在道路建設(shè)領(lǐng)域,美國(guó)有一種獨(dú)特的做法常常引起人們的好奇:他們?cè)谛藿ü窌r(shí),會(huì)在路基中預(yù)埋一層輪胎。
這種看似奇特的操作背后,實(shí)際上有著深厚的歷史背景、技術(shù)考量和環(huán)保需求。
然而,同樣面臨道路建設(shè)需求的中國(guó),卻沒有采用這一做法,這其中又有著諸多復(fù)雜的原因。
美國(guó):廢舊輪胎催生的創(chuàng)新之舉
上世紀(jì)中葉,美國(guó)迎來了汽車工業(yè)的黃金時(shí)代。
汽車的大規(guī)模普及,在給人們出行帶來極大便利的同時(shí),也產(chǎn)生了一個(gè)棘手的問題 —— 廢舊輪胎的數(shù)量呈爆炸式增長(zhǎng)。
據(jù)統(tǒng)計(jì),當(dāng)時(shí)美國(guó)每年產(chǎn)生的廢舊輪胎數(shù)以億計(jì),這些廢舊輪胎體積龐大、難以降解,成為了嚴(yán)重的環(huán)境負(fù)擔(dān)。
起初,美國(guó)嘗試了多種傳統(tǒng)的處理方式。
填埋,是最開始被廣泛采用的手段。
大量的廢舊輪胎被運(yùn)至荒地,層層堆疊后填埋于地下。
但很快,問題就暴露出來。
輪胎中的橡膠成分在自然環(huán)境中降解速度極慢,需要數(shù)十年甚至上百年的時(shí)間。
在漫長(zhǎng)的降解過程中,輪胎中的添加劑、填充劑等化學(xué)物質(zhì)會(huì)逐漸滲出,污染土壤和地下水,對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成難以估量的破壞。
焚燒也曾被視作一種解決方案。
然而,輪胎焚燒時(shí)會(huì)釋放出大量的有害氣體,如二氧化硫、氮氧化物、多環(huán)芳烴以及重金屬顆粒等,這些污染物嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量,對(duì)人體健康造成直接威脅。
面對(duì)日益嚴(yán)峻的廢舊輪胎處理難題,美國(guó)社會(huì)開始積極尋求創(chuàng)新的解決辦法。
在這樣的背景下,將廢舊輪胎應(yīng)用于道路建設(shè)的想法應(yīng)運(yùn)而生。
一位具有創(chuàng)新思維的工程師在長(zhǎng)期觀察道路使用狀況時(shí)發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)瀝青路面在承受重型車輛的反復(fù)碾壓以及自然環(huán)境的侵蝕后,很容易出現(xiàn)裂縫、坑洼等損壞現(xiàn)象。
不僅影響行車安全和舒適性,還需要頻繁進(jìn)行維護(hù),耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力。
他聯(lián)想到輪胎本身具有良好的彈性、耐磨性和抗沖擊性能,如果能將廢舊輪胎合理地應(yīng)用于道路建設(shè)中,或許可以提升道路的性能。
經(jīng)過一系列的試驗(yàn)和研究,一套較為成熟的將廢舊輪胎用于道路建設(shè)的技術(shù)逐漸形成。
具體施工過程如下:施工人員首先將廢舊輪胎的兩側(cè)胎側(cè)切除,只保留中間的胎面部分,使其形成一個(gè)類似環(huán)狀的結(jié)構(gòu)。
然后,這些輪胎環(huán)被按照特定的排列方式鋪設(shè)在路基之上,通常會(huì)呈現(xiàn)出蜂窩狀的布局。
這種布局方式能夠最大限度地發(fā)揮輪胎的力學(xué)性能,有效分散車輛行駛時(shí)產(chǎn)生的荷載。
在輪胎環(huán)之間的空隙中,會(huì)填充由碎石、切碎的輪胎渣與瀝青混合而成的填充材料。
這種混合填充材料既能進(jìn)一步增強(qiáng)路基的穩(wěn)定性,又能充分利用廢舊輪胎資源。
最后,在整個(gè)結(jié)構(gòu)之上鋪設(shè)常規(guī)的瀝青路面。
這種預(yù)埋輪胎的修路方式為美國(guó)帶來了顯著的效益。
從道路性能方面來看,由于輪胎的彈性和抗沖擊特性,路面的承載能力得到大幅提升。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,采用這種技術(shù)修建的道路,其使用壽命比傳統(tǒng)路面延長(zhǎng)了 40% 以上。
在一些交通流量大、重型車輛頻繁通行的路段,傳統(tǒng)路面可能在短短幾年內(nèi)就需要進(jìn)行大規(guī)模翻修,而預(yù)埋輪胎的路面則可以保持良好的使用狀態(tài)長(zhǎng)達(dá)十幾年甚至更久。
這不僅減少了道路因損壞而對(duì)交通造成的干擾,還大大降低了道路全生命周期的維護(hù)成本。
經(jīng)測(cè)算,相比傳統(tǒng)路面,其維護(hù)成本降低了近 30%。
同時(shí),由于橡膠材料對(duì)聲音具有良好的吸收和緩沖作用。
車輛行駛在這種路面上產(chǎn)生的噪音可減少約 3 分貝,這對(duì)于改善城市及周邊地區(qū)的聲環(huán)境質(zhì)量具有積極意義。
從環(huán)保角度而言,大量廢舊輪胎得到了有效的利用,減少了對(duì)環(huán)境的潛在危害。
原本堆積如山、無處可去的廢舊輪胎,如今找到了新的 “歸宿”,成為了道路基礎(chǔ)設(shè)施的一部分。
這不僅減輕了垃圾填埋場(chǎng)的壓力,還避免了因填埋和焚燒廢舊輪胎而產(chǎn)生的環(huán)境污染問題,實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用,具有顯著的環(huán)境效益。
中國(guó):國(guó)情差異下的不同選擇
盡管美國(guó)預(yù)埋輪胎修路的做法具有諸多優(yōu)勢(shì),但中國(guó)在道路建設(shè)中卻沒有選擇效仿,這是基于多方面因素的綜合考量。
首先,從廢舊輪胎的產(chǎn)生量和處理現(xiàn)狀來看,中國(guó)與美國(guó)存在一定差異。
雖然隨著中國(guó)汽車保有量的持續(xù)增長(zhǎng),廢舊輪胎的產(chǎn)生量也在不斷增加。
但與美國(guó)相比,中國(guó)在廢舊輪胎的處理方面起步較早,并且形成了一套相對(duì)完善的回收利用體系。
從上世紀(jì) 80 年代開始,中國(guó)就致力于將廢舊輪胎轉(zhuǎn)化為橡膠粉,并將其與瀝青混合,研發(fā)出了橡膠瀝青這種新型筑路材料。
通過多年的技術(shù)研發(fā)和實(shí)踐應(yīng)用,中國(guó)在橡膠瀝青的生產(chǎn)工藝、性能優(yōu)化以及施工技術(shù)等方面都取得了顯著的成果。
如今,橡膠瀝青在中國(guó)的道路建設(shè)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,尤其是在一些對(duì)路面性能要求較高的高速公路、城市主干道等項(xiàng)目中。
相比之下,美國(guó)的廢舊輪胎問題爆發(fā)相對(duì)較早,且在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)缺乏有效的綜合處理手段,這才促使他們尋求將廢舊輪胎直接應(yīng)用于道路基層的創(chuàng)新方法。
其次,從道路建設(shè)和使用的實(shí)際需求來看,中美兩國(guó)也有所不同。
中國(guó)正處于快速的城市化和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)階段,城市規(guī)劃和道路布局的調(diào)整較為頻繁。
在城市建設(shè)過程中,經(jīng)常需要根據(jù)新的發(fā)展規(guī)劃對(duì)道路進(jìn)行拓寬、改造或重新布局。
此外,隨著城市地下綜合管廊、地鐵等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目的不斷推進(jìn),道路下方的空間需要預(yù)留足夠的靈活性和可操作性。
而美國(guó)的預(yù)埋輪胎修路技術(shù)一旦實(shí)施,其形成的路基結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜和固定。
如果后期需要對(duì)道路進(jìn)行大規(guī)模改造或挖掘,拆除和處理預(yù)埋的輪胎將會(huì)面臨較大的困難,不僅成本高昂,還可能對(duì)周邊環(huán)境造成二次破壞。
例如,在中國(guó)一些城市,為了配合地鐵線路的建設(shè),需要對(duì)原有的道路進(jìn)行開挖和重建。
在這種情況下,如果采用美國(guó)式的預(yù)埋輪胎路基,拆除過程中不僅要耗費(fèi)大量的人力、物力來處理輪胎,還可能對(duì)周邊未受影響的道路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響,增加施工難度和工程風(fēng)險(xiǎn)。
再者,從技術(shù)適配性和工程成本角度考慮,中國(guó)有自己的技術(shù)路徑和經(jīng)濟(jì)考量。
中國(guó)自主研發(fā)的橡膠瀝青技術(shù)在提升路面性能方面已經(jīng)取得了良好的效果。
橡膠瀝青路面具有優(yōu)異的抗變形能力、抗疲勞性能和抗滑性能,能夠有效應(yīng)對(duì)中國(guó)復(fù)雜的氣候條件和多樣化的交通荷載。
同時(shí),經(jīng)過多年的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,橡膠瀝青的生產(chǎn)和施工成本已經(jīng)得到了有效的控制,具有較好的經(jīng)濟(jì)性。
相比之下,引入美國(guó)的預(yù)埋輪胎修路技術(shù)需要對(duì)現(xiàn)有的道路設(shè)計(jì)、施工規(guī)范以及機(jī)械設(shè)備等進(jìn)行全面的調(diào)整和更新,這將涉及到巨大的技術(shù)轉(zhuǎn)換成本。
此外,美國(guó)的預(yù)埋輪胎技術(shù)在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用范圍相對(duì)較窄,缺乏大規(guī)模、多樣化環(huán)境下的長(zhǎng)期實(shí)踐數(shù)據(jù)支撐。
在中國(guó)大規(guī)模推廣應(yīng)用該技術(shù),需要進(jìn)行大量的前期試驗(yàn)和驗(yàn)證工作,這也增加了技術(shù)應(yīng)用的不確定性和潛在風(fēng)險(xiǎn)。
美國(guó)在公路建設(shè)中預(yù)埋輪胎的做法是基于其特定的歷史背景和實(shí)際需求而產(chǎn)生的一種創(chuàng)新解決方案,為解決廢舊輪胎處理難題和提升道路性能提供了新的思路。
然而,中國(guó)由于在廢舊輪胎處理現(xiàn)狀、道路建設(shè)和使用需求以及技術(shù)適配性等方面與美國(guó)存在差異,選擇了適合自身國(guó)情的道路建設(shè)技術(shù)路徑。
未來,隨著科技的不斷進(jìn)步和對(duì)環(huán)保要求的日益提高,中美兩國(guó)在道路建設(shè)領(lǐng)域都將繼續(xù)探索創(chuàng)新,以實(shí)現(xiàn)更加高效、環(huán)保、可持續(xù)的發(fā)展目標(biāo)。
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