美国人修公路时，预埋的一层轮胎有什么用？我国为何不效仿？ _小知识

“要想富，先修路”这是几十年经验总结出来的颠扑不破的真理。道路交通，是一个城市发展的命脉，四通八达的道路系统将城市与城市、人与人之间紧密相连，拉近彼此的距离，让社会动起来、富起来、繁荣起来。因此，修路就成为社会发展的头等大事。道路完成之后也不能掉以轻心，要知道没有什么事物是一成不变的，何况公路每天都在承受数以千计的压力。

文章插图

Tips：城市也叫城市聚落，一般包括了住宅区、工业区和商业区并且具备行政管辖功能。城市的行政管辖功能可能涉及较其本身更广泛的区域。

公路投入使用，常常会因为车子的压力形成一个个或浅或深的坑，雨天时路边的行人，不小心就会被呼啸而过的车辆溅上一身的泥水，小汽车也会因这些坑槽打滑发生事故，因此这些坑槽堪称是公路的顽疾。但是这些坑槽经过修缮之后，总是很快地又冒出来难以根除，成为道路维修工作的一大难题。而在美国当地的人在修缮时似乎使用了废旧的轮胎，这些轮胎有什么用？它能够终结道路坑槽这个终极难题吗?
全世界公路的通病——坑槽
坑槽，百度学名叫路面坑槽（pot holes），是沥青混凝土路面最常见的通病。一般指车辆行驶中，由于重压或其他原因导致路面沥青或者水泥等局部脱落造成的坑洼。

文章插图

Tips：路面坑槽pot holes，指的是在行车作用下，路面骨料局部脱落而产生的坑洼，是沥青路面易发多发的常见病害，影响行车安全性、舒适性和路容路貌。

一旦出现，十分影响行车的安全、舒适性以及市容市貌。如果不能及时地修缮和养护，不仅容易发生车祸等意外交通事故，影响人们生命财产安全，还会使路面损害进一步扩大，影响地基的稳定，增加养护的成本。而造成公路坑槽出现的原因除了公路承重过多（车辆超载，尤其是运送建筑材料的大货车）外，还有其他的因素造成坑槽出现。

文章插图

Tips：大型货车指重型和中型载货汽车。重型载货汽车车长大于等于6m，总质量大于等于12000kg 。中型载货汽车车长大于等于6m，总质量大于等于4500kg且小于12000kg 。

雨天对沥青混凝土公路十分的不友好，雨水虽然是天然的“清道夫”可以冲刷路面上的污秽，但是它也是导致路面损坏的“杀手”，是产生路面坑槽的“主角” 。水能溶于万物是优秀的溶液，自然它也能溶于沥青混凝土使它变软，从而导致其强度和硬度降低。同时水的渗透使各层沙料间隙扩大，公路变蓬松（类似海绵），黏性减少，极易形成坑槽。
此外，公路老化也是造成坑槽出现的自然原因。任何事物在时间的魔法下，都会从青年到垂暮，沥青公路这样依靠化学反应形成的道路更是如此。随着时间的流逝，原本坚固的沥青公路老化，沥青与混凝土之间的黏性减小，各层间距加大，从而使道路在超载、雨水等原因之下产生坑槽、裂缝等病害。

文章插图

Tips：沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种：其中，煤焦沥青是炼焦的副产品。

施工工艺落后，是造成坑槽的技术原因。由于技术和施工人员操作不到位，在混凝土与沥青混合时，对温度把控不成熟、不恰当从而引起道路表面的坑槽现象。在道路施工过程中，如果混合料的温度过高，高温使沥青老化，黏性变小，以至于各材料之间粘连不牢，超载的大货车多来几次，就压出坑槽和轮胎印了。

文章插图

Tips：轮胎是在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品。通常安装在金属轮辋上，能支承车身，缓冲外界冲击，实现与路面的接触并保证车辆的行驶性能。

如果温度过低，沥青融化不完全，混合料的粘结性也不行同样产生坑槽。其二，施工中没有认真按照施工手册对沥青路各层间进行均匀洒布（层与层之间喷洒不同的沥青进行粘合），导致层与层之间没有粘结好，导致道路各段受力不均匀，大型货车一压就现原形，出现一道道裂缝，最终因为雨水等自然原因变成坑槽。其三，施工过程中操作不当或者是疏忽，使路面各处的厚度不一，一些较厚的路段或者一小块凹陷，在长时间的使用中，容易形成坑槽影响行车安全。

文章插图

Tips：雨水，是二十四节气之第2个节气。斗指壬；太阳到达黄经330°；每年公历2月18-20日交节。雨水节气的含义是降雨开始，降雨量级多以小雨或毛毛细雨为主。

最后，事故多发地段中车祸发生之后，漏油也会造成坑槽，因为车辆泄露的燃油，和水一样能溶于沥青，导致沥青软化丧失黏性，逐渐形成坑槽。车辆更换轮胎时使用的千斤顶也容易压坏路面，从而产生坑槽。以上种种原因都是社会中极其常见的现象，因此坑槽这个公路病害极其常见。但是近年来，施工工艺的提高和质量的严格把控，目前的公路的质量都是有保证的 。因此目前造成坑槽的最大因素就是雨水和超载的大型货车了。

文章插图

Tips：中国最美公路，这些最美公路既有西部杳无人烟的荒漠公路，一路美景美到爆，也有东部杭州湾跨海大桥公路，大气磅礴让人迷恋不已。

下雨是人力所不能控制的自然现象，因此各国工程师想要制服坑槽这个病害，就只能提升路面的抗压能力来抵抗车辆超载了。为此各国的土木工程师们大开脑洞，最后一位美国设计师，想到了一个绝妙的办法来提高道路的抗压性，那么他是如何做的呢？这来源于一个环保问题。
美国人巧用旧轮胎，变废为宝终结坑槽
美国自一战之后，国内经济、政治、军事、科学等各方面发展迅速，由于国内地广人稀，为了加快发展进程，修建了四通八达的公路网络，并生产了许多的汽车方便交通，是世界上汽车保有量最多的国家。

文章插图

Tips：环保，全称环境保护，是指人类为解决现实的或潜在的环境问题，协调人类与环境的关系，保障经济、社会的持续发展而采取的各种行动的总称。

因为美国的地理原因，车子是他们主要的交通工具，许多人爱驾车来一场说走就走的旅行，因此诞生了独特的汽车文化。美国人爱车也经常开车，在几万公里的旅途中，汽车的轮胎极易发生磨损，轮胎成为美国汽车文化的牺牲品。美国人几乎人手一辆车，2000年时全国有2亿7千万人，就算只换一只轮胎就有2亿多只轮胎被淘汰。如此庞大的废弃物数量如何清理？

文章插图

Tips：化学术语中的废弃物是指在化学实验中产生的，在一定时间和空间范围内基本或者完全失去使用价值，无法回收和利用的排放物。

【美国人修公路时，预埋的一层轮胎有什么用？我国为何不效仿？】其中极少一部分在维修之后进入二手市场，还要一部分经简单修理之后，出口到亚非拉的落后国家，但更多的是被当做垃圾丢弃。因为废旧轮胎的数量实在是太多了，即使经过二手市场的过滤，剩下的也还有几百上千万只，集中焚烧的话产生的烟雾可以媲拟原子弹爆炸的蘑菇云。

文章插图

Tips：蘑菇云又名蕈状云，指的是由于爆炸而产生的强大的爆炸云，形状类似于蘑菇，上头大，下面小，由此而得名。

因此美国人就将这些废旧轮胎扔进海里眼不见为净，但是轮胎中含有甲醛、橡胶促进剂（MBT）、芳香烃等有毒物质，严重威胁海洋环境，周边的居民也间接受到伤害。美国西弗吉尼亚大学土木工程教授塞缪尔·博纳索是一位环保主义者，他看到废旧轮胎对环境造成的污染，于是开动脑筋想如何才能解决日益突出的轮胎污染问题。

文章插图

Tips：一般的定义为凡是以小剂量进入机体，通过化学或物理作用能够导致健康受损的物质。根据这一定义可知，有毒物质是相对的，剂量决定着一种成分是否有毒。

2004年的一天，塞缪尔在一个公路施工项目中工作，他看到正在的路面就想到之前所见的公路。那些公路没到几年，就出现了坑槽和裂缝，这似乎是全世界公路的通病。这些坑槽反过来又使汽车轮胎磨损加快，导致轮胎寿命降低，形成一个无解的循环。塞缪尔十分担忧美国的环境会在日益增多的废旧轮胎中变得更坏，但是很快转机来了，塞缪尔看到书中的蜂巢系统，由多个六面体组成的坚固的系统。之后他联想到可以用轮胎来当做六面体铺到公路上，当做路基的骨架，之后再往里填充其他的砂石材料，就能形成一个永久型的建筑单元。经历了多次模拟试验和压力测试之后，塞缪尔的“轮胎路基”形成了一套条理清晰的施工流程，并将之命名为机械混凝土（ mechanical concrete）。

文章插图

Tips：蜂巢是蜜蜂家园必要的“家具”和“食品室” 。养蜂家会拆掉整个蜂巢去获取蜂蜜。蜂蜜的提取可以透过打开蜂巢取出巢板，然后把它放进分离蜂蜜的离心机里旋转。

主要做法是：第一步将废弃轮胎的两边割掉，使其变成一个圆柱体。第二步，将改造过的轮胎按照蜂窝状结构依次排列。第三步，将砂砾或者碎石子倾倒入轮胎中，并将轮胎之间的缝隙填满，之后用压路机将路面压实，形成一条路基，再铺上一层沥青，整条路就大功告成了。在修建完试用了一段时间之后，施工人员并没有发现什么不良影响，反而发现了许多的优点，那么都有那些优点呢？

文章插图

Tips：压路机以机械本身的重力作用，适用于各种压实作业，使被碾压层产生永久变形而密实。压路机又分钢轮式和轮胎式两类。

首先，建造成本低，工期短，维护成本低。使用轮胎铺设路基，不需要混合混凝土，减少施工程序，上手简单，拔高了工期的速度。使用废旧轮胎的成本比混凝土需要用到的砂石材料低起码几十倍，而且如果是乡间小路都不用铺陈沥青，就可以直接使用。此外，使用轮胎之后，维护道路的成本也低了，因为以轮胎为骨架的公路更结实，而且更换废旧轮胎的成本也低。例如美国莫顿堡附近一家发电厂的一条公路使用了机械混凝土法之后，道路的维护成本下降了四分之三。

文章插图

Tips：路基是轨道或者路面的基础，是经过开挖或填筑而形成的土工构筑物。而美国采用的就是用废弃轮胎来作为路面的基础。

其次，抗压能力提升，终结路面坑坑洼洼。传统的沥青路面属于柔性路面，遇水或油时极易软化，导致黏性减少，路面抗压能力直线下降，导致地面出现缝隙或者坑槽。而新型的机械混凝土路面，由于使用的是轮胎铺上碎石为基底，本身缝隙较大雨水降落之后，很容易顺着缝隙流到地层中，因此并不会对路面造成影响，即使是遭遇冰雪天气路面的强度和抗压力也有所保证。同时也不必担心路面过于坚硬，因为轮胎是橡胶制品具有延展性和收缩性，因此拥有较强的弹性能力，能够承载30~150吨之间的载重。

文章插图

Tips：通常我们所说的天然橡胶，是指从巴西橡胶树上采集的天然胶乳，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。

最后，解决废旧轮胎污染问题，变废为宝。利用这种方法可以让本是污染物的废旧轮胎变成公路建设的建材，化腐朽为神奇。美国地广人稀，国内的公路长度加起来可以绕地球一圈儿还多，而这里边老化的公路数不胜数。据统计，一段1英里长的公路，使用机械混凝土法可以消耗12000轮胎，再加上轮胎路基的公路基本不会出现坑槽，汽车轮胎损耗小，所以在这种良性循环之下，实现环保与可持续发展的双重目标。
我国为何不效仿？橡胶原利用早已有之
既然使用废旧轮胎修建公路的好处如此之多？有的人肯定会问为什么我们不效仿呢？这是因为我国早就使用废旧轮胎来修路了，只不过我们不是用的整只轮胎而是将轮胎磨成粉并按照一定的比例与混凝土和沥青搅拌均匀后使用，这种公路叫橡胶沥青路。这种方式的路面也是为了解决我国与日俱增的废旧轮胎“黑色污染” 。因为我国幅员辽阔，国内地形复杂，比如：云南、重庆、贵州等地山地多，道路的坡度和舒适度都不是很平整，因此汽车轮胎的磨损率居高不下。

文章插图

Tips：橡胶沥青指的是主要以普通基质沥青和废旧轮胎橡胶粉为主要原料，采用高新技术和先进工艺生产而成的一种公路路面铺设新型材料。

据统计，2017年我国废旧轮胎产量超过1300万吨，而且这个数字还在以每年6%~8%的比例急速增长，预计到2020年全国废旧轮胎产量将突破2000万吨。而这些废旧轮胎只有一小部分能够在翻新后进入市场买卖，一部分流入土法炼油作坊、一部分进入热裂解工厂。但是因为国内的相关技术公司太少，所以还有大量的废旧轮胎被随意丢弃在乡间或城市的角落里，对土地环境造成严重污染 。

文章插图

Tips：防冻液的全称应该叫防冻冷却液，意为有防冻功能的冷却液。防冻液可以防止在寒冷冬季停车时冷却液结冰而胀裂散热器和冻坏发动机气缸体或盖。

因此国内大力推行废旧轮胎绿色环保利用，将废旧轮胎磨成橡胶粉，建造高速公路，不仅能够解决轮胎的“黑色污染”，还能提高高速公路的使用寿命，可以防滑、防冻、防水引起的坑槽，提高车辆行驶的舒适度以及比传统公路高4倍的路面承载能力。目前国内的京通快速路、鹤大高速路等都使用的橡胶沥青路。

文章插图

Tips：防冻液的全称应该叫防冻冷却液，意为有防冻功能的冷却液。防冻液可以防止在寒冷冬季停车时冷却液结冰而胀裂散热器和冻坏发动机气缸体或盖。

此外，我们不使用美国的机械混凝土技术，是因为这个技术更适合于乡间小路，对高速路不对口，而且使用这个技术还要给专利费。本来我们就有了橡胶沥青路了，又何必花钱买个不对口的新技术回来呢。