去冬今春,“云端上的高速”雅西高速公路傳來(lái)好消息:困擾通行安全的冰雪災(zāi)害問(wèn)題得到較大緩解,達(dá)到“小雪暗冰可融,中雪快速?gòu)?fù)通,大雪高效搶通”的效果,創(chuàng)造了高原山區(qū)高速公路冬季冰雪管理的先進(jìn)范例。這是四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司(簡(jiǎn)稱四川公路設(shè)計(jì)院)研發(fā)的極端冰雪災(zāi)害保暢技術(shù)體系取得的實(shí)用成果。
四川公路設(shè)計(jì)院長(zhǎng)期致力于路面專業(yè)科技攻關(guān),牽頭成立交通運(yùn)輸部“公路建設(shè)及養(yǎng)護(hù)技術(shù)材料及裝備行業(yè)研發(fā)中心”“路面結(jié)構(gòu)材料及養(yǎng)護(hù)四川省工程實(shí)驗(yàn)室”等省部級(jí)研發(fā)平臺(tái),累計(jì)完成8000多公里高速公路的路面新建及5000多公里路面養(yǎng)護(hù)維修設(shè)計(jì),獲得20余項(xiàng)省部級(jí)以上科技獎(jiǎng)項(xiàng),主持和參與編寫(xiě)10余部行業(yè)和地方規(guī)范、指南,深度服務(wù)省內(nèi)外公路工程建設(shè),解決重大關(guān)鍵技術(shù)難題,推進(jìn)道路結(jié)構(gòu)材料及養(yǎng)護(hù)研究技術(shù)的整體提升,不斷引領(lǐng)路面技術(shù)發(fā)展進(jìn)步。
變廢為寶 廢舊輪胎變身高性能改性瀝青
四川公路設(shè)計(jì)院堅(jiān)持節(jié)能減排、環(huán)境友好、再生循環(huán)、固廢利用等綠色公路建養(yǎng)理念,依托“城市新型綠色環(huán)保瀝青路面技術(shù)研究”“基于綠色解交聯(lián)的高性能橡膠瀝青路面研究”等科研項(xiàng)目,攻克了城市固體廢棄物—廢舊輪胎的再利用難題,成功研發(fā)基于廢胎膠粉的高膠高性能改性瀝青,廢胎膠粉在路面中的摻量顯著增加,瀝青及瀝青混合料高低溫、抗水損及耐疲勞性能顯著提升,達(dá)到甚至超過(guò)了高粘高彈改性瀝青及混合料的性能標(biāo)準(zhǔn),成本顯著降低。同時(shí),相對(duì)傳統(tǒng)橡膠瀝青混合料,黏性降低,更容易碾壓,施工和易性顯著優(yōu)化。該產(chǎn)品每1000立方米消耗廢舊輪胎約603條,減少了因廢舊輪胎堆積、填埋、焚燒等引起的環(huán)境污染,同時(shí)初期工程造價(jià)降低15.2%,經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著,其研究成果已在成都市生物城、未來(lái)科技城北一線等項(xiàng)目得到推廣應(yīng)用。
路面再生 綠色低碳舊路換新顏
為降低公路養(yǎng)護(hù)成本,推進(jìn)綠色低碳養(yǎng)護(hù)方式,四川公路設(shè)計(jì)院通過(guò)“瀝青路面再生關(guān)鍵技術(shù)研究”等近10個(gè)省部級(jí)科研項(xiàng)目,研發(fā)了路面再生成套技術(shù),包括乳化瀝青冷再生、泡沫瀝青冷再生、就地?zé)嵩偕蛷S拌熱再生等。將舊路面的碎石、瀝青類材料充分利用于新路面中,實(shí)現(xiàn)就地再生原路面材料100%利用,廠拌再生節(jié)約新材料近30%。
目前,相關(guān)成果已形成《瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)指南》《瀝青路面廠拌熱再生技術(shù)指南》等多部地方標(biāo)準(zhǔn),獲得中國(guó)公路學(xué)會(huì)、中國(guó)建設(shè)行業(yè)協(xié)會(huì)等一系列省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)。自2004年以來(lái),成果廣泛應(yīng)用于成渝、成綿等多條高速公路和多個(gè)國(guó)省干線公路項(xiàng)目,有力促進(jìn)了路面再生技術(shù)的發(fā)展。
排水降噪 打造安全安靜舒適路
近年來(lái),四川公路設(shè)計(jì)院針對(duì)市政道路的使用場(chǎng)景特點(diǎn),為解決道路交通噪聲大、路面積水濕滑等問(wèn)題,致力于路面新材料和新結(jié)構(gòu)研究,成功推廣應(yīng)用排水降噪型路面。排水路面利用豐富的孔隙將雨水引入排水溝、減少路表徑流,提高雨天路面抗滑性能;路面豐富的連通孔隙能降低車輛行駛時(shí)輪胎在路面上產(chǎn)生的噪聲,根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),排水路面段白天噪聲降低5.9—6.8分貝,夜間噪聲降低7.8—9.4分貝。同時(shí),排水路面還能夠緩解城市熱島效應(yīng),改善城市環(huán)境。
2017年,排水路面在成都首次應(yīng)用就取得顯著效果,得到媒體的廣泛關(guān)注報(bào)道,其應(yīng)用已從成都市東大街、紅星路等市政道路推廣到巴南、遂廣、廣南等高速公路。
融冰化雪 數(shù)字化路面技術(shù)助力安全出行
為解決四川省盆周山地和西部高原山區(qū)冬季冰雪災(zāi)害嚴(yán)重影響公路安全高效通行的難題,四川公路設(shè)計(jì)院通過(guò)開(kāi)展“高原山區(qū)公路冬季低溫綜合保通快速處置技術(shù)”等多項(xiàng)課題研究,應(yīng)用前沿?cái)?shù)字技術(shù),經(jīng)過(guò)近6年攻關(guān),成功研發(fā)極端冰雪災(zāi)害保暢技術(shù)體系,具有“路域精準(zhǔn)感知+精細(xì)化氣象預(yù)測(cè)+主動(dòng)除冰雪技術(shù)+科學(xué)化除冰雪作業(yè)管理”集成功能。依托區(qū)域氣象、高空氣象衛(wèi)星、雷達(dá)數(shù)據(jù)及道路沿線安設(shè)的精準(zhǔn)感知設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),構(gòu)建精準(zhǔn)感知網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)山區(qū)公路天(高空雷達(dá))、空(空氣)、地(路表)全路域、多維度、全要素實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);采用AI人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法,建立路面溫度、氣溫、能見(jiàn)度、降雪等多要素精細(xì)化預(yù)測(cè)模型,實(shí)現(xiàn)公路冰雪災(zāi)害公里級(jí)、小時(shí)級(jí)精準(zhǔn)預(yù)測(cè),結(jié)冰、降雪風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)預(yù)警;重點(diǎn)冰雪路段遠(yuǎn)程智能化控制主動(dòng)融雪化冰,以每平米每小時(shí)0.066千瓦的極低能耗,使路面冬季無(wú)積雪結(jié)冰;冰雪氣象風(fēng)險(xiǎn)與除冰雪作業(yè)業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)智能決策、線上調(diào)度及科學(xué)作業(yè),提升了冬季冰雪應(yīng)急管理效率和效果。
目前,該技術(shù)體系已應(yīng)用于雅西高速公路、新川九路、涼山州218省道中冕路小相嶺段、245國(guó)道巴金路昭覺(jué)至西昌段等多個(gè)項(xiàng)目,均大大降低融雪劑用量,提高了除雪機(jī)械作業(yè)效率,減少了對(duì)公路沿線水土污染及橋梁的腐蝕。以上項(xiàng)目每年節(jié)約除冰雪投入近200萬(wàn)元;減少公路冬季封閉時(shí)間,每年增加通行費(fèi)用超2000萬(wàn)元。其中“超長(zhǎng)環(huán)路熱管智能融雪化冰系統(tǒng)”獲得2022年度全國(guó)公路“微創(chuàng)新”銀獎(jiǎng)。