱不堪”,将交叉口路段改造为水泥路面,以缓解压力巨大的频繁维修难题。北京早在15年前就用过的半柔路面(路新大成最早推出的TX铺装)在多个省市又开始有不少应用,但在应用中,也发现其存在施工复杂、养生时间长、容易开裂、污染路面、造价过高等问题,而且水泥类材料一旦再有损坏修复就非常麻烦。
难道,在重载交通和蠕行荷载(交叉口和长上坡等)面前——沥青路面真的“服软”了吗?
不不不,沥青人不会服输。
恰恰相反,每当时代的重大难题出现时,就总会催生沥青路面重大的技术革新。
2021养管分会年会上,除了火热的信息化管养、永恒的热再生以及预防性养护薄层主题,一个仅仅10平米的展台成为代表们驻足观望和讨论的焦点。
因为它的标题和口号对行业代表来说,实在太有太有诱惑力了!
金刚路面,横空出世!
特重交通NRP无车辙沥青路面!
压不坏的沥青路面!
让重载、高温、低速、刹车停车,都放马过来吧——我将以100倍的金刚之躯,呵护受你们侵扰的每条道路!
标题和口号吸引人,背后反映的还是行业切肤之痛、用户共性的迫切需求——在展台现场,来自100多家单位的300多位代表在现场参与交流,50多家单位邀请上门专题交流,7个省市20多家用户当场表示了试验段意向和工程示范安排。
设计展台的小姐姐自己也没想到,另一个展板“干法SBS,源自中国创造的改性沥青技术革命”跟这个这个无车辙沥青路面相比居然有些落寞呢。只是事后才反省过来:这是养护与管理会议,无车辙、压不坏的路面是从养护和用户问题角度出发的,而且车辙维修显然已经是一个行业老大难问题。而干法SBS,是传统湿法预混SBS改性沥青的工艺革命,由此带来的质量提升、透明管控和稳定可靠,是一种改良型技术,但好像也并非那么着急,毕竟也有湿法可以用嘛。相比之下,无车辙沥青路面,是用户没有解决方案的场合,是寻遍了行业还缺少良方的重大痛点问题,是解决局部路段“寿命过短”养护难题的革命性技术。
然后,一个小小的LOGO,估计业内人已经看到了——
又是国路高科?又是干法SBS?
这NRP到底是什么?怎么做到的?应用效果到底如何?
下边进入正题。废话也少说,直接上干货。
向领导汇报PPT原文奉上,用户和专家定会看出其中厉害之处。
是的,既有设计体系,又有关键设备和核心材料,5年多的专业交叉研究,这才打造一个完整的无车辙沥青路面解决方案和应用体系,而且还在不断完善和升级。
4年特重交通交叉口的观测,才敢在江苏、河南、江西、北京、浙江、河北等6省市一年推广50多个项目、上百个交叉口,应用场景无一例外都是重载的交叉口、长上坡、BRT车道等当地“老修老坏”的老大难路段。
“我们有经验,一个夏季就可以看出效果了”
“别小看交叉口,这可是我这个老局长二十年的心病,唐博士你要真能把这个问题解决了,我帮你们到省局去推广。”
“看来这次是真治住了——我们明年把20多个交叉口、还有公交BRT港湾都改成这种方案,还有一条港口路,你们也去挑战一下吧”。
“这么多大车,四年交叉口不出车辙可以了,用改性沥青和车辙剂,复合改性的都没扛住。这下我们可以跟领导汇报成功了,说的太专业领导也听不懂,我看不如叫压不坏的路面比较形象”。
所以,这“压不坏的路面”,并不是吹牛,而是来自应用单位给的封号。
当然,“压不坏”更需要量化的数据支撑,“压不坏”更来自实验室主任派上重载车辙仪在70℃、1MPa苛刻工况下,使用钢轮连续240个小时30万往返轴次狠命碾压,就是压不下(压不到5mm,更多是早期压密变形)的屈服,而对比的其他方案不过4个小时就趴下认输。甚至“SBS沥青+高粘剂+高模量抗车辙剂+聚酯纤维”的四大金刚组合(也是去年首都机场和郑州机场跑道维修的行业相对“最强组合”了,首都机场还加了湖沥青)经过3万次的反复碾压,变形就已经达到5mm,跟NRP无车辙沥青路面还是差了一个10倍的数量级。
注:在规范车辙试验动稳定度指标下,这几种方案在7000-3万之间,差距并不是很大。分析认为,目前对大于6000以上的改性沥青混凝土,60℃、0.7MPa碾压1小时的条件过于宽松,1mm左右的变形只是沥青混凝土压密为主的形变,是车辙发生的初期、路面寿命的“儿童期”,比较这个已经意义不大。只有达到损坏界限(如1cm车辙深度,养护标准)的抗荷载情况,才能真正区分不同方案抗车辙寿命的相对性优劣。
更难能可贵的是,在高温抗车辙、抗荷载破坏能力做到极致的情况下,NRP无车辙沥青路面还保留了SBS改性沥青混凝土的抗水损坏、抗低温开裂和抗飞散性能,在高温抗重载“鹤立鸡群”的同时仍然保持着改性沥青混合料最朴素的基础性能需求。
纵览行业,能跟NRP方案比肩的,只有环氧沥青混凝土了。但环氧沥青只能用在钢桥面这样特殊的场合,因为它实在是太贵了,甚至达到了普通沥青混凝土的10倍造价。
而NRP无车辙沥青路面,成本只是环氧沥青混凝土的1/7,甚至只是半柔灌浆路面的1/2左右,只是比普通SBS改性沥青混凝土高35%左右,但却换来10倍以上(按室内试验结果打个折上折的1折,结合4年工程观测)的抗高温重载寿命提升,对那些一两年就坏的重载和苛刻工况路段来说,无疑可以降低寿命周期成本80%以上。
而且施工只需要一种外加剂投放,压实冷却后无需养生即可立即开放交通,环保无味无尘。这都是常规的环氧沥青和半柔铺装无法做到的。
"这简直是针对重载和交叉口的完美技术嘛!"——有养护科领导这么说,但五年如一日的研究团队不会发飘,也深知还有很多深层次技术问题需要研究,特别是跟结构的一体化设计、大型加载设施下的车辙寿命评测、室内与现场车辙的对应关系等。作为新生事物,还需要很长的时间、更多的实践去检验,也需要更多的同行来加入研究阵列,共同为行业老大难问题贡献智慧。
鉴于各地的积极反馈、强烈的市场需求,行业标准和部分省市地方标准已经在启动,有兴趣的同行也欢迎参与进来。
我们期待,无车辙沥青路面的推广,可以将重载交叉口等特殊路段的预期寿命增加到10年、15年以上;我们期待,在高速公路货车道,在路面结构保障的情况下,将平均7年的高速公路货车道铣刨重铺提高到15年以上,只需做表面抗滑等功能性养护。
我们期待,无车辙沥青路面的推广,将消除行业60%以上的铣刨重铺式养护,降低寿命期周期养护成本50%以上,减小路面维修对通行的影响,避免社会资源的巨大浪费。
经历了太多的案例和用户感言,我们这个时候才慢慢悟到王首席的那句经典,耐久就是最大的绿色,也只有耐久才是最大的绿色——无车辙(无铣刨重铺维修的)沥青路面(其实不只是抗高温车辙,也是路面的整体刚度和承载力跃升;当然,一切都有个前提,路基和基层、路面下层是没问题的哈),在重交通和苛刻工况下沥青铺装的耐久性解决方案,或许将成为未来我国沥青路面工程碳达峰、碳中和,最具作为空间的养护技术——虽然有养护单位在调侃“你们这么搞、路面都不坏了我们吃啥”,但为何不能省点养护经费给大家发发呢,这不过是养护总承包一个简单模式就能推进的行业进步和社会进步而已。
与行业同仁共勉,欢迎交流探讨,也期待您动手转发一下朋友圈,让更多的同行了解到行业最新科技信息,解决他们的养护难题。