朱　永

摘　要　在交通建設(shè)行業(yè)，科技創(chuàng)新、節(jié)能減排、環(huán)保生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展等新理念已經(jīng)貫徹到設(shè)計思想中多年。江蘇省的交通建設(shè)領(lǐng)先全國，也建成了一批優(yōu)秀示范工程，如寧杭高速公路、沿海高速公路、無錫十八灣一級公路、江陰霞客大道等重點工程。本文從交通建設(shè)中的諸多科技創(chuàng)新成果，及江蘇中設(shè)集團對科技創(chuàng)新成果的應(yīng)用出發(fā)，論述了交通建設(shè)中的節(jié)能、減排、環(huán)保、生態(tài)，公路改造升級中的資源再生利用，以及將社會廢棄物再生利用于交通建設(shè)中等，最后論證了科技創(chuàng)新已成為交通建設(shè)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的原動力。

關(guān)鍵詞　排水路面　透水路面　溫拌技術(shù)　再生技術(shù)　廢物利用

在交通建設(shè)行業(yè)，科技創(chuàng)新、節(jié)能減排、環(huán)保生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展等新理念已經(jīng)貫徹到設(shè)計思想中多年，江蘇省的交通建設(shè)不管是科技含量，還是建設(shè)質(zhì)量都領(lǐng)先全國。江蘇省也建成了一批優(yōu)秀示范工程，如寧杭高速公路、沿海高速公路、無錫十八灣一級公路、江陰霞客大道等重點工程。在諸多優(yōu)秀示范工程中，科技創(chuàng)新成果是其先進性的保障與體現(xiàn)。

排水瀝青路面的表面層為大孔隙結(jié)構(gòu)，具有排水功能，其它結(jié)構(gòu)層為密實結(jié)構(gòu)，并在排水性瀝青面層與中面層之間設(shè)置防水黏層。雨水下落至路面，可經(jīng)由表面層的孔隙橫向排至路緣，而避免在路面形成水膜，保證了輪胎與路面之間有足夠的摩擦力，夜間路面不會由于積水而出現(xiàn)反光，改善道路的行車條件。由于表面層為大孔隙結(jié)構(gòu)，可吸收大部分的輪胎與路面的摩擦聲，與普通密級配瀝青混凝土路面相比，排水性瀝青路面通?？梢越档驮胍?～5分貝，與水泥混凝土路面相比降低噪音約6～7分貝；道路中減少3分貝的效果，相當于車輛行駛速度減小了20％，或者相當于交通量減少了50％。

減少3分貝的效果

排水瀝青路面因此也稱之為低噪音路面，具有抗滑性能高、噪聲低、抑制水霧、防止水漂、減輕眩光等突出優(yōu)點，可一定程度調(diào)節(jié)城市氣候，緩解城市“熱島現(xiàn)象”，減輕道路排水系統(tǒng)負擔，吸附城市污染物及粉塵，保護城市環(huán)境，還可減緩路面病害產(chǎn)生，延長路面壽命。排水路面在世界各國應(yīng)用廣泛，特別是日本，約70％的高等級路面都采用了排水瀝青路面。

排水瀝青路面在20世紀90年代初開始在我國進行科研應(yīng)用，于2003年后開始逐步應(yīng)用于高速公路及城市主次干道的建設(shè)中。目前江蘇省內(nèi)采用排水路面的工程有沿海高速公路（鹽通段）、寧杭高速公路二期、蘇錫連接高速公路（無錫段）等工程。

排水瀝青路面的關(guān)鍵技術(shù)是高黏瀝青，大孔隙率的開級配配合比，以及配套的排水設(shè)施設(shè)計等技術(shù)?，F(xiàn)在，國內(nèi)已有多家研發(fā)機構(gòu)研制出高黏瀝青添加劑，如交通部公路科學研究院開發(fā)了適用于排水瀝青混合料的高黏度添加劑（HVA），產(chǎn)品技術(shù)性能達到同類產(chǎn)品的國際先進水平，但比同類進口產(chǎn)品成本大幅降低30%。大孔隙的配合比設(shè)計，高強度的粗集料，配套的排水設(shè)計現(xiàn)在國內(nèi)也已基本成熟。排水瀝青路面將是我國高等級路面提高道路表面特性品質(zhì)、提升道路安全功能和服務(wù)品質(zhì)的主要技術(shù)趨勢之一。

透水路面不僅路面的表面層為大孔隙結(jié)構(gòu)，路面結(jié)構(gòu)所有的結(jié)構(gòu)層皆可透水。這樣，雨水可透過路面結(jié)構(gòu)層滲入地下，補充地下水，平衡城市生態(tài)系統(tǒng)；透水地面還能通透“地氣”，使地面冬暖夏涼，雨季透水，冬季化雪，可以增加城市居住的舒適度；由于增加了城市的透水透氣空間，對調(diào)節(jié)城市小氣候、保持生態(tài)平衡收到了良好的效果。由于各結(jié)構(gòu)層皆可透水，其強度受到一定限制，一般適用于人行道、自行車道、公共廣場、露天停車場、公園內(nèi)道路等，不適用于交通量大，荷載重的道路。

發(fā)達國家從上世紀70年代開始研究開發(fā)透水性路面材料，20世紀90年代以后，開始用透水材料替代傳統(tǒng)材料鋪設(shè)路面，還將以前鋪設(shè)的一些硬化路面改為透水性路面,以增強城市的生態(tài)效果。

進入21世紀后，在我國部分地區(qū)的人行道、行人廣場、停車場、公園景區(qū)、住宅區(qū)等已經(jīng)開始應(yīng)用透水路面；無錫市近年來在尚賢景區(qū)非機動車道、運河西路非機動車道、十八灣景區(qū)步道以及部分停車場采用透水路面。透水路面根據(jù)骨料、配色不同表現(xiàn)形式多樣化，配合景觀效果更好。

傳統(tǒng)熱拌瀝青（簡稱HMA）混合料以其良好使用性能成為應(yīng)用最廣泛、路用性能最好的瀝青混合料。但也存在著明顯的缺陷，主要表現(xiàn)在： a) 高溫拌和和施工導(dǎo)致瀝青老化、耐久性降低、長期路用性能降低；b) 熱拌對人體健康危害較大；c） 能源消耗大，有害氣體以及固體粉塵排放量大，環(huán)境污染大；d) 施工對環(huán)境溫度要求較高，受外界影響因素大。

鹽通高速使用四年后排水路面（左）與AK路面（右）使用效果外觀對比（雨后）

溫拌瀝青技術(shù)（簡稱WMA），就是采用一定的技術(shù)措施，使瀝青能在相對較低的溫度下進行拌和及施工，同時保持其不低于HMA的使用性能的瀝青混合料技術(shù)。其主要優(yōu)點有： a) 降低了生產(chǎn)能耗，生產(chǎn)1t混合料將節(jié)省1～1.5 kg燃油，即與熱拌瀝青混合料相比節(jié)約約30%的能耗；b) 顯著降低了瀝青混合料的老化現(xiàn)象，延長路面的使用壽命；c) 減少有害氣體以及粉塵的排放量，降低了環(huán)境污染；d) 由于減少了瀝青煙霧粉塵污染，改善施工工人的工作環(huán)境；e) 溫拌混合料對路表和環(huán)境溫度的要求相對低，延長了施工季節(jié)，更有利于夜間施工；降溫速率減緩，混合料的可壓實時間顯著延長，壓實更有保障；f) 由于施工溫度較低，更接近于日常氣溫，施工完成后，可較快的開放交通；g) 降低了施工成本，燃油成本下降20%～50%，拌和能耗和機械損耗也相應(yīng)下降；拌和溫度降低也延長了拌和設(shè)備的使用壽命，降低設(shè)備使用成本；h) 原熱拌混合料設(shè)備無需改造即可進行生產(chǎn)。

熱拌瀝青混合料（HMA）攤鋪現(xiàn)場

溫拌瀝青混合料（RH-WMA）攤鋪現(xiàn)場

溫拌瀝青混合料的技術(shù)關(guān)鍵是在不損傷HMA路用性能的前提下如何降低瀝青在較低溫度下的拌和黏度，主要通過外加添加劑材料降低瀝青混合料的高溫黏度來實現(xiàn)。目前，國內(nèi)已有自主產(chǎn)權(quán)溫拌技術(shù)，交通部公路科學研究院開發(fā)的RH溫拌瀝青改性劑及成套技術(shù)即為其中之一，使用RH溫拌瀝青改性劑，可降低瀝青結(jié)合料的高溫黏度，使瀝青混合料的拌和和施工溫度降低30℃左右。

據(jù)無錫230省道無錫段現(xiàn)場監(jiān)測，生產(chǎn)每噸溫拌瀝青混合料較傳統(tǒng)熱拌瀝青混合料節(jié)約1.6公斤燃油消耗，一氧化碳、二氧化碳、一氧化硫和氧化氮排放量分別減少70％、46％、40％和60％，瀝青煙排放減少87％，取得了較好的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。

隨著我國公路建設(shè)的飛速發(fā)展，已建成的高等級公路進入大、中修期的數(shù)量不斷增加，大量的翻挖、銑刨瀝青混合料被廢棄，一方面需要大量場地堆放，并造成環(huán)境污染，另一方面大量的使用新石料，開采石礦會導(dǎo)致森林植被減少，水土流失等，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞；舊瀝青廢棄量也將達每年220萬噸之巨，并呈逐年增多趨勢，這是資源的巨大浪費。因此，對舊瀝青路面的再生技術(shù)研究、推廣，對降低建設(shè)成本、保護生態(tài)環(huán)境，以及對我國公路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展都有極大的意義。

瀝青路面的再生技術(shù)，是將舊瀝青路面經(jīng)過翻挖、回收、破碎、篩分后，與再生劑、新瀝青材料、新集料等按一定比例重新拌和混合料，并用其重新鋪筑路面，使之能夠滿足一定的路用性能的工藝技術(shù)。再生技術(shù)按溫度要求可分為冷再生和熱再生；熱再生又可分為就地熱再生、廠拌熱再生；冷再生又可分為廠拌冷再生、就地冷再生、全深式再生。

采用瀝青再生技術(shù)，可以充分利用舊料，通過選擇適當?shù)呐浔燃靶屡f料摻和比例，可以再生得到質(zhì)量相當不錯的再生混合料。這種再生混合料不僅可以使用于高等級公路的瀝青面層，利用瀝青再生技術(shù)也可以取得相當可觀的經(jīng)濟效益和顯著的社會效益。在無錫機場路改造、泰州大中修工程中采用了現(xiàn)場再生工藝，不僅減少了廢料產(chǎn)生，施工速度也大大加快，對周圍居民的影響降低到了最低程度。

我國水泥混凝土路面始建于六十年代中期，八十年代初期始在全國迅猛發(fā)展。現(xiàn)有的水泥砼路面有的已接近或超過設(shè)計年限，有的雖未達到設(shè)計年限，但由于交通量劇增，汽車軸載日益重型化，出現(xiàn)路面損壞、使用品質(zhì)下降等情況，且水泥混凝土路面本身行車舒適性差，噪音大等缺點。如何在改造水泥混凝土路面、改善路用性能過程中，減少廢料產(chǎn)生，充分利用現(xiàn)有混凝土路面材料及其性能，是改造方案中必須解決的問題。

改造方案一般可考慮采用以下兩種方案： a) 進行壞板修復(fù)養(yǎng)護，繼續(xù)保持水泥混凝土路面使用; b) 在現(xiàn)有水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層方案（白+黑）；c) 在現(xiàn)有水泥混凝土路面上加鋪水泥混凝土面層方案（白+白）。采用瀝青加鋪方案能發(fā)揮瀝青路面的舒適性好，噪音小等優(yōu)點，同時充分利用舊水泥路面的強度性能的剛改柔方案在國內(nèi)外舊水泥路面改造工程中應(yīng)用最多。不管采用“白+黑”和“白+白”方案，其中防治反射裂縫都是其關(guān)鍵問題。

對反射裂縫先后采用的防治措施有： 采用舊板破碎工藝，增加瀝青加鋪層厚度，設(shè)置應(yīng)力吸收層，采用加筋瀝青層及其他具有良好路用性能的瀝青混合料，處治舊路面板提高舊板傳荷能力或消除板底脫空等。

對于破損率大于20％、路基與基層具有明顯病害的水泥混凝土路段，可將路面進行翻修重建。翻挖產(chǎn)生的舊混凝土可經(jīng)破碎成再生集料。破碎后產(chǎn)生的集料可用作低標號水泥混凝土路面的集料、或作路面基層或底基層的骨料。

在江陰澄鹿路、泰州231省道、靖江229省道、鹽城204國道的改造中，分別采用了水泥混凝土板打碎工藝、瀝青加鋪改造方案和水泥連續(xù)配筋混凝土加鋪改造方案，改造后的道路反射裂縫都得到了較好的控制。

四、 科技創(chuàng)新，使其它行業(yè)的廢舊資源也在交通建設(shè)工程中得到很多的應(yīng)用

隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展,國內(nèi)汽車總量逐年增加，截至2009年底，國內(nèi)汽車總量約7619萬輛，目前汽車總量應(yīng)在8000萬車以上。據(jù)統(tǒng)計,一般來說,每一輛車的壽命只有11年～12年,而輪胎壽命確僅有2～3年,每一個輪胎需要30～40kg橡膠,平均下來,一輛車每年產(chǎn)生10kg廢舊輪胎。全國一年產(chǎn)生廢舊輪胎在8億kg，即80萬噸。如何有效利用這些廢舊橡膠，減輕環(huán)保壓力，是擺在我們面前的迫切任務(wù)。將廢舊輪胎磨制成橡膠粉，再制成橡膠瀝青是變廢為寶的重要途徑之一。

橡膠瀝青是先將廢舊輪胎原質(zhì)加工成為橡膠粉粒，再按一定的粗細級配比例進行組合，同時添加多種高聚合物改性劑，并在充分拌和的高溫條件下（180℃以上），與基質(zhì)瀝青充分熔脹反應(yīng)后形成的改性瀝青膠結(jié)材料。橡膠瀝青具有高溫穩(wěn)定性、低溫柔韌性、抗老化性、抗疲勞性、抗水損壞性等性能，是較為理想的環(huán)保型路面材料，目前主要應(yīng)用于道路結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力吸收層和表面層中。在S231省道泰州段白+黑改造中，就使用了橡膠瀝青應(yīng)用吸收層，取得了良好的社會效益；我院擬在江陰海港大道設(shè)計中，進行橡膠瀝青混凝土表面層的科研及并鋪筑試驗路。

1. 橡膠應(yīng)用吸收層

橡膠瀝青應(yīng)力吸收層是將單一粒徑的石料均勻的滿鋪在橡膠瀝青層上，用膠輪壓路機進行嵌擠碾壓，橡膠瀝青被擠壓到石料高度的約3/4，所形成的橡膠瀝青碎石封層即為橡膠瀝青應(yīng)力吸收層。

橡膠瀝青應(yīng)力吸收層功能特點有： a) 抗反射裂縫。在橡膠瀝青應(yīng)力吸收層中，高用量的橡膠瀝青與單一粒徑的碎石強力黏結(jié)，形成約1.0cm厚的抗裂縫反射結(jié)構(gòu)層，水穩(wěn)碎石層或舊水泥路面的各種裂縫將很難穿透該層，可以有效遏制下層裂縫向上反射。b) 抗水損壞。 橡膠瀝青形成的瀝青膜，完全可以防止雨水的向下滲透，對路基起到保護作用。在上面攤鋪瀝青混合料時，橡膠瀝青應(yīng)力吸收層頂部的橡膠瀝青會二次熔化，經(jīng)路面壓實后會充分填充其面層混合料底部的縫隙，從而排除了層間存水的可能，對表面層也起到防止水損壞的作用。c) 黏結(jié)作用。橡膠瀝青擁有超強的黏性，它可以非常牢固的吸附黏結(jié)在水穩(wěn)層或舊水泥路面上，從而起到基層與路面的黏結(jié)作用。

2. 橡膠瀝青路面

橡膠瀝青路面是指采用橡膠瀝青做為膠結(jié)料，與碎石、礦粉等拌合成混合料，再攤鋪碾壓成形路面表層的路面形式。橡膠瀝青路面在高溫下具有較大的彈性和彈性恢復(fù)能力，改善了路面抗變形能力、抗反射裂縫能力、和抗疲勞開裂性能，提高瀝青混合料的耐久性和抗疲勞壽命；因為膠結(jié)料含量高、油膜厚以及輪胎中含有抗氧化劑，故提高了道路抗老化、抗氧化能力；具有較好的高低溫性能，降低了瀝青對溫度的敏感性。改善了抗永久變形能力（車轍、擁包）；橡膠瀝青路面還降低了道路的噪聲，改善了行駛舒適性；開級配或間斷級配橡膠瀝青路面防滑功能高、減少雨天行車濺水、改善視野，提高了路面行車安全和舒適性；橡膠中的炭黑能夠使路面黑色長期保存，與標線的對比度高，提高了道路的安全性；由于道路的耐久性得到提高，使得道路的養(yǎng)護費用顯著降低；大量使用廢舊輪胎，既節(jié)約了資源，也有利于環(huán)境保護。

近30年來,隨著我國城市化的高速發(fā)展，城市更新迅速，建設(shè)規(guī)模不斷擴大，建筑廢棄物的產(chǎn)生和排放也高速增長。據(jù)報道，2005年后，我國建筑廢棄物的排放量超過4億噸/年。建筑廢棄物的總量約占城市廢棄物總量的30％～40％。上海等發(fā)達城市的建筑廢棄物回收率接近90％的水平，但再生利用水平仍較低；欠發(fā)達地區(qū)和城市絕大部分垃圾未經(jīng)處理，直接運往郊外或鄉(xiāng)村垃圾場露天堆放或填埋，占用大量土地，又造成了嚴重的環(huán)境污染。

建筑廢棄物循環(huán)利用一方面可以緩解我國部分省市資源緊張的局面，節(jié)約廢棄物占用的土地，也減少了新開采資源的使用，減少對周邊環(huán)境的影響；另一方面，對大量無害的建筑廢棄物進行循環(huán)利用，符合目前所倡導(dǎo)的“節(jié)能減排”、“清潔生產(chǎn)”和“循環(huán)經(jīng)濟”。

建筑垃圾是由碎混凝土、碎磚瓦及碎砂石土等無機物類構(gòu)成。其化學成分是硅酸鹽、氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硫化物及硫酸鹽等。其具有相當好的強度、硬度、耐磨性、沖擊韌性、抗凍性及耐水性等，即強度高、穩(wěn)定性好。建筑垃圾又具有相當好的物理和化學穩(wěn)定性，其性能優(yōu)于黏土、粉性土，甚至砂土和石灰土，可做為路基填料使用。建筑垃圾透水性好，遇水不凍漲，不收縮，水穩(wěn)定性好；建筑垃圾顆粒大，比表面積小，含薄膜水少，不具備塑性，能夠阻斷毛細水上升，在潮濕狀態(tài)和環(huán)境下，可采用建筑垃圾作為路面的墊層。利用廢棄建筑混凝土和廢棄磚石生產(chǎn)的粗細骨料，也可用于道路路面基層。

道路工程，具有工程數(shù)量大，耗用建材多的特點。因此道路設(shè)計的一項基本原則就是因地制宜，就地取材，努力降低工程造價。而建筑垃圾，具備數(shù)量大、成本低及質(zhì)量好。因此，建筑垃圾可很好應(yīng)用于道路工程中。

在我國經(jīng)濟大發(fā)展，城市化進程加快的今天，汽車保有量和物流需求皆呈加速增長趨勢，對公路及城市道路網(wǎng)的需求也將日益增長。如何在這種增長中減少交通建設(shè)行業(yè)對石料、土源、砂石、瀝青、水泥等原材料的需求，降低建設(shè)過程中的能量消耗，降低對環(huán)境的影響，保持交通建設(shè)行業(yè)的良性發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展是我們面臨的嚴峻課題。作為交通行業(yè)的一員，只有不斷的進行科技創(chuàng)新，不斷的將科技成果運用到交通建設(shè)中去，充分利用社會的各種資源，才能保證交通建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展,也才能建設(shè)出下一批優(yōu)秀示范工程。

（作者單位： 江蘇中設(shè)工程咨詢集團有限公司）

參考文獻：

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