文/安徽省交通運輸廳 吳敏

2014年6月26日,北京。在和煦陽光的照耀下,安徽省滁州市公路管理局黨委書記(時任局長)蔣新明登上了交通運輸部第十八期交通科技大講堂,就新型抗彎拉水泥混凝土路面、填充式大粒徑水泥穩定碎石基層兩個基礎性課題研究成果進行了深入講解。“交通科技大講堂是全國交通運輸行業技術交流和科技成果推廣應用的最高平臺,基層科研人員能登上國家交通運輸部科技大講堂的,恐怕不多。”一提起此事,蔣新明有些驕傲地說,這不僅標志著滁州市公路管理局科技創新工作走上了全國交通科技最高講臺,也標志著滁州市公路管理局的科研成果得到了權威部門的認可和肯定。“路上艱幸,有恒則成。”蔣新明這樣總結團隊的科技創新歷程。
滁(州)全(椒)路腰鋪段中修現場,蔣新明看著不時駛過的重型貨車,感嘆道:“這條路已運行12年了,要不是運石材的重型車輛碾壓,還不用中修呢。”蔣新明指著已經刨開的路面老舊瀝青層說,若是按常規方式修建,該條路已經到了大修的年限。采用“填充式大粒徑水泥穩定碎石基層”新技術修建后,只要重新更換瀝青層即可,主結構完全不用動,“看,如今的面層結構,也很平整結實。”
所謂“填充式大粒徑水泥穩定碎石基層”新技術,通俗地說就是瀝青路面抗裂縫新技術。“這些年,我們從‘新型抗彎拉水泥混凝土路面’技術研究到‘填充式大粒徑水泥穩定碎石基層’新技術研究,再到‘改性水泥穩定碎石基層’新技術和‘舊水泥混凝土路面微裂均質化處治再生’新技術……在實際工作中遇到了不少難題,但我們堅持自主創新,走前人沒有走過的路。”蔣新明說。

蔣新明在滁(州)全(椒)路腰鋪段中修現場(居中、穿黑衣)
公路裂縫是一個國際性的難題,被稱為公路路面的“癌癥”。一條小裂縫,看著不起眼,但只要下場雨,被汽車一碾壓,就會出現“一場雨水、一片冒漿、一路坑槽”的現象,一般5年至8年,整段路面便會大面積損壞,嚴重影響公路的品質和壽命。
1999年,在省道307線明(光)鳳(陽)段瀝青路面改造時, 滁州市公路管理局按照常規標準二灰碎石基層鋪筑方法精準施工,但完工后沒有達到預期效果,時間不長路面就出現了裂縫。
“這事對我們打擊很大。也正是從這個時候開始,我們走上了漫長的科研創新之路。”蔣新明說,雖然科技創新不是公路管理部門主業,但要修好路,必須有強有力的科技作支撐。2000年開始,滁州市公路管理局對瀝青路面抗裂技術的研究經歷了三個階段:配合比設計、結構層間摩阻約束和應力釋放。
2004年,按照“剛柔相濟”理念,該局創新性地提出了應力釋放技術思路,研究了“填充式大粒徑水泥穩定碎石基層”新技術。該技術以大而多的粗碎石嵌鎖形成骨架,作為承載力的主要貢獻,填充細粒式水穩碎石穩定骨架,保證基層結構的穩定,防止基層推移變形而產生網裂下沉。不僅基本克服了瀝青路面的反射裂縫,還大幅度減少了基層的疲勞損壞,延長了公路使用壽命和大修周期,減少了全壽命周期費用和資源的消耗。
2005年改建的滁梁路,應用了“填充式大粒徑水泥穩定碎石基層”新技術,使用12年無反射裂縫,日常維修量很少,路面結構穩定,路況良好。2017年進行預防性養護,加鋪4厘米瀝青面層,全面恢復了瀝青路面的使用品質,預計可再使用10年以上。2006年改建的滁全路,首次將該技術應用于重交通的一級公路,僅維修部分路段瀝青面層的車轍,至今無反射裂縫,路面結構穩定,預計可延長大修周期1倍以上,節約了投資和資源的再消耗。該項創新技術在滁州共應用了180余公里,節約大修投資約5億元,節約碎石等礦山資源約150萬噸。
公路技術的研究周期長,難度大,道路觀測期至少5年,其中的艱辛不言而喻。早期的公路部門缺少正規的實驗室,為檢驗瀝青的性能,個別技術人員在自己家架起煤油爐,炒拌瀝青和石子;為防止工地夜晚沒有人監管、施工人員偷工減料,滁州市公路管理局干部職工逐個工地查看,并在攤鋪好的路面上多處取樣,測量水穩的厚度是否符合標準。

為了解雨水對施工過程的影響,蔣新明帶領團隊成員現場察看。

交通運輸部給滁州市公路管理局頒發的推廣證書

蔣新明擔任交通運輸部第十八期交通科技大講堂主講人
在創新實踐中,滁州市公路管理局始終堅持發揮市場在資源配置中的決定性作用,協同優化配置各類外部創新資源,著力推動科技創新工程化,有效實現了科技創新的標準化。
15年前,在研究瀝青路面裂縫問題遇到瓶頸時,他們想到了路面裂縫研究的權威人士——中國工程院院士沙慶林。
“我們是通過北京114查號臺聯系到沙院士的。沙院士對我們提出的困惑很感興趣,答應我們到北京探討。”蔣新明回憶道,“聽到消息后,我們特別激動,當即趕到火車站,沒有座位,買了兩張站票。第二天準時趕到京城。”聽了匯報后,沙慶林院士驚訝地說:“你們不簡單啊!有些想法已經超越了我的研究。”此后,沙慶林院士十分關注滁州公路的技術開發,多次到滁州實地考察、指導,提出了許多建設性的意見。
滁州市公路管理局在國道104線明光段大膽啟用新型水泥路面技術,為了比對施工過程中混凝土所產生的多個強度數據,科研人員不分晝夜在工地進行檢測記錄;為了了解雨水對施工過程的影響,他們冒雨在現場觀察。工程竣工后,前來檢測的東南大學道路實驗室專家說:“這是我從事此項研究以來,看到強度最高的水泥混凝土路段。”如今,該路段已使用17年了,路況仍然保持完好。
“應用新型水泥路面技術,我局一年修建水泥路76.3公里,可節約水泥4500噸,節約成本360余萬元。若此項技術在全國推廣使用,每年最少可節約工程成本約13億元。同時可減少向大氣排放粉塵和有害氣體,減少環境污染。”蔣新明說,使用瀝青抗裂縫技術,將延長道路使用壽命一倍以上,全國每年可節約道路的大修成本幾百億元。
滁州市公路管理局自主研發的“填充式大粒徑水泥穩定碎石基層”和“改性水泥穩定碎石基層”兩個重大基礎性課題,填補了國內外的空白,得到了交通運輸部專家的充分認可。目前,這兩項科技項目正在聯合長安大學共同編寫行業標準;“新型抗彎拉水泥混凝土路面”科技項目正聯合交通運輸部公路科學研究院編寫行業標準;“舊水泥混凝土路面微裂均質化處治再生技術規程”已確定為安徽省地方標準。