2021-4-9 | 公路管理论文
本文作者：王琪 单位：辽宁省交通规划设计院
我们拜访了田纳西州公路局养护站，听他们介绍了冬季除雪的工作程序，公路交通是美国的大动脉，所以保证道路畅通极为重要，特别是冬季道路的除雪保畅。他们的除雪理念是“即下即雪”，最大限度地保证交通顺畅。美国各州都制定有内容详尽的除雪作业规程，而且没有封闭交通的法令。从气象预报、作业次序、设备调度、应急处理、信息收集、材料储备、公众信息服务等都进行了详细规定。这个养护站设有自己的盐仓，当时已经储备了几十吨的盐。他们还有浓盐水制备装置，在大雪来临前先在路面预撒少量的盐水，为后续机械除雪做准备。
采用预撒盐水的方法，可以节约30%的融雪剂用量，对于降低除雪作业成本和满足环保要求都具有重要意义。我们还参观了阿拉巴马州的国家沥青实验室(NCAT)和环道试验场。NCAT占地面积很大，设备很多，也很先进。可能是因为实行的规范不同，所以很多设备都是我们没有的，但也有不少和我们一样，还有少数是我们淘汰的。据他们工作人员介绍全世界好多国家的沥青样品都拿到这个试验室进行检测。可见这个试验室是有很高权威性的。当天下午我们又来到环道试验场，这个环道试验场坐落在一个小山坳里，是一个椭圆形的试验跑道。整个环道分46个测试路段，每个测试路段都有起始标志，并且都埋有温度和位移传感器，直接连接到操作室的电脑中，便于随时随地地进行观测。重车每天在跑道上不停地行驶，每个试验段都要经过大约三年的测试，才能得到一组有效的数据。
现在我们看到的有PFC、SMA、OGFC等路面结构，还有各种结构的噪音测试。只有经过综合测试各项指标都能完全满足设计要求时，这种路面结构才能被应用到实际施工中去，这就避免了边设计边施工，边施工边维修的的局面，节省了资源，减少了浪费。参观的最后一站是佛罗里达交通厅沥青试验室和加速加载设备。这个试验室虽然没有阿拉巴马州的大，但设备更先进，更干净。偌大个沥青试验室居然闻不到呛人的沥青味，可见它的排风系统是多么的好。各种管线布设的也非常合理。另外室外的加速加载设备也很先进，这种设备全美共有30台，它能在短期内模拟路面结构在外界荷载和环境的长期作用下路面损坏的机理，能用来验证路面工程中新材料和新技术的功效以及验证路面工程中病害防治方法的功效等。这台设备的试验量很大，利用率很高。
此次美国之行的另一个重点就是学习。这次主办方给我们安排了佐治亚理工大学的路面专家赖森荣教授给我们授课。通过几天的学习，让我们受益匪浅。通过学习我们了解到美国路面品质和耐久性高的原因:联邦公路局对各州高速公路的建造和维修有强制的监督权。能有效地确定承包商的资格。有效的路面施工监控管理制度和QA/QC人员训练。采用Superpave混合料设计法，对新工艺新材料的采用先做充分的研究后再应用。相反国内路面品质和耐久性差的原因除了工程管理和施工监控管理还有缺陷外，还有半刚性路面基层的施工和维修较难达到理想效果;沥青层的铺筑作业水平良莠不齐;从国外引进的新工艺、新规范和新材料的采用没有充分的研究以确定其在国内的可行性，以及采用马歇尔混合料配合比设计法有缺陷等是主要原因。这里我重点对与我专业密切相关的沥青路面工程有关新材料、新技术、新工艺和试验方法加以介绍。美国沥青路面所用的材料和我们大致相同，也用改性沥青、橡胶沥青，所不同的是集料。
改性沥青我省高速用了好多年，质量基本没有多少问题。橡胶沥青我们刚刚开始用，而在美国已经用了很长时间了，但通过交流发现这些专家对橡胶沥青都没什么好感，都不太主张用。集料的差别最大:我们中下面层采用优质的石灰岩，抗滑层采用玄武岩，沥青混合料中的集料是不允许用花岗岩的。这就造成了我们路面成本提高和资源浪费。而在美国因为美国大部分都只产花岗岩，所以他们是允许使用花岗岩做集料的，他们认为花岗岩对水损坏是有一定影响的，但不像我们想得那么严重。他们通过往花岗岩集料上喷消石灰浆，或者在石灰水中浸泡48h的方法来提高花岗岩与沥青粘附性等级，改善沥青混合料的性质。而不用抗剥落剂的原因是因为抗剥落剂会使沥青变得比较软，这样容易增加车辙。所以除非当地有更好的石料，否则他们都就地取材，采用当地的花岗岩做集料。因为有一些新工艺加上严格的施工管理所以尽管采用酸性的花岗岩做集料，美国的路面依然保证了很好的路用性能。这点是非常值得我们借鉴的。另外就是温拌沥青，温拌沥青可以降低能源、减少污染、延长施工时间、减少沥青早期老化。
但也存在一些缺点，首先由于降低了拌和的温度，粗集料烘干和加热的温度也随着减低，因此集料内的水分有可能没有完全被烘干，如此将会影响到沥青混凝土的性质，如集料与沥青的粘附性和车辙的指标都会降低。另外由于温拌沥青混合料出厂的温度较低，在运输过程中更容易造成温度的离析，摊铺中可能有局部凝结成块，造成摊铺中出现沟槽，所以最好采用热料转运车，在摊铺前进行二次加热，使得混合料的温度更均匀，才能解决摊铺中出现的一些问题。再有就是较低温度下的摊铺不容易压实，为未来使用中埋下水损坏和车辙的隐患。因为在施工中存在一些问题，美国还没有大规模使用，仅仅做过几个试验路面。所以我们在使用温拌沥青的时候必须要谨慎。不宜在没有取得施工经验的情况下，大面积使用。试验方法上美国现在采用Superpave拌和设计法，它与国内的马歇尔设计方法比较有以下特点:有明确的步骤来确定粒料级配已达到在沥青混凝土中发挥骨架作用。采用扭转压实制作15cm直径试件较接近工地碾压的沥青混凝土的性质。在试件制作过程中能连续测定扭转的次数和压实的变化之间的关系。如此可判断沥青混凝土在受外力作用下长期的稳定性，可达到降低沥青路面产生车辙的可能性。
这次美国之行最大的感受就是美国交通科技十分先进，公路四通八达，十分顺畅。线形都随着周围环境设计，很少采取大填大挖，也不要求路线平直，与周围环境很和谐，不过多地破坏自然环境。即使在车多路窄的纽约行车也很有秩序，可以说是拥而不堵，没有像国内那样严重的塞车现象。路况总体来说也是不错的，记得去参观田纳西州公路养护站的路上下着大雨，由于路面采用了排水抗滑层，所以一点也没影响到行车安全。但是因为美国的制度，大多数公路都不收费，政府没有钱，也就限制了公路的发展，并且影响了公路的养护和维修。这也是一个弊端。我们途经的许多公路虽然还不至于影响行车安全，但出现了很多裂缝、坑槽，影响了舒适和美观。美国人做事很严谨，很多新材料新工艺都要经多大量的长时间的试验，得出具体结论才能决定能否应用到实际工程中去。他们的环道试验、加速加载试验都是满负荷的运转。而不像我们简单的做几个试验就加以应用，最后到工程中去总结经验教训。总之这次美国的学习收获还是十分巨大的，让我们感受到尽管这些年我省公路事业发展的很快，但跟美国相比还是有不小的差距。但我们的体制还是有优势的，所以我相信在不久的将来我们会迎头赶上，把我们省的公路建设得更好。