中交基础设施养护集团有限公司近日,《中国公路》杂志刊登报道公司浇筑式固化土先进技术在应急抢险方面的应用及重要意义。一起来看看吧。
报道原文 在极端气候频发的背景下,水毁路段的修复对于公路交通韧性体系的建设具有至关重要的意义。本文系统梳理了传统修复技术的局限性,并结合韧性评估框架,深入分析了浇筑式固化土技术的抗侵蚀性、施工效率及资源循环特性,还探讨了一体化装备的协同机理。通过实践案例验证了该技术在抢险与长效修复中的综合效益。
研究表明,浇筑式固化土技术能够有效提升公路交通系统的气候适应性与灾害恢复力,为应对极端气候挑战提供了新的技术路径。
▲2024年全国主要江河共发生26次编号洪水,为1998年有统计资料以来最多。
近年来,在全球气候变化的大背景下,极端气候事件呈现愈发频繁的态势,暴雨洪涝灾害的发生频率和强度均显著增加,对道路基础设施造成严重威胁。交通运输部2022年公路水毁年报数据显示,单年度路基滑坡损毁里程超3000公里,高边坡坍塌事故同比增加42%,灾后重建费用占年度养护预算比重突破15%。2021年至2023年间,我国年均有83条国道、217条省道受暴雨洪涝冲击,造成的经济损失达年均62亿元(交通运输部统计司数据)。这些水毁路段不仅导致交通中断,严重影响公众的日常出行和物资运输,还带来巨大的经济损失,甚至可能引发次生灾害,对公众的生命财产安全构成严重威胁。
▲浇筑式固化土技术实现水毁修复低碳高效,降碳达73.6%。
水毁修复技术变革的行业诉求
公路系统在降雨冲蚀下的典型损毁表现为:路基填料流失诱发结构失效(占比68%)、边坡体失稳导致山体滑坡(占比22%)、基层透水形成隐性病害(占比10%)。传统“片石回填+水稳层重建”工艺存在几方面突出问题:一是材料时效性差,级配筛分耗时超48小时,施工周期间隔达3天至5天;二是抗灾性能薄弱,透水性基层引发二次损毁概率高达45%;三是依赖天然骨料,资源消耗高;四是分层摊铺需多道工序,抢修效率低;五是遇到复杂地形情况,设备进场困难。
综合看来,传统修复技术在应对水毁路段修复问题时暴露出多种局限性:在时间要求上,传统修复技术对新规范要求的36小时应急通车时间达标率不足27%,难以满足快速恢复交通的需求;在材料供应方面,碎石料源供给半径超过50公里的项目占比达61%,不仅增加了材料运输成本,还可能因材料供应不及时而延误工期;从环保角度来看,应用传统修复技术完成单公里道路抢修的碳排放当量,超过6万平方米森林年碳汇能力,形成环境负荷倒挂。此外,传统修复技术还存在施工周期长、抗渗性不足、材料不可再生等问题,难以同时满足水毁路段快速恢复与长期稳定性的双重需求。
在此背景下,浇筑式固化土技术应运而生。该技术通过地聚合物环保胶结剂与浇筑式施工工艺相结合,为水毁路段修复提供新的解决方案。其在多个工程案例中表现出色,不仅展现出快速抢险和长效修复的潜力,还通过优化材料性能和施工工艺,实现了资源循环利用和低碳施工,符合可持续发展的要求,有望成为提升公路交通系统应对极端气候能力的关键技术。
浇筑式固化土技术体系
材料特性与优势多源固废利用 浇筑式固化土技术的核心在于充分利用全级配回收水毁渣土、淤泥质土等作为原材料,从而有效降低30%至50%的材料成本。这种多源固废利用方式不仅减少了对天然骨料的依赖,还实现了资源的循环利用,符合可持续发展的要求。
水稳性提升该技术通过优化材料配方,使固化土的渗透系数降低至每秒不大于
1×10-7 厘米,有效阻断毛细水上升,解决了传统路基遇水软化的问题。这一特性显著提升了路基在长期水浸环境下的稳定性,减少了因雨水渗透引发的病害。
流动可调性 浇筑式固化土的坍落度可在150毫米至250毫米范围内灵活调整,实现了泵送浇筑,可适应狭窄作业面和复杂地形条件。这种流动可调性使施工更加灵活,尤其适用于山区道路、城市下穿通道等特殊场景。
关键工艺创新现场快速配比 基于土质检测的自适应配方设计,浇筑式固化土能够在48小时内达到1.0兆帕至3.0兆帕的强度,满足快速通车的需求。这种现场快速配比技术突破了传统工艺的限制,大大缩短了施工周期。
长距离泵送 一体化装备支持300米及以上水平输送,减少了设备转场频率,提高了施工效率。长距离泵送技术的应用使得施工更加连续,避免了因设备频繁移动导致的施工中断和质量隐患。
▲浇筑式固化土技术可消纳大量渣土,节约天然砂石料。
装备模块化设计 浇筑式固化土一体化装备由移动式搅拌站、泵送单元和智能监测模块组成。这种模块化设计使得装备具有高度的灵活性和可扩展性,能够根据工程规模和复杂程度进行快速配置。单机产能可达每小时100立方米至150立方米,支持多机组联合作业。这种高效的生产能力能够满足大规模水毁路段修复的需求,显著提升了施工效率。
工程实践与韧性效益评估
工程案例简介 国道503线吉林省松原市扶余市出口至肖家段路面改造工程(水毁重建项目示范工程),位于连接东北地区重要城市的交通大动脉,交通流量大且重载车辆多。多年来,经自然环境的侵蚀、车辆荷载的反复作用(特别是京哈高速改扩建时将此路段作为进场材料及施工机械运输便道,对路况造成较大伤害),路段技术状况和使用性能逐年降低。2023年8月初,受台风“杜苏芮”影响,强降雨导致该路段路基、路面不同程度受损,路况水平整体下降。该示范工程段以十二号桥梁为中心,前后均为1.83%的长纵坡,地势低洼,在雨季时容易受到洪水和雨水影响。该项目路段为设计时速80公里的二级公路,标准段路基宽12.3米,路面宽11米,为沥青混凝土路面。
总体施工方法是将废弃土料、旧水稳铣刨料、固化剂和水按配合比投入强制搅拌机,拌和形成具有一定流动性的浇筑式固化土或流动固化渣土,再通过混凝土罐车输送至路基及基层填筑路段,形成具有整体强度的浇筑式固化土路床和流动固化渣土基层。相较“碎石换填路床+水泥稳定碎石基层”而言,浇筑式固化土路基及基层的整体性、承载能力更佳。
▲组图:浇筑式固化土浇筑施工过程
▲组图:浇筑式固化土养护施工和完工后的效果
▲浇筑式固化土完工后三维探地雷达效果检测照片
▲浇筑式固化土完工后落球式回弹模量测试仪效果检测
效益分析 根据案例测算,每实施1公里浇筑式固化土将消纳约12000立方米渣土,将节约天然砂石料约12000立方米;而每消纳1立方米渣土将节约渣土处置费40元,每减少1立方米天然砂石料使用量,将节约砂石料采购成本180元。与此同时,使用“砂垫层+水泥稳定碎石基层”,每公里道路综合碳排放量约为614.41吨二氧化碳,总能耗约为20.1吨标准煤;使用浇筑式路基及基层的综合碳排放量约为162.21吨二氧化碳,总能耗约为17.29吨标准煤;综合总二氧化碳排放量降低率为73.6%,总能耗降低率为13.98%。由此可知,每实施1公里浇筑式路基及基层,将实现节能2.81吨标准煤、降碳452.2吨二氧化碳。
▲浇筑式固化土技术通过“材料—装备
—工艺”三维创新,有望显著提升公路交通系统的气候适应性与灾害恢复力。
未来发展方向未来,浇筑式固化土技术的发展方向应聚焦于以下几个方面:
首先 ,借助人工智能技术,开发材料自适应合成系统,根据不同的土质条件和环境要求自动调整材料配方。系统还能够通过机器学习算法,根据历史数据和实时监测结果,动态调整固化剂的用量和配比。智能监测模块能够实时反馈材料的流变性和强度发展情况,确保施工质量的稳定性和一致性。
其次 ,构建全生命周期碳排放核算体系,核算浇筑式固化土技术从原材料采集、生产、施工到使用全过程的碳排放,为绿色施工提供科学依据。
最后 ,建议将该技术纳入公路韧性评价标准,如《交通强国建设纲要》指标体系,为公路交通系统的韧性提升提供标准化的技术支持。
浇筑式固化土技术通过“材料—装备
— 工艺”三维创新,实现水毁路段“快速抢险”与“长效修复”的双重目标,显著提升公路交通系统的气候适应性与灾害恢复力。未来,通过不断优化技术体系,克服现有瓶颈,进一步融合智能监测与韧性评估模型,推动标准化应用,该技术有望在公路交通韧性建设中发挥更大作用,为应对极端气候挑战提供有力的技术支撑。
来源:国公路微信公众号、特种公司