美國(guó)是唯一的超級(jí)大國(guó),他們修路的做法,也是讓很多吃瓜群眾驚掉下巴,因?yàn)槟汩_車行駛在美國(guó)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(shù),節(jié)約成本偷工減料嗎?這樣的路能結(jié)實(shí)嗎?
通常我們認(rèn)為修建公路是一件非常嚴(yán)肅的事情,如果質(zhì)量不過(guò)關(guān),就會(huì)導(dǎo)致路面出現(xiàn)破損,最后得不償失,還會(huì)增加維護(hù)成本,美國(guó)人當(dāng)然也意識(shí)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(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(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(xì)為你解答
中國(guó)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(guó)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(dú)有絕招,中國(guó)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(zhǎng)1474公里,將東三省經(jīng)濟(jì)命脈地區(qū)連接在了一起,這也是我國(guó)綠色循環(huán)低碳公路的試點(diǎn)項(xiàng)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(hù)了環(huán)境,提高了舒適度
鶴大高速公路隧道總長(zhǎng)29.7公里,在這些隧當(dāng)中挖出了145萬(wàn)立方米的碎石,剛好可以用于道路的建設(shè)當(dāng)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(lái)修路,我國(guó)早在80年代就已經(jīng)展開了,當(dāng)時(shí)這一項(xiàng)技術(shù)叫做橡膠瀝青
美國(guó)使用輪胎修路的原因有哪些?美國(guó)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,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?dú)w功于一位美國(guó)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(yán)重,如果反復(fù)修建,就要投入大量的人力物力
于是研究團(tuán)隊(duì)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(xiàn)輪胎回收是一個(gè)很大的問(wèn)題,隨著汽車的普及,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,想要銷毀這些輪胎,只能靠焚燒
而且回收使用率很低,回?zé)a(chǎn)生很多有毒氣體,非常的污染環(huán)境,中國(guó)廢棄輪胎的速度更快,每年以6%至8%的比例增長(zhǎng),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(jié)合在一起,建成公路,而且還申請(qǐng)了專利
這些蜂窩狀的輪胎公路,非常結(jié)實(shí)而且環(huán)保還節(jié)約材料,簡(jiǎn)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(hù)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,需要數(shù)百年才能分解到,不影響植物的生長(zhǎng),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(guó)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(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(lái)的公路,比普通公路質(zhì)量更好,使用壽命更長(zhǎng),抗壓性也更好傳統(tǒng)的公路當(dāng)路基被濕時(shí),就會(huì)開始變得軟弱,重型貨車一旦經(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(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(dòng),從而為路基保駕護(hù)航,這樣的路基要堅(jiān)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(qiáng)度以及耐用性,如此下來(lái)公路養(yǎng)護(hù)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(wú)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(zhǎng),還能節(jié)約50%的原材料,這樣的公路使得他們維護(hù)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(guó)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(hù)環(huán)境。這聽起來(lái)是不是有點(diǎn)扯?其實(shí)最開始我也不相信,直到后來(lái)才弄明白這里面的緣由。
前兩年備考二級(jí)建造師,當(dāng)時(shí)授課的老師在講述公路這一章節(jié)的時(shí)候,就提到過(guò)美國(guó)人修公路會(huì)把輪胎埋進(jìn)去的案例。當(dāng)時(shí)我覺(jué)得挺不可思議的,不明白美國(guó)人這么做的意義是什么,而且這么做還會(huì)對(duì)土壤環(huán)境造成污染。
當(dāng)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(guó)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,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(nèi)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(shè)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。在汽車行進(jìn)的過(guò)程中,由于公路的基層承受上部車輛傳遞下來(lái)的荷載,隨著時(shí)間的推移和車流量的加大,基層會(huì)產(chǎn)生變形,從而導(dǎo)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(jiàn)到的病害,無(wú)論是哪一種情況出現(xiàn),都會(huì)降低公路的使用壽命,甚至還會(huì)危害行車安全。
那么美國(guó)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,同樣困擾著美國(guó)人。他們發(fā)現(xiàn),公路損害最嚴(yán)重的地區(qū),一般都是重型卡車最集中的路段。針對(duì)這樣的情況,一位美國(guó)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(nèi)部埋設(shè)輪胎,這相當(dāng)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(huì)輕易的變形。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明,埋設(shè)輪胎的公路要比普通的公路堅(jiān)固2—3倍,每平方米的道路可以承受的荷載達(dá)到近200噸。
好處二:延長(zhǎng)公路使用壽命,降低維護(hù)費(fèi)用
公路都是有使用壽命的,依照公路的不同等級(jí),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(jí)公路來(lái)說(shuō),高速路的使用壽命一般在15年左右,達(dá)到使用壽命,要么重新修筑,要么大范圍的修補(bǔ)。
公路內(nèi)部埋設(shè)輪胎后,公路的整體性能提高了,不會(huì)輕易出現(xiàn)各種坑槽、變形的情況,這也就延長(zhǎng)了公路的使用壽命。
而且,這樣的公路由于輕易不會(huì)出現(xiàn)損壞的情況,自然也會(huì)降低維護(hù)費(fèi)用。
好處三:資源再利用,節(jié)約成本
美國(guó)是一個(gè)汽車大國(guó),每年產(chǎn)生廢棄輪胎的數(shù)量十分龐大。這些廢棄輪胎當(dāng)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(guó)人解決了“這些輪胎咋處理?”這樣的煩惱。
這些輪胎是埋設(shè)在公路的基層中,鋪好輪胎后再填充粗細(xì)骨料,保證輪胎不會(huì)產(chǎn)生位移。從工藝上來(lái)說(shuō),埋設(shè)輪胎的方法要比傳統(tǒng)的方法,在時(shí)間、人工、材料上節(jié)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(duì)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(hù)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?qǐng)鍪Щ穑?300萬(wàn)輪胎燃燒殆盡,輪胎失火產(chǎn)生的黑煙遮天蔽日,延綿數(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(huì)重返地面,污染土地和水資源。
按說(shuō)美國(guó)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),伴隨著降雨,這些有害物質(zhì)會(huì)滲透到周圍的土壤中污染環(huán)境。
其實(shí),這點(diǎn)大家不用擔(dān)心。因?yàn)楣返拿鎸佑幸粋€(gè)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(huì)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(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(hù)環(huán)境,畢竟不破壞環(huán)境就已經(jīng)是一種保護(hù)了。
說(shuō)在最后美國(guó)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(zhǎng)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(guó)家也同樣利用過(guò)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(zhǎng)共計(jì)1474公里,貫穿東北三省,將整個(gè)東北經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)、資源最豐富的地區(qū)連接起來(lái)。
美國(guó)人在修路時(shí)有一個(gè)非常新奇的畫面,施工人員將報(bào)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(rèn)為美國(guó)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(guó)已經(jīng)不是一件新鮮的事情,甚至在中國(guó)很早的時(shí)候就已經(jīng)開始使用。
我們都知道公路是一個(gè)國(guó)家的民生基礎(chǔ)措施,是衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的關(guān)鍵指標(biāo),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(hù)是一個(gè)大難題,成本非常高。
作為世界上公路里程長(zhǎng)度排名第一的美國(guó),他們?cè)诠坊ǚ矫嫔钣醒芯?,美?guó)科學(xué)家塞璆爾·貝納左發(fā)現(xiàn),即使是在修建公路時(shí)按照嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)來(lái)施工,但是由于路面長(zhǎng)期遭受大卡車的碾壓,時(shí)間久了路面就會(huì)開裂,形成一道道裂痕和坑槽,進(jìn)而影響路基,所以美國(guó)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(guó)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(hù)。
因此,美國(guó)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(jié)構(gòu),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(xiàng)技術(shù)也稱為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(jié)約成本,綠色環(huán)保美國(guó)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(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(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(jié)實(shí)度是普通修補(bǔ)方法的2倍,由于輪胎的抗拉性非常強(qiáng),蜂窩狀的路基使路面不容易變形,據(jù)統(tǒng)計(jì)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(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(zhǎng),從而延長(zhǎng)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(guó)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(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(gè)巨大的數(shù)據(jù),據(jù)統(tǒng)計(jì)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(zhǎng),可想而知一年下來(lái)全世界有多少?gòu)U舊的輪胎?
對(duì)于廢舊的輪胎使用,嚴(yán)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(yán)格檢測(cè)才能流入二手市場(chǎng),但是廢舊輪胎具有抗拉性能好,數(shù)量多,回購(gòu)價(jià)格低的特點(diǎn),它因此稱為了美國(guó)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(yán)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(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(xiàng)技術(shù)很快普及開來(lái)。
其實(shí)利用輪胎修建公路,我們國(guó)家在很早的時(shí)候就已經(jīng)投入使用,2016年通車的具有著“中國(guó)最美公路”之稱的鶴大高速公路,在修建時(shí)就使用了環(huán)保技術(shù),其中一項(xiàng)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(guó)直接使用輪胎埋進(jìn)公路里面不同。
我國(guó)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(yīng)下產(chǎn)生一種改良性瀝青膠結(jié)材料。
使用這項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)生的瀝青材料鋪設(shè)公路,它的質(zhì)量非常好,粘連性非常強(qiáng),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(hù),大大提高了工作效率,節(jié)約維修成本,降低駕駛風(fēng)險(xiǎn)。
總結(jié)美國(guó)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(qiáng)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(fēng)險(xiǎn)。