王林所在的省交通科学研究所和美国的几家研究所合作,开展了“高速公路抗滑磨耗层”研究,通过改善基层与面层间联结与封水性能,解决了动水压力大的问题,同时提高了抗滑性、耐磨性。
“这项技术基本上控制住山东的路没有大的水损害。”王林说,项目还获得了2002年国家科技进步二等奖。
此后,山东又全国首家应用美国Superpave“超级路面”技术。这项技术要求在设计沥青路面用料时,既能满足高温性能要求,不产生过量车辙,又能满足低温性能要求,避免或减少低温开裂。
“超级路面”首先在1999年通车的济南西绕城高速试验应用。王林说,现在看,这不是个新技术,但当时采用有很大风险。
他们做了6个试验段,材料、理念看起来都很好,但都没有通过。“再给你最后一次机会!”面对连续失败和领导施加的压力,王林和他的团队彻夜研究,查阅国外资料,和施工人员交流,发现问题出在施工机具上,机具标示的参数和实际不符。他们从莱芜借了两台重型压路机,第七次试验取得成功。随着山东首先试用成功,全国高速公路建设开始大量使用这项技术。
15厘米与300亿元
几年前,一位美国学者在G3京台高速从泰安到济南的路上,发现一些重载车辆爬坡时排气管冒着烟,行驶速度和人走的速度差不多,不禁感叹:“这么重的车,路怎么受得了?!”
沥青路面国际一般设计年限为10至20年,我国高速公路设计年限为15年。通常,5至10年即出现路面结构性损坏,需要投入大量人力物力进行大修改建,且易造成堵车,社会影响非常大。
为解决此问题,山东和美国开展合作,共同开展永久性沥青路面研究。2003年至2005年,山东在G25长深高速滨州段建设了5公里的永久性沥青路面试验路。试验路设计最大轴重18吨(我国标准轴载10吨,美国8.26吨),最大测试荷载3轴60吨。试验路铺筑了5种结构的沥青路面,结构1为美国的典型永久路面结构;结构2、结构3为优化机构;结构4为以半刚性基层为基础,适用于重载交通的永久路面结构;结构5为我国传统采用的高速公路结构。
“试验路的数据显示,结构4寿命最长,就是目前推荐的路面结构。”王林说,这种路面结构,总厚度为73厘米,与传统路面结构相比,厚度没有太大变化,但增加了一层15厘米的大粒径透水性沥青混合料,增强了路面基础的强度,并可兼做排水层和应力缓解层。其设计年限达50年,在设计年限内无结构性修复和重建,仅需根据表面层损坏状况进行周期性修复。2005年后,永久路面在山东新建高速公路应用达1000多公里,预期经济效益300亿元。
美国沥青路面协会和美国国家沥青中心在其出版的《永久性路面集成》一书中评述:“中国山东永久性路面的实施为重载交通永久路面设计提供了一套有效的方法,其重载荷载达到美国标准轴载的2倍以上,同时研发的耐疲劳层沥青混合料突破传统疲劳极限瓶颈,有效减薄永久路面结构厚度。”国际学术刊物《道路与桥梁》,在其封面评价试验路为“The Great Road of China”。
王林说,对今后公路科技的发展,学者们有很多“梦想”,把高速公路和高速铁路结合起来,中间建铁路,两边建公路,形成综合交通;利用车辆荷载,把能量积蓄起来;还有路面加热、自动除冰雪、透水石路面等。
