首先要纠正一个错误:美国人埋轮胎修路的技术并申请了专利,并不是盗用了我国修路的技术。
早在2014年开始建造,16年竣工的位于东三省的鹤大公路的修建中,我国就采用废弃轮胎做成的橡胶沥青技术修了50公里左右。但我国的橡胶粉SBS复合改性沥青的技术和美国直接埋轮胎修路的技术有着很大的区别。
美国的直接埋轮胎法是由美国土木工程师塞缪尔.贝纳佐率先带领团队研究,后开始使用于道路建设。
美国的埋轮胎法是如何操作的呢?看下图便一目了然了。
可以清楚地看到,道路施工人员把两侧面切除的废旧轮胎整齐地摆放在自己铺了一层碎石的规划路面上。接下来,就需要在摆好的轮胎圈中填充碎石或者沥青碎石混合物,然后在最上面用沥青铺设。大致的图样如下图所示(轮胎即摆放在中间与碎石共同当做橡胶沥青应力吸收层):
所以,可以明显的看出,这种方式和中国的鹤大公路的铺设有很大的区别——轮胎的用法不同。铺设鹤大公路是将橡胶轮胎粉碎,而美国的这个法子是直接用轮胎圈作道路“骨架”。
美国团队研究出这种埋轮胎法铺路的方法,其实也是一个机遇使然。大致情况是怎样的呢?
美国有着悠久的汽车史,也有很长的橡胶轮胎使用史。而且,由于靠近巴西这个盛产橡胶的国家,美国轮胎行业也很是兴旺。
由于橡胶轮胎的使用越来越大,废旧轮胎的产量也是逐年加大。根据相关数据,美国每年产生的报废轮胎大约3.3亿条,总重量达1200万吨。
面对这种庞大的“黑色污染”,美国政府第一时间想到的是一个字——“倒”。
其中最引人注意的就是位于美国佛罗里达州的布罗郡海域的“奥斯本轮胎暗礁事件”。随着工业的发展,产生大量汽车的同时也产生了大量的废旧轮胎。当时美国的政府处理这些轮胎的方式简单粗暴,把共计200万条的废旧轮胎全部倾倒海底。还异想天开地认为,海底的珊瑚礁最终会覆盖这些轮胎,形成独特的轮胎珊瑚礁景观。
但是,40多年过去了,美丽的珊瑚礁没有形成。而且,由于废旧轮胎产生的有毒物质,使得这一片海域的原有珊瑚礁死光了,还导致大量鱼的死亡,生态崩溃。
顶不住社会的舆论后,美国政府不得不耗费大量的资金清理打捞海底的废旧轮胎。
废旧轮胎不能倒,烧也污染环境。所以,轮胎成为美国政府头疼的对象,并且一直困扰着。
在了解中国道路建设中,用废旧轮胎粉碎和沥青混合加工可以使得道路品质更好后,塞缪尔.贝纳佐马上带领团队研究。
如果研究成功后,不仅对道路的品质有提高,而且也可以解决美国废旧轮胎积压的问题,那可是一举两得。
而经过研究,虽然橡胶轮胎粉和沥青等混合后,道路品质得到了明显的改善——抗压性、耐磨性等都有了很大的改善,但又出现了很多问题。那就是对废旧轮胎的加工问题,要把废旧轮胎回收、粉碎、加工……最终用于道路的铺设,这一过程的成本太高了!
而团队一人突发奇想——直接把轮胎埋到铺设的道路下面的方法。这一方法提出后,塞缪尔.贝纳佐团队铺设了一段道路,并对这段道路的相关性质做检测。检测发现,这种“埋轮胎铺设法”不仅省去了加工成本,而且这种铺设的道路的品质与把橡胶粉碎后混合的方法铺出来的道路没有太大的差别。
所以,该团队马上申请了专利。此后,美国很多道路的铺设都运用这种“埋轮胎法”。
这种方法比起传统的方法,优点也是很多的:
第一,这种用轮胎整齐排列,形成“骨架”,避免了整体损坏的发生。
一条路都排列这一个个的轮胎,轮胎在公路下做支撑。虽然,个体形成了整体,但却保留了个体的优点。这种设计类似于古代大型木船结构的分仓技术,即使有局部的损坏,也不会影响到其他部分的结构。所以避免了整体损坏的发生。
第二,在处理废旧材料的同时,还节省了铺路成本。
把废旧轮胎送到了道路下面,既改善了道路的品质,又解决了由来已久的废旧轮胎“黑色垃圾”的难题。而且,因为轮胎的运用,很大程度地节省了铺设成本。
相关数据表明,如果使用钢筋混凝土修路,每立方米的钢筋成本就需要170美元,换算成轮胎只需要20美元的成本,还能节省30%左右的混凝土。当然,如果用沥青来铺设,成本会更高。要知道即便是修一条环城公路,压土、铺沙石、放网格、压平、铺沥青混料……那绝对是需要更高的成本。
说到这里,可能有的人要问了,埋轮胎法既解决了废旧轮胎的处理问题,又节省了成本,还提高了道路品质。这么好的方法,为什么被誉为“基建狂魔”的我国不用呢?
我国拥有着最长的公路里程——16万公里,也拥有着庞大的汽车用户。当然,也产生了很多的废旧轮胎,下图为我国2018年的废旧轮胎统计:
可以看出,我国废旧轮胎的数量也大得惊人。而且,还每年保持着约10%的增幅。
张德建说,我国废旧轮胎超过1400万吨,但无害利用率只有60%,这表明我国正在遭遇“黑色污染”的侵蚀。
其实我国早就看到了废旧轮胎的问题。但是,我国秉承着旧物利用的优良作风,还不至于像美国一样财大气粗地用它来铺路。
那我国废旧轮胎是怎样处理的呢?
第一,对于损伤很小,符合轮胎使用标准的轮胎,一般都翻新回收再利用。
第二,对于不能重复利用的轮胎,抽离轮胎里的钢丝,送到钢铁厂再生利用。
第三,抽取了钢丝后,剩下的橡胶用来研粉,做成防水性材料使用。而且,这些橡胶经过处理后,可以建设学校操场的塑料跑道,或者弄成小橡胶颗粒,撒到塑料足球场做减震保护材料。
第四,炼油。橡胶经过一系列的高温溶解和冷却,再使用分馏技术,可以得到燃料油,进一步加工成汽油、柴油作为燃料使用。
但是,尽管对废旧轮胎实现再利用,但任然还有不小的一部分轮胎不能进行处理。所以,寻找更好的废旧轮胎处理,任然是一大课题。
结语:美国铺路时埋轮胎进去的方法,虽然不是剽窃我国的技术,但也有相通之处。用轮胎辅助铺路,很大程度低解决了美国由来已久的“黑色污染”问题,也提高了道路品质,还节省了成本。
但是,美国的这个方法即便现在处理了,轮胎也不会在道路下分解,所以,这是治标不治本的事。还是我国对废旧轮胎的废物利用的方法才是更优质的方法。