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“自愈”沥青 修复马路坑

来源:广州日报 日期:2018-09-27


  路面坑洞几乎与道路共存,人人见怪不怪:一条崭新的道路,使用几年后,经过日晒雨淋、繁忙的交通,地面开始松动和磨损,从细微的微裂缝开始变成一个坑洞。

  在世界各地,路面坑洞问题长期存在,是引发交通事故的原因之一,同时修复坑洞的成本也很高。

  印度菜贩达达拉奥被称为“坑洞爸爸”,3年来,他填平孟买马路上近600个坑洞。在这个暖心义举的背后,有一个令人心酸的故事——2015年7月的一天,达达拉奥当时16岁的儿子普拉卡什乘坐堂兄的摩托车外出,车轮陷入路面一个深坑时身体被甩出去,因大脑损伤去世。

  不要以为道路坑洞只存在于发展中国家,实际上,在世界各地包括多数发达国家,坑洞同样是一个长期存在的问题。

  2017年,英国修复了超过200万个坑洞,花费1.2亿英镑。根据英国地方政府协会的数据,英格兰和威尔士的道路维修账单很快将达到140亿英镑。

  根据美国土木工程师学会估计,美国32%的主要道路处于“较差”或“平庸”的状态,美国司机因道路坑洞每年导致的交通成本达30亿美元,高速公路上的拥堵因燃油和时间浪费让美国人每年付出了大约1010亿美元的成本。

  坑洞在全世界无数的马路上出现,周而复始。科学家们正在努力地寻找答案。

  ①自动驾驶汽车: 定位修复

  路面上的坑坑洼洼通常是由细微的裂缝开始的。恶劣的天气,糟糕的排水系统和繁忙的交通都可能导致地面松动和磨损。

  目前,人们很难确定这些细微的裂缝将在何时何地出现。但在未来,高精度的测量技术很可能预测坑洞出现的时间和位置。科学家将可以在自动驾驶汽车上安装机器,清理受损区域,重新将裂缝填满,在出现坑坑洼洼之前修复路面。

  ②自愈的路:添加沥青再生剂

  新型道路材料的发展也将令道路养护更便捷。英国诺丁汉交通工程中心正在研究的“自愈”沥青,有望减少道路维修的频率。

  沥青路面是由矿物碎石和沥青组成的,沥青是一种粘性液体,可以将其他材料粘合在一起。当路面出现裂缝时,沥青可渗入裂缝并填满裂缝。问题是,沥青在常温下是一种非常粘稠的液体,裂缝的愈合可能需要几个星期。在正常的交通情况下,裂缝的增长速度可能比它们被填满的速度更快,从而路面变得坑坑洼洼。

  为了加速道路的“愈合”,诺丁汉交通工程中心正在探索在道路中添加含有沥青再生剂的小胶囊,如葵花籽油或高油。据研究人员介绍,制作这种胶囊的灵感来自于西班牙版电视节目《厨艺大师》中的一集,在这一集里,一名选手使用一种技术将鱼子酱浸入液体中,形成类似鱼子酱的球体。

  这样一来,当道路开始开裂时,胶囊就会裂开,释放里面的油,软化周围的沥青。这有助于沥青更快地粘合在一起,有效地填补裂缝和防止小缺陷恶化。工程师预计,添加胶囊后,第一个道路坑洞的出现时间至少可推迟5年,从而减少对维护的需求。

  ③控制坑洞修补系统:加热路面

  英国布鲁内尔大学正在研究的另一个解决方案是使用红外线加热路面,使道路维修成本更低、使用时间更长。

  潮湿的天气加上冻融循环,会极大地加速道路坑洞的发育。传统上,工程队使用“热修复”的方法修补坑洞,向它们注入滚烫的沥青。但如果修复作业时路面很冷,修复材料的温度就会显著下降,与周围材料的结合就会减弱,一些新的“修复”补丁可能在几个月内就会再次出现退化。

  为了提高沥青路面修补的性能,布鲁内尔大学的路面和地面工程研究小组开发了控制坑洞修补系统(CPRS),这种新方法使用便携式红外加热机对路面地下区域进行预热,然后再进行修复。

  CPRS可以精确控制地面温度,为替换材料提供了更大的粘合强度。该机器结构紧凑,易于运输到维修地点,可以单车道操作,可避免大面积的道路封闭。

  研究人员希望通过进一步研究,利用CPRS改善沥青路面修补工作,使道路良好状态保持5年。工程师预计,控制坑洞修补系统可以减少25%到50%的道路养护成本。


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