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在粵港澳大灣區的超級工程上鋪瀝青,需要克服哪些技術難題?
2019年05月13日    閱讀量:6744    新聞來源:澎湃新聞  |  投稿

在粵港澳大灣區的超級工程上鋪瀝青,需要克服哪些技術難題? 瀝青網,sinoasphalt.com

2018年10月11日,港珠澳大橋珠海連接線的拱北隧道入口路段。 東方IC 資料圖

在上游能源業務轉型的同時,荷蘭皇家殼牌集團將進一步探索下游瀝青產品的市場空間。面對粵港澳大灣區建設等政策機遇,殼牌瀝青相信中國未來在道路養護、橋隧建設方面存在巨大需求瀝青網sinoasphalt.com

“作為全球最大的國際瀝青供應商之一, 我們很榮幸參與了港珠澳大橋和南沙大橋(虎門二橋項目)兩座‘世界級橋梁’的建設。”殼牌特種業務中國區總經理郝煒近日在廣州接受澎湃新聞采訪時表示。“《粵港澳大灣區發展規劃綱要》提出各種要素高效便捷地流動,類似高挑戰性的工程將越來越多,包括大橋、跨江隧道和山體隧道等。”

比如,作為《粵港澳大灣區發展規劃綱要》公布后首個投用的“超級工程”,大灣區連接廣州和東莞全新的重要過江通道“南沙大橋”(虎門二橋項目)在4月初通車。大橋全長12.89公里,是世界上跨徑最大、最寬的鋼箱梁懸索橋,通車后預計車流量高達10萬次以上,將面臨瞬時高密度車流的巨大挑戰,這對路面質量的要求很高。

具體來看,南沙大橋的主橋為鋼橋面設計,鋪裝面積達13萬平方米,單體熱拌環氧鋪裝面積屬中國之最,鋪裝難度大。而引橋和匝道則為螺旋形,坡度大、剪切力大,對橋面瀝青的鋪裝提出了嚴苛的要求。此外,廣東地區高溫、高鹽、高濕的氣候特點更是對瀝青鋪裝層的高溫性能、疲勞性能、防水損害性能形成極大挑戰。

為此,經多重試驗,殼牌瀝青為主橋橋面提供了適配鋪裝體系且性能指標穩定的瀝青解決方案。針對 “三大結構層、六道工序”鋪裝的引橋,項目組則采用雙層分別為5.5cm及4.5cm的細粒式瀝青瑪蹄脂碎石SMA-13。同時,為混凝土引橋和連接高架橋供應了定制的改性瀝青和乳化瀝青,遠超行業標準。

此外,殼牌也參與了去年開通的歷史性工程“港珠澳大橋”的建設,是主橋段橋面鋪裝的唯一石油瀝青供應商、海底隧道段唯一瀝青供應商以及香港段路面瀝青和橋面防水涂層產品供應商。

超級工程提出的高要求,是中國道路建設發展的一個縮影。作為最早將瀝青道路解決方案帶到中國的外企,殼牌見證了中國公路系統的飛速發展。隨著道路建設向內陸推進,殼牌瀝青也將深入地形復雜的西南地區,以及西北、內蒙古中部等地區。

同時,在公路網絡較為成熟的華南、華東地區,道路“白改黑”改造和“預防性養護”的市場潛力巨大。針對每一處的氣候條件、重載負荷和環保要求,瀝青供應商將需要提供越發定制化和個性化的解決方案,利用技術提高道路全生命周期的成本和效率。

瀝青道路

瀝青是煉油的尾聲。一桶開采出來的原油進入煉廠后,經過層層蒸餾提煉,形成不同沸點和特質的石油產品。最上一層是清潔程度最高的飛機燃油,往下一大部分是化工產品,再往下是我們熟悉的汽油和柴油。提煉到最后,就剩下瀝青,一種黑褐色的復雜有機混合物,呈高粘度液態。

發現它可以鋪路之后,瀝青擺脫了作為石油煉化廢品的身份。我們可以把瀝青想象成膠水,混合石料使用后,道路的彈性足,壽命長,且摩擦系數良好。高等級公路的土基之上通常包含三層瀝青石料混合物。

殼牌公司是瀝青行業最早一批推動者之一,并在1920年代將瀝青的道路解決方案帶到了中國市場。

殼牌中國特種業務技術部經理徐立廷和市場部經理薛蕓介紹道,中國現代瀝青道路的發展大致可分為三個階段。殼牌瀝青在1988年參與建設了中國第一條高速公路“滬嘉高速”,花了整整3年的時間修了16公里。當時采用的方法是從新加坡煉廠將瀝青桶裝運輸到建設現場來。

1999年,中國的高速公路總長度達到了1萬公里。也是在這段時間,中國開始發展改性瀝青,即通過摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物等改性劑以改善瀝青的性能,并從現場改性過渡到集中改性。這是因為,現場改性的瀝青產量有限,質檢難以保障。

截至2018年,中國的高速公路總長度已經突破14萬公里,關注點逐漸轉向道路升級和養護。隨著中國的高等級公路網絡逐漸由華東、華南、長江沿岸往內陸推移,除了加碼粵港澳大灣區這樣的核心市場,殼牌瀝青也會進軍西南、西北和內蒙古中部等地區。目前,西南地區是中國道路市場發展最快的區域之一,復雜的地形給項目工程帶來較大挑戰。

“白改黑”

在華東和華南地區,高速公路網絡建設相對成熟,但這并不代表瀝青供應商就無事可做。除了新建高等級公路外,中國還存在將水泥路升級改造成瀝青路的需求,業內形象地稱為“白改黑”。除了14萬公里高速公路之外,中國還有400多萬公里的一二三四級公路和沒有等級的道路。在高速限載的情況下,這些年代久遠的道路面臨著嚴峻的重載壓力,急需新技術的助力。

薛蕓解釋道,水泥路使用時間長久后,往往出現很大的裂縫,水滲透入地下的土基,破壞整條道路。如果全盤鏟除水泥重鋪,時間和資金花費很高。更為經濟的做法,是在原有的水泥路上加鋪一層瀝青。

不過,如何防止裂縫反射到加罩的瀝青面層,是必須解決的技術問題。武漢至黃石高速公路自2001年采用殼牌應力吸收層系統后,加鋪路面未進行任何大修。

另一方面,殼牌看到中國未來在道路的“預防性養護”上將有大量發展空間,即不等到道路完全破壞后才開始修護。徐立廷表示,一條質量合格的道路,在使用壽命的前四分之三,性能會下降40%,如果在這一階段對路面進行及時的預防性養護,可避免性能加速下降。若錯過該階段,則需要花費4至5倍的代價,才能恢復到同樣的路面狀況指數。

“硬骨頭”

在公路網絡進化的同時,中國在橋隧工程方面的需求越來越大。“好修的公路都快修完了,剩下的‘硬骨頭’就是橋隧。”徐立挺說道。

隧道的開采成本和維護成本都很高,一旦部分封閉修護,將造成嚴重的交通壓力。而大貨車通過隧道時會減速灑水,降低溫度,久而久之,路面就變得光滑。亞洲第二大隧道“甘肅麥積山隧道”因路面摩擦系數下降,交通事故發生率曾一度達到每月9起。殼牌瀝青針對性地采用了2.5公分超薄磨耗層路面養護解決方案,有效增強了該路段的抗滑能力,將事故發生率降低至每月0到1起。同時,大孔徑的設計將隧道內的噪聲降低了3個分貝。

徐立挺相信,類似的案例會越來越多。未來瀝青市場要解決的是不同氣候條件和交通載荷下的個性化需求,甚至包括環保要求。在去年貫通的武深高速廣東段新博高速九連山隧道項目中,殼牌就使用了研發數十年的成果凈味瀝青,即在保證使用性能和效果的情況下,減少瀝青氣味來降低對鋪路工人和附近居民的不良影響。這在通風條件差、悶熱度高的隧道環境中尤其重要。

值得一提的是,該凈味瀝青并非簡單地覆蓋氣味,而是通過化學反應來中和并消除異味產生的源頭,減少空氣污染物排放。


標簽:今日頭條道路建設施工案例瀝青混凝土改性瀝青
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