玄武巖纖維復合材料助力建設平安百年品質工程

我國是公路、橋梁大國。交通運輸部發布的《2021年交通運輸行業發展統計公報》顯示，截至2021年末，我國公路總里程達528萬公里，公路養護里程達525.16萬公里，占總里程的99.4%；我國公路橋梁達96.11萬座，其中，特大橋梁7417座（1347.87萬延米），大橋13.45萬座（3715.89萬延米）。

近年來，隨著我國物流行業的高速發展，因重載車輛不斷增加，對公路造成越來越嚴重的破壞，尤其是路面塌陷、變形等問題日益嚴重，不但給社會公眾的出行安全帶來不便，還影響了我國運輸行業的健康發展。此外，由于我國許多公路建成時間較長，且公路設計人員在施工設計階段并未能做到全面考慮，使得公路路面無法適應現今交通運輸業的發展趨勢。大規模建設的公路網絡不可避免地帶來了繁重的養護任務，2019年以來，我國公路已經由傳統的“搶修時代”過渡到“全面養護時代”。

橋梁方面，據不完全統計，我國公路路網中40%的在役橋梁已服役超過20年，技術等級為三、四類的帶病橋梁達30%，15%的橋梁甚至已成為危橋，存在著嚴重的安全隱患。近年來不斷發生的橋梁垮塌事故，說明我國的橋梁養護狀況不容樂觀，很多存在安全隱患的橋梁無法得到合理養護，與發達國家存在著不小的差距。當前，我國橋梁安全事故的發生有增多趨勢，逐步進入了安全事故的高發期，橋梁安全形勢十分嚴峻。

近十余年來，隨著公路橋梁建設的持續加快，大量新技術都集中在高等級路橋的建設領域，出現“重建輕養”的不良傾向。盡管目前我國加大了對路橋的改造和監管力度，但受車輛超載、養護資金短缺等因素的影響，危險路橋數量仍“邊治邊增”。與新建路橋相比，加固路橋能夠節約大量的社會資源，減小對交通的影響，因而具有良好的社會效益和經濟效益。

于今年4月印發的《“十四五”養護管理綱要》更是提出，要“突出綠色低碳，促進資源集約節約利用”。交通運輸部“平安百年品質工程”強調研發使用長壽命工程材料，玄武巖纖維因其綠色環保高耐久且極具綜合性價比的特點，在國內外得到了廣泛重視和大力發展。目前，東南大學玄武巖纖維生產及應用技術國家地方聯合研究中心作為國家級研發基地，正在引領構筑我國玄武巖纖維的核心技術和規模化應用產業。玄武巖纖維復合材料以樹脂為基體，以玄武巖纖維為增強材料，具有輕質、高強、耐腐蝕、耐久性強等優良的力學特性，是路橋加固的首選材料。在雙碳目標的背景下，玄武巖纖維作為一種綠色的無機纖維材料，在制備過程中無有毒、有害物質的排放，具有廣闊的應用前景。此外，玄武巖纖維復合材料還擁有較高的蠕變斷裂應力與較低的蠕變率，與預應力技術相結合可進一步提升道路、橋梁等工程的加固效果，能夠有效提升結構的剛度、開裂荷載、屈服荷載、極限荷載，進而提高結構變形能力、抗疲勞能力、耐腐蝕性能，并增強結構的自恢復能力。簡而言之，玄武巖纖維復合材料加固技術提升了結構性能、延長了結構壽命、賦予了結構智慧，是打造平安百年品質工程的重要保障。