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,因為你開車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問,這是他們?yōu)E竽充數(shù),節(jié)約成本偷工減料嗎?這樣的路能結(jié)實嗎?
通常我們認為修建公路是一件非常嚴肅的事情,如果質(zhì)量不過關(guān),就會導致路面出現(xiàn)破損,最后得不償失,還會增加維護成本,美國人當然也意識到了這一點,所以他們才會把輪胎放進去,然后覆蓋上沙石和瀝青,這樣的公路不但節(jié)約成本還環(huán)保,而且質(zhì)量要比普通公路還要高2倍
有的人可能會問,輪胎是軟性的,放這么多進去,反而會阻隔了沙石的填充的密度,這樣的公路質(zhì)量能過關(guān)嗎?今天就來詳細為你解答
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1474公里,將東三省經(jīng)濟命脈地區(qū)連接在了一起,這也是我國綠色循環(huán)低碳公路的試點項目
所以這也是一條節(jié)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(jié)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29.7公里,在這些隧當中挖出了145萬立方米的碎石,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(jié)約了成本,又能提高道路的質(zhì)量,增加公路的使用壽命
使用廢棄輪胎來修路,我國早在80年代就已經(jīng)展開了,當時這一項技術(shù)叫做橡膠瀝青
美國使用輪胎修路的原因有哪些?美國修建公路的時候,施工人員首先會將一些廢舊的輪胎從兩邊切開,只保留中間部分,然后埋進去,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(xiàn)公路由于重型卡車的不斷碾壓,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特殊的辦法來改良公路的抗壓能力,他發(fā)現(xiàn)輪胎回收是一個很大的問題,隨著汽車的普及,人們生活質(zhì)量的不斷提高,一個城市每年可能要產(chǎn)生幾萬噸的輪胎,合成輪胎是高分子材料制成的,想要銷毀這些輪胎,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,所以這位工程師想到一個辦法,就是將輪胎和瀝青混凝土結(jié)合在一起,建成公路,而且還申請了專利
這些蜂窩狀的輪胎公路,非常結(jié)實而且環(huán)保還節(jié)約材料,簡直就是兩全其美的好辦法
一、節(jié)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,焚燒就會產(chǎn)生大量的有毒氣體污染周邊的環(huán)境
如果掩埋的話,需要數(shù)百年才能分解到,不影響植物的生長,還有可能會污染地下水源,影響生物的正常生息繁衍,所以使用輪胎來修公路,就可以避免了這些問題,何樂而不為呢
還有美國每年都會產(chǎn)生大量的廢舊輪胎,使用這些輪胎來修路,就會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(jié)省50%的混凝土,所以使用輪胎修路既環(huán)保又節(jié)約成本
二、使用輪胎建造出來的公路,比普通公路質(zhì)量更好,使用壽命更長,抗壓性也更好傳統(tǒng)的公路當路基被濕時,就會開始變得軟弱,重型貨車一旦經(jīng)過,就會把這些石料顆粒壓向兩邊,所以慢慢的就會出現(xiàn)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,或者橫向移動,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,如此下來公路養(yǎng)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(jié):這樣的道路外觀跟普通公路別無二致,但是內(nèi)部構(gòu)造卻有很多大的區(qū)別,使用壽命也要比普通公路長,還能節(jié)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,美國人修公路的時候把輪胎埋在下面,不但不會污染環(huán)境,甚至還會變相的保護環(huán)境。這聽起來是不是有點扯?其實最開始我也不相信,直到后來才弄明白這里面的緣由。
前兩年備考二級建造師,當時授課的老師在講述公路這一章節(jié)的時候,就提到過美國人修公路會把輪胎埋進去的案例。當時我覺得挺不可思議的,不明白美國人這么做的意義是什么,而且這么做還會對土壤環(huán)境造成污染。
當我向授課老師提出這個疑問后,隨后授課老師的回答讓我恍然大悟。
那么,美國人修公路的時候,為什么要把輪胎埋進去呢?
在回答這個問題之前,咱們先簡單了解下公路中最常見的病害我們知道,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。從力學角度來劃分的話,前者為剛性路面,后者為柔性路面。
在修建混凝土公路時,在混凝土路面內(nèi)會埋有鋼筋或鋼筋網(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,不會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提高公路的抗壓能力。
無論是混凝土路面,還是瀝青路面,它們都會面臨同一個問題。在汽車行進的過程中,由于公路的基層承受上部車輛傳遞下來的荷載,隨著時間的推移和車流量的加大,基層會產(chǎn)生變形,從而導致路面出現(xiàn)斷裂、變形、深坑等情況。
這些情況也是公路中最常見到的病害,無論是哪一種情況出現(xiàn),都會降低公路的使用壽命,甚至還會危害行車安全。
那么美國人修公路時,為什么要把輪胎埋進去呢?這樣做有什么好處?前文中所提到的那些問題,同樣困擾著美國人。他們發(fā)現(xiàn),公路損害最嚴重的地區(qū),一般都是重型卡車最集中的路段。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。
后來的事實證明,在修公路的時候,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(nèi)部埋設輪胎,這相當于給公路內(nèi)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,公路的基層不會輕易的變形。
根據(jù)實驗表明,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說,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(nèi)部埋設輪胎后,公路的整體性能提高了,不會輕易出現(xiàn)各種坑槽、變形的情況,這也就延長了公路的使用壽命。
而且,這樣的公路由于輕易不會出現(xiàn)損壞的情況,自然也會降低維護費用。
好處三:資源再利用,節(jié)約成本
美國是一個汽車大國,每年產(chǎn)生廢棄輪胎的數(shù)量十分龐大。這些廢棄輪胎當垃圾處理會污染環(huán)境,丟棄不管又覺得可惜。
所以公路就成為了廢棄輪胎的一個好去處,把這些廢棄輪胎埋在公路里,起到了資源再次利用的價值,同時還給美國人解決了“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,保證輪胎不會產(chǎn)生位移。從工藝上來說,埋設輪胎的方法要比傳統(tǒng)的方法,在時間、人工、材料上節(jié)約很大的施工成本。
把輪胎埋進修建的公路里,會不會對環(huán)境造成污染?我想說的是,把輪胎埋進公路里,不但不會造成環(huán)境污染,甚至還會變相的保護環(huán)境。
我們知道,輪胎主要的原材料是橡膠,約占60%左右,同時還會加入各種化學物質(zhì)。輪胎在燃燒的時候會產(chǎn)生濃濃的黑煙,同時還會散發(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失火,5300萬輪胎燃燒殆盡,輪胎失火產(chǎn)生的黑煙遮天蔽日,延綿數(shù)十公里。這些煙霧中還帶有黑色的顆粒,伴隨著降雨,這些有毒有害的顆粒會重返地面,污染土地和水資源。
按說美國人把輪胎埋在公路里,也會污染環(huán)境,畢竟輪胎想要自然降解的話需要幾百年的時間,在這幾百年里,輪胎在土壤里會不斷揮發(fā)各種有害物質(zhì),伴隨著降雨,這些有害物質(zhì)會滲透到周圍的土壤中污染環(huán)境。
其實,這點大家不用擔心。因為公路的面層有一個硬性要求,就是不透水性。如果公路面層透水的話,那么水就會不斷向下滲透,沖刷公路的基層和墊層,破壞公路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
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)也就不會污染土壤的環(huán)境。
所以我才會說,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。
說在最后美國人把輪胎埋在公路里,不得不說這是一個非常高明的決定。這樣做不但提高了公路的使用性能,延長了公路使用壽命,降低成本,同時又不會破壞環(huán)境。這個方法,可以說是資源回收利用的一個典型。
咱們國家也同樣利用過輪胎修建公路,那就是有著“最美公路”支撐的鶴大高速公路。這條高速公路全長共計1474公里,貫穿東北三省,將整個東北經(jīng)濟最發(fā)達、資源最豐富的地區(qū)連接起來。
美國人在修路時有一個非常新奇的畫面,施工人員將報廢的輪胎埋進路基里面,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去?
若是不知情的人看到了,可能會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,但是實際上用輪胎來修建公路,在美國已經(jīng)不是一件新鮮的事情,甚至在中國很早的時候就已經(jīng)開始使用。
我們都知道公路是一個國家的民生基礎措施,是衡量一個國家綜合國力的關(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大難題,成本非常高。
作為世界上公路里程長度排名第一的美國,他們在公路基建方面深有研究,美國科學家塞璆爾·貝納左發(fā)現(xiàn),即使是在修建公路時按照嚴格標準來施工,但是由于路面長期遭受大卡車的碾壓,時間久了路面就會開裂,形成一道道裂痕和坑槽,進而影響路基,所以美國科學家塞璆爾·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路基里面,形成蜂窩狀的緊湊結(jié)構(gòu),給路基制作一個骨架,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)也稱為technical concrete技術(shù)。
那么把輪胎埋進路基里面有什么作用呢?
01.節(jié)約成本,綠色環(huán)保美國科學家研究表示,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個廢舊輪胎,大概也就需要20美元,這在一定程度上節(jié)約了很大的投資成本,節(jié)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(jié)實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(jù)統(tǒng)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,滿載50噸的大卡車通過都沒問題,可見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,從而延長了維修周期,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方面:
01.輪胎回收數(shù)量多隨著人們生活水平的提高,家家戶戶普遍擁有汽車,那么輪胎作為汽車的產(chǎn)物,每年廢舊的輪胎是一個巨大的數(shù)據(jù),據(jù)統(tǒng)計一個大城市每年產(chǎn)生的廢舊輪胎超過90000噸,而且每年還在以6%~8%速度在增長,可想而知一年下來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,但是廢舊輪胎具有抗拉性能好,數(shù)量多,回購價格低的特點,它因此稱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,它的特點是不可降解而且非常難溶,要想處理掉它只能通過燃燒,但是燃燒會產(chǎn)生有害氣體會污染環(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(jié)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)很快普及開來。
其實利用輪胎修建公路,我們國家在很早的時候就已經(jīng)投入使用,2016年通車的具有著“中國最美公路”之稱的鶴大高速公路,在修建時就使用了環(huán)保技術(shù),其中一項主要的環(huán)保技術(shù)就是使用輪胎來修建,但是它與美國直接使用輪胎埋進公路里面不同。
我國在修建鶴大高速公路時使用的是“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,在化學反應下產(chǎn)生一種改良性瀝青膠結(jié)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(nèi)可以不用維護,大大提高了工作效率,節(jié)約維修成本,降低駕駛風險。
總結(jié)美國人在修建公路時把輪胎埋進公路里面,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(jié)約基建成本,減少維修次數(shù),降低駕駛風險。