玄武巖纖維復(fù)合材料助力建設(shè)平安百年品質(zhì)工程

我國是公路、橋梁大國。交通運輸部發(fā)布的《2021年交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示，截至2021年末，我國公路總里程達528萬公里，公路養(yǎng)護里程達525.16萬公里，占總里程的99.4%；我國公路橋梁達96.11萬座，其中，特大橋梁7417座（1347.87萬延米），大橋13.45萬座（3715.89萬延米）。

近年來，隨著我國物流行業(yè)的高速發(fā)展，因重載車輛不斷增加，對公路造成越來越嚴重的破壞，尤其是路面塌陷、變形等問題日益嚴重，不但給社會公眾的出行安全帶來不便，還影響了我國運輸行業(yè)的健康發(fā)展。此外，由于我國許多公路建成時間較長，且公路設(shè)計人員在施工設(shè)計階段并未能做到全面考慮，使得公路路面無法適應(yīng)現(xiàn)今交通運輸業(yè)的發(fā)展趨勢。大規(guī)模建設(shè)的公路網(wǎng)絡(luò)不可避免地帶來了繁重的養(yǎng)護任務(wù)，2019年以來，我國公路已經(jīng)由傳統(tǒng)的“搶修時代”過渡到“全面養(yǎng)護時代”。

橋梁方面，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國公路路網(wǎng)中40%的在役橋梁已服役超過20年，技術(shù)等級為三、四類的帶病橋梁達30%，15%的橋梁甚至已成為危橋，存在著嚴重的安全隱患。近年來不斷發(fā)生的橋梁垮塌事故，說明我國的橋梁養(yǎng)護狀況不容樂觀，很多存在安全隱患的橋梁無法得到合理養(yǎng)護，與發(fā)達國家存在著不小的差距。當(dāng)前，我國橋梁安全事故的發(fā)生有增多趨勢，逐步進入了安全事故的高發(fā)期，橋梁安全形勢十分嚴峻。

近十余年來，隨著公路橋梁建設(shè)的持續(xù)加快，大量新技術(shù)都集中在高等級路橋的建設(shè)領(lǐng)域，出現(xiàn)“重建輕養(yǎng)”的不良傾向。盡管目前我國加大了對路橋的改造和監(jiān)管力度，但受車輛超載、養(yǎng)護資金短缺等因素的影響，危險路橋數(shù)量仍“邊治邊增”。與新建路橋相比，加固路橋能夠節(jié)約大量的社會資源，減小對交通的影響，因而具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

于今年4月印發(fā)的《“十四五”養(yǎng)護管理綱要》更是提出，要“突出綠色低碳，促進資源集約節(jié)約利用”。交通運輸部“平安百年品質(zhì)工程”強調(diào)研發(fā)使用長壽命工程材料，玄武巖纖維因其綠色環(huán)保高耐久且極具綜合性價比的特點，在國內(nèi)外得到了廣泛重視和大力發(fā)展。目前，東南大學(xué)玄武巖纖維生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)國家地方聯(lián)合研究中心作為國家級研發(fā)基地，正在引領(lǐng)構(gòu)筑我國玄武巖纖維的核心技術(shù)和規(guī)?；瘧?yīng)用產(chǎn)業(yè)。玄武巖纖維復(fù)合材料以樹脂為基體，以玄武巖纖維為增強材料，具有輕質(zhì)、高強、耐腐蝕、耐久性強等優(yōu)良的力學(xué)特性，是路橋加固的首選材料。在雙碳目標(biāo)的背景下，玄武巖纖維作為一種綠色的無機纖維材料，在制備過程中無有毒、有害物質(zhì)的排放，具有廣闊的應(yīng)用前景。此外，玄武巖纖維復(fù)合材料還擁有較高的蠕變斷裂應(yīng)力與較低的蠕變率，與預(yù)應(yīng)力技術(shù)相結(jié)合可進一步提升道路、橋梁等工程的加固效果，能夠有效提升結(jié)構(gòu)的剛度、開裂荷載、屈服荷載、極限荷載，進而提高結(jié)構(gòu)變形能力、抗疲勞能力、耐腐蝕性能，并增強結(jié)構(gòu)的自恢復(fù)能力。簡而言之，玄武巖纖維復(fù)合材料加固技術(shù)提升了結(jié)構(gòu)性能、延長了結(jié)構(gòu)壽命、賦予了結(jié)構(gòu)智慧，是打造平安百年品質(zhì)工程的重要保障。