美國是唯一的超級大國,他們修路的做法,也是讓很多吃瓜群眾驚掉下巴,因為你開(kāi)車(chē)行駛在美國的公路上,也許下面就是輪胎的埋葬地
不明真相的人可能會(huì )問(wèn),這是他們?yōu)E竽充數,節約成本偷工減料嗎?這樣的路能結實(shí)嗎?
通常我們認為修建公路是一件非常嚴肅的事情,如果質(zhì)量不過(guò)關(guān),就會(huì )導致路面出現破損,最后得不償失,還會(huì )增加維護成本,美國人當然也意識到了這一點(diǎn),所以他們才會(huì )把輪胎放進(jìn)去,然后覆蓋上沙石和瀝青,這樣的公路不但節約成本還環(huán)保,而且質(zhì)量要比普通公路還要高2倍
有的人可能會(huì )問(wèn),輪胎是軟性的,放這么多進(jìn)去,反而會(huì )阻隔了沙石的填充的密度,這樣的公路質(zhì)量能過(guò)關(guān)嗎?今天就來(lái)詳細為你解答
中國早前也有使用輪胎修建高速公路的例子,最美公路鶴大高速美國人用填輪胎式的修路方法,早已不是什么新鮮事,也不是他們的獨有絕招,中國東北的鶴大高速公路就是用這種方式修建的
鶴大高速公路就是使用廢舊輪胎建造而成的,這條高速公路起源于黑龍江的鶴崗,終到遼寧的大連,全長(cháng)1474公里,將東三省經(jīng)濟命脈地區連接在了一起,這也是我國綠色循環(huán)低碳公路的試點(diǎn)項目
所以這也是一條節能低碳環(huán)保的公路,這條高速公路使用了大量廢棄的輪胎以及沿路的碎石還有火山灰,不但節約了成本,還保護了環(huán)境,提高了舒適度
鶴大高速公路隧道總長(cháng)29.7公里,在這些隧當中挖出了145萬(wàn)立方米的碎石,剛好可以用于道路的建設當中,作為原材料使用,這些碎石跟輪胎組合形成了路基,既節約了成本,又能提高道路的質(zhì)量,增加公路的使用壽命
使用廢棄輪胎來(lái)修路,我國早在80年代就已經(jīng)展開(kāi)了,當時(shí)這一項技術(shù)叫做橡膠瀝青
美國使用輪胎修路的原因有哪些?美國修建公路的時(shí)候,施工人員首先會(huì )將一些廢舊的輪胎從兩邊切開(kāi),只保留中間部分,然后埋進(jìn)去,然后在上面鋪好沙石跟瀝青,輪胎就這樣永久的埋葬在了公路里面,這樣做的好處有哪些呢?
這還要歸功于一位美國的土木工程師塞繆爾.貝納佐,他發(fā)現公路由于重型卡車(chē)的不斷碾壓,形成了很多凹槽,而且這些公路投資巨大,依然抵不住常年累月卡車(chē)的不斷碾壓,公路損傷特別嚴重,如果反復修建,就要投入大量的人力物力
于是研究團隊就想到一個(gè)特殊的辦法來(lái)改良公路的抗壓能力,他發(fā)現輪胎回收是一個(gè)很大的問(wèn)題,隨著(zhù)汽車(chē)的普及,人們生活質(zhì)量的不斷提高,一個(gè)城市每年可能要產(chǎn)生幾萬(wàn)噸的輪胎,合成輪胎是高分子材料制成的,想要銷(xiāo)毀這些輪胎,只能靠焚燒
而且回收使用率很低,回燒產(chǎn)生很多有毒氣體,非常的污染環(huán)境,中國廢棄輪胎的速度更快,每年以6%至8%的比例增長(cháng),所以這位工程師想到一個(gè)辦法,就是將輪胎和瀝青混凝土結合在一起,建成公路,而且還申請了專(zhuān)利
這些蜂窩狀的輪胎公路,非常結實(shí)而且環(huán)保還節約材料,簡(jiǎn)直就是兩全其美的好辦法
一、節約成本,使廢棄輪胎得到最大限度的回收使用率,從而保護了環(huán)境眾所周知,廢舊的輪胎屬于有害的,合成輪胎又是屬于不熔或者難熔的高分子材料制成,焚燒就會(huì )產(chǎn)生大量的有毒氣體污染周邊的環(huán)境
如果掩埋的話(huà),需要數百年才能分解到,不影響植物的生長(cháng),還有可能會(huì )污染地下水源,影響生物的正常生息繁衍,所以使用輪胎來(lái)修公路,就可以避免了這些問(wèn)題,何樂(lè )而不為呢
還有美國每年都會(huì )產(chǎn)生大量的廢舊輪胎,使用這些輪胎來(lái)修路,就會(huì )成為了原材料的一部分,大大降低了公路的建造成本,如果全方位使用鋼筋混凝土修路,每立方米的鋼筋成本就需要170美元,換算成輪胎只需要20美元就可以搞定,還能節省50%的混凝土,所以使用輪胎修路既環(huán)保又節約成本
二、使用輪胎建造出來(lái)的公路,比普通公路質(zhì)量更好,使用壽命更長(cháng),抗壓性也更好傳統的公路當路基被濕時(shí),就會(huì )開(kāi)始變得軟弱,重型貨車(chē)一旦經(jīng)過(guò),就會(huì )把這些石料顆粒壓向兩邊,所以慢慢的就會(huì )出現很多臥槽,路面坑洼不平,非常的難走
但是輪胎公路可以防止這些石料顆粒,向四周散開(kāi),或者橫向移動(dòng),從而為路基保駕護航,這樣的路基要堅固2到3倍,可以承受卡車(chē)36噸的重量
把輪胎兩邊切除,排放好之后,又填充粒狀骨料,最上方鋪蓋瀝青,這樣就能將輪胎牢牢的擠在了一起,有很多的固定性,提高了強度以及耐用性,如此下來(lái)公路養護成本也降低了,最終修好的道路,可以承受每平方米150噸的壓力
總結:這樣的道路外觀(guān)跟普通公路別無(wú)二致,但是內部構造卻有很多大的區別,使用壽命也要比普通公路長(cháng),還能節約50%的原材料,這樣的公路使得他們維護的成本直接降低了75%,所以既環(huán)保又省錢(qián)還耐用的公路,怎能不受歡迎呢!
恰恰相反,美國人修公路的時(shí)候把輪胎埋在下面,不但不會(huì )污染環(huán)境,甚至還會(huì )變相的保護環(huán)境。這聽(tīng)起來(lái)是不是有點(diǎn)扯?其實(shí)最開(kāi)始我也不相信,直到后來(lái)才弄明白這里面的緣由。
前兩年備考二級建造師,當時(shí)授課的老師在講述公路這一章節的時(shí)候,就提到過(guò)美國人修公路會(huì )把輪胎埋進(jìn)去的案例。當時(shí)我覺(jué)得挺不可思議的,不明白美國人這么做的意義是什么,而且這么做還會(huì )對土壤環(huán)境造成污染。
當我向授課老師提出這個(gè)疑問(wèn)后,隨后授課老師的回答讓我恍然大悟。
那么,美國人修公路的時(shí)候,為什么要把輪胎埋進(jìn)去呢?
在回答這個(gè)問(wèn)題之前,咱們先簡(jiǎn)單了解下公路中最常見(jiàn)的病害我們知道,目前修建的公路主要分為兩種,一種是混凝土公路,一種是瀝青公路。從力學(xué)角度來(lái)劃分的話(huà),前者為剛性路面,后者為柔性路面。
在修建混凝土公路時(shí),在混凝土路面內會(huì )埋有鋼筋或鋼筋網(wǎng),這是為了提高公路的抗壓和抗拉性能。
在修建瀝青公路時(shí),不會(huì )在瀝青面層埋設任何東西,主要還是依靠瀝青自身的性能來(lái)提高公路的抗壓能力。
無(wú)論是混凝土路面,還是瀝青路面,它們都會(huì )面臨同一個(gè)問(wèn)題。在汽車(chē)行進(jìn)的過(guò)程中,由于公路的基層承受上部車(chē)輛傳遞下來(lái)的荷載,隨著(zhù)時(shí)間的推移和車(chē)流量的加大,基層會(huì )產(chǎn)生變形,從而導致路面出現斷裂、變形、深坑等情況。
這些情況也是公路中最常見(jiàn)到的病害,無(wú)論是哪一種情況出現,都會(huì )降低公路的使用壽命,甚至還會(huì )危害行車(chē)安全。
那么美國人修公路時(shí),為什么要把輪胎埋進(jìn)去呢?這樣做有什么好處?前文中所提到的那些問(wèn)題,同樣困擾著(zhù)美國人。他們發(fā)現,公路損害最嚴重的地區,一般都是重型卡車(chē)最集中的路段。針對這樣的情況,一位美國工程師突發(fā)奇想,把廢舊的輪胎埋在公路下面。
后來(lái)的事實(shí)證明,在修公路的時(shí)候,把廢舊輪胎埋在下面,好處非常多。
好處一:提高公路整體性能
在公路內部埋設輪胎,這相當于給公路內部增加了一套“骨骼”。在有“骨骼”的情況下,提高了公路的整體抗壓能力,公路的基層不會(huì )輕易的變形。
根據實(shí)驗表明,埋設輪胎的公路要比普通的公路堅固2—3倍,每平方米的道路可以承受的荷載達到近200噸。
好處二:延長(cháng)公路使用壽命,降低維護費用
公路都是有使用壽命的,依照公路的不同等級,公路的使用壽命在5年—15年不等。就拿高速路這樣的高等級公路來(lái)說(shuō),高速路的使用壽命一般在15年左右,達到使用壽命,要么重新修筑,要么大范圍的修補。
公路內部埋設輪胎后,公路的整體性能提高了,不會(huì )輕易出現各種坑槽、變形的情況,這也就延長(cháng)了公路的使用壽命。
而且,這樣的公路由于輕易不會(huì )出現損壞的情況,自然也會(huì )降低維護費用。
好處三:資源再利用,節約成本
美國是一個(gè)汽車(chē)大國,每年產(chǎn)生廢棄輪胎的數量十分龐大。這些廢棄輪胎當垃圾處理會(huì )污染環(huán)境,丟棄不管又覺(jué)得可惜。
所以公路就成為了廢棄輪胎的一個(gè)好去處,把這些廢棄輪胎埋在公路里,起到了資源再次利用的價(jià)值,同時(shí)還給美國人解決了“這些輪胎咋處理?”這樣的煩惱。
這些輪胎是埋設在公路的基層中,鋪好輪胎后再填充粗細骨料,保證輪胎不會(huì )產(chǎn)生位移。從工藝上來(lái)說(shuō),埋設輪胎的方法要比傳統的方法,在時(shí)間、人工、材料上節約很大的施工成本。
把輪胎埋進(jìn)修建的公路里,會(huì )不會(huì )對環(huán)境造成污染?我想說(shuō)的是,把輪胎埋進(jìn)公路里,不但不會(huì )造成環(huán)境污染,甚至還會(huì )變相的保護環(huán)境。
我們知道,輪胎主要的原材料是橡膠,約占60%左右,同時(shí)還會(huì )加入各種化學(xué)物質(zhì)。輪胎在燃燒的時(shí)候會(huì )產(chǎn)生濃濃的黑煙,同時(shí)還會(huì )散發(fā)出有毒的氣體。
在今年的8月份,科威特的一處廢棄輪胎回收場(chǎng)失火,5300萬(wàn)輪胎燃燒殆盡,輪胎失火產(chǎn)生的黑煙遮天蔽日,延綿數十公里。這些煙霧中還帶有黑色的顆粒,伴隨著(zhù)降雨,這些有毒有害的顆粒會(huì )重返地面,污染土地和水資源。
按說(shuō)美國人把輪胎埋在公路里,也會(huì )污染環(huán)境,畢竟輪胎想要自然降解的話(huà)需要幾百年的時(shí)間,在這幾百年里,輪胎在土壤里會(huì )不斷揮發(fā)各種有害物質(zhì),伴隨著(zhù)降雨,這些有害物質(zhì)會(huì )滲透到周?chē)耐寥乐形廴经h(huán)境。
其實(shí),這點(diǎn)大家不用擔心。因為公路的面層有一個(gè)硬性要求,就是不透水性。如果公路面層透水的話(huà),那么水就會(huì )不斷向下滲透,沖刷公路的基層和墊層,破壞公路的內部結構。
公路的不透水性隔絕了雨水向下方滲透,輪胎中的有毒有害物質(zhì)也就不會(huì )污染土壤的環(huán)境。
所以我才會(huì )說(shuō),把輪胎埋在修建的公路里,是一種變相的保護環(huán)境,畢竟不破壞環(huán)境就已經(jīng)是一種保護了。
說(shuō)在最后美國人把輪胎埋在公路里,不得不說(shuō)這是一個(gè)非常高明的決定。這樣做不但提高了公路的使用性能,延長(cháng)了公路使用壽命,降低成本,同時(shí)又不會(huì )破壞環(huán)境。這個(gè)方法,可以說(shuō)是資源回收利用的一個(gè)典型。
咱們國家也同樣利用過(guò)輪胎修建公路,那就是有著(zhù)“最美公路”支撐的鶴大高速公路。這條高速公路全長(cháng)共計1474公里,貫穿東北三省,將整個(gè)東北經(jīng)濟最發(fā)達、資源最豐富的地區連接起來(lái)。
美國人在修路時(shí)有一個(gè)非常新奇的畫(huà)面,施工人員將報廢的輪胎埋進(jìn)路基里面,澆上沙石和瀝青,將輪胎永久留存在公路里面,那么這到底有什么作用呢?為什么要將輪胎輪胎埋進(jìn)去?
若是不知情的人看到了,可能會(huì )認為美國施工人員這樣做是偷工減料,為了拿到更多的回扣,但是實(shí)際上用輪胎來(lái)修建公路,在美國已經(jīng)不是一件新鮮的事情,甚至在中國很早的時(shí)候就已經(jīng)開(kāi)始使用。
我們都知道公路是一個(gè)國家的民生基礎措施,是衡量一個(gè)國家綜合國力的關(guān)鍵指標,要想致富就先修路,而公路的好壞并不是修建好了就完事,它要看質(zhì)量,要看壽命,而且公路后期的維護是一個(gè)大難題,成本非常高。
作為世界上公路里程長(cháng)度排名第一的美國,他們在公路基建方面深有研究,美國科學(xué)家塞璆爾·貝納左發(fā)現,即使是在修建公路時(shí)按照嚴格標準來(lái)施工,但是由于路面長(cháng)期遭受大卡車(chē)的碾壓,時(shí)間久了路面就會(huì )開(kāi)裂,形成一道道裂痕和坑槽,進(jìn)而影響路基,所以美國科學(xué)家塞璆爾·貝納左就想到了如何提高公路的抗壓性。
要想提高公路的抗壓性,首先美國科學(xué)家想到的就是在路基里面使用鋼筋材料,把它們鋪成網(wǎng)格狀再澆灌混凝土和瀝青,但是使用這個(gè)方法它的成本非常高,而且后期不好維護。
因此,美國工程師就想到了一個(gè)辦法,使用廢舊的輪胎,把它左右兩邊邊切割掉,只保留中間部分埋進(jìn)路基里面,形成蜂窩狀的緊湊結構,給路基制作一個(gè)骨架,然后再往輪胎蜂窩狀里填充石料和混凝土,最后鋪上瀝青,這項技術(shù)也稱(chēng)為technical concrete技術(shù)。
那么把輪胎埋進(jìn)路基里面有什么作用呢?
01.節約成本,綠色環(huán)保美國科學(xué)家研究表示,使用輪胎修建公路的比使用鋼筋的成本要低很多,使用鋼筋修建公路,每立方米需要鋼筋大概需要170美元,而每立方米公路則需要10個(gè)廢舊輪胎,大概也就需要20美元,這在一定程度上節約了很大的投資成本,節省了50%的混凝土原材料,更重要的是輪胎可以得到回收利用,非常的綠色環(huán)保。
02.提高抗壓性實(shí)踐證明,使用輪胎修建公路它的質(zhì)量比直接填充混凝土的方法質(zhì)量更好,它的結實(shí)度是普通修補方法的2倍,由于輪胎的抗拉性非常強,蜂窩狀的路基使路面不容易變形,據統計使用輪胎修建的公路,每立方米的公路可以承受150噸載荷,滿(mǎn)載50噸的大卡車(chē)通過(guò)都沒(méi)問(wèn)題,可見(jiàn)使用輪胎修建公路它的質(zhì)量非常好,使用壽命比普通的還要長(cháng),從而延長(cháng)了維修周期,降低了維修成本。
在關(guān)于路基材料的選擇上,美國科學(xué)家之所以選擇輪胎是有一定的原因的,其中主要是考慮到兩個(gè)方面:
01.輪胎回收數量多隨著(zhù)人們生活水平的提高,家家戶(hù)戶(hù)普遍擁有汽車(chē),那么輪胎作為汽車(chē)的產(chǎn)物,每年廢舊的輪胎是一個(gè)巨大的數據,據統計一個(gè)大城市每年產(chǎn)生的廢舊輪胎超過(guò)90000噸,而且每年還在以6%~8%速度在增長(cháng),可想而知一年下來(lái)全世界有多少廢舊的輪胎?
對于廢舊的輪胎使用,嚴格上是禁止再次翻新使用的,除非輪胎磨損非常小,而且要嚴格檢測才能流入二手市場(chǎng),但是廢舊輪胎具有抗拉性能好,數量多,回購價(jià)格低的特點(diǎn),它因此稱(chēng)為了美國工程師修建公路的最好選擇。
02.輪胎難降解,污染環(huán)境輪胎屬于高分子化合物材料,它的特點(diǎn)是不可降解而且非常難溶,要想處理掉它只能通過(guò)燃燒,但是燃燒會(huì )產(chǎn)生有害氣體會(huì )污染環(huán)境,它的殘余物質(zhì)嚴重污染土地資源和水資源,通常需要百年時(shí)間才能分解。
如果回收利用這些廢舊的輪胎集中埋在公路里面,一是可以節省基建材料,二是避免環(huán)境污染,起到一舉兩得的作用,我相信這項技術(shù)很快普及開(kāi)來(lái)。
其實(shí)利用輪胎修建公路,我們國家在很早的時(shí)候就已經(jīng)投入使用,2016年通車(chē)的具有著(zhù)“中國最美公路”之稱(chēng)的鶴大高速公路,在修建時(shí)就使用了環(huán)保技術(shù),其中一項主要的環(huán)保技術(shù)就是使用輪胎來(lái)修建,但是它與美國直接使用輪胎埋進(jìn)公路里面不同。
我國在修建鶴大高速公路時(shí)使用的是“橡膠瀝青”,他是把廢舊的輪胎切割成一定大小的顆粒,或者是加工成橡膠分,然后按照一定的比例添加高聚合物改性劑,在化學(xué)反應下產(chǎn)生一種改良性瀝青膠結材料。
使用這項技術(shù)產(chǎn)生的瀝青材料鋪設公路,它的質(zhì)量非常好,粘連性非常強,不容易變形,使用這種材料修建的路面可以十年內可以不用維護,大大提高了工作效率,節約維修成本,降低駕駛風(fēng)險。
總結美國人在修建公路時(shí)把輪胎埋進(jìn)公路里面,主要是它不但可以增強路基的抗壓性,提高公路壽命,而且可以使源源不斷的廢舊輪胎得到回收利用,減少環(huán)境污染,更重要的是可以節約基建成本,減少維修次數,降低駕駛風(fēng)險。