智能沥青材料:让道路建设更安全、更环保
智能沥青材料:让道路建设更安全、更环保
在道路建设领域,一种新型智能沥青材料正在悄然改变传统施工和维护方式。这种融合了现代传感技术和智能监测系统的沥青材料,不仅具备优异的物理性能,还能实时监测道路状况,为交通基础设施的安全运营提供了全新解决方案。
创新材料:让路基监测更智能
山东大学崔新壮教授团队研发的SEG(Sensing Geosynthetics)智能感知土工合成材料,是智能沥青材料领域的重大突破。这种材料通过拉敏效应,实现了对路基内部变形的分布式监测,能够及时预警潜在的安全隐患。
SEG智能感知材料的创新之处在于,它不需要在材料内部埋入传感器,避免了因外部传感器的植入引起材料的强度和性能下降等现象。同时,该材料耐久性好、成本低、应变测量范围大,能够实现拓宽路基土体灾变全过程的变形感知。
实际应用:从实验室到高速公路
这项技术已经在多个国家重点工程项目中得到实际应用。例如,在京台高速改扩建、潍日高速采石坑高填方路基及济南绕城高速公路等项目中,SEG智能感知材料发挥了重要作用。
基于SEG的路基安全预警系统,能够实时监测路基及其边坡的滑裂、塌陷等灾变的演化过程,捕捉灾变的特征信息,为路基灾变的正确分析、评价、预测、预报及治理提供可靠数据和科学依据。
预警系统软件主要依靠内置敏感元件所采集的数据进行传输、存储、解析,并以手机APP的形式反馈到手机客户端,同时能够通过网页端进行访问,按照指定的协议进行手机端、后台端的在线评估及预警。
环保节能:全生命周期的绿色选择
研究显示,采用温拌技术和再生技术可以显著降低沥青路面的碳排放。例如,当RAP(再生沥青混合料)掺量达到30%时,三类沥青路面能耗强度分别下降20.64%、18.56%、15.26%,碳排放量分别下降6.92%、3.92%、4.39%。
此外,通过优化运输效率,沥青路面的能耗排放还可以进一步降低。运输效率每提升10%,三类沥青路面能耗强度分别下降1.55%、1.63%、2.10%,碳排放量分别下降4.03%、3.26%、3.07%。
面临挑战:从成本到环境适应性
尽管智能沥青材料展现出巨大潜力,但在推广过程中仍面临一些挑战。例如,原材料价格波动、极端天气事件、劳动力短缺等问题都可能影响其广泛应用。
此外,智能沥青材料的初期投资成本相对较高,需要在全生命周期内通过降低维护成本和提高道路使用寿命来实现经济效益。
未来展望:智能交通的基石
随着技术的不断进步和成本的逐步降低,智能沥青材料有望成为未来道路建设的主流选择。它不仅能够提升道路的安全性和耐久性,还能为智能交通系统的建设提供重要支撑。
智能沥青材料的发展,体现了道路建设领域从传统施工向数字化、智能化转型的趋势。这种新材料不仅改变了道路建设的方式,更为智慧城市的构建提供了新的可能性。