玻纤复材回收利用塑料路面
PlasticRoad(现 CirculinQ B.V.)概念的第一个示范项目涉及在荷兰兹沃勒市安装30米长的自行车/人行道,这有助于解决该市反复发生的洪水挑战。随后在荷兰和墨西哥安装了其他几个示范自行车/人行道路段。
从英国伦敦的桥梁在创纪录的欧洲热浪中需要箔纸包裹,到孟加拉国和巴基斯坦的数百万居民被洪水淹没家园,再到多个地区的山体滑坡摧毁了道路并摧毁了整个村庄,最近的新闻充满了极端天气如何影响世界许多地区基础设施的报道。为了应对气候变化的破坏,各国政府和非政府组织越来越多地探索开发技术,以“加固”道路、桥梁和其他关键基础设施免受破坏。
世界上许多地方的极端天气使民用基础设施不堪重负。严重的风暴和强降雨会给城市环境带来问题, 因为大量的不透水表面——混凝土或沥青道路和人行道,加上大量设计用来排水的建筑,而不是收集和渗透。当雨水无法吸收到其降落的表面时——就像在田野等自然区域一样,森林和湖泊——它倾向于收集并 (通过重力)流向地势较低的地区。暴雨期间水量和 行进速度的快速增加可能会迅速淹没雨水下水道,导致灾难性的洪水、污水排放和侵蚀。
前瞻性的城市规划者正在转向各种技术,通过创 造在当地收集和渗透水的机会,更好地处理城市和郊 区的严重雨水事件。这些技术包括透水混凝土,其特点是有孔,使雨水能够进入底土;活动屋顶,种植了 多肉植物,可以吸收大量雨水并将其储存在树叶和茎中;雨水花园,意味着临时收集并保持一到两天的水,然后慢慢释放到土壤中;以及屋顶安装的蓄水池,用于收集和过滤当地用水。
CirculinQ(前身为 PlasticRoad)是另一种收集强降雨并将其缓慢释放回当地土壤或雨水下水道的技术, 使最初的强冲洗水能够通过,同时有助于避免淹没当 地基础设施。耐用的模块化铺砌系统采用卡扣式模 块,包括由玻璃纤维增强的消费后回收(PCR-postconsumer recycled)玻纤聚丙烯复材(GR/PP)注塑成型的 三层夹层结构。该系统临时储存雨水径流,并将多余 的雨水渗透到当地底土中,有助于降低洪水风险,同 时为城市环境中的当地含水层充电。
CirculinQ 系统被称为 CCL-circular, climate-adaptive, lightweight(环形、气候适应性、轻型),适用于人行道、 自行车道、停车位、人行道、平台/公共广场和学校操 场。几个荷兰示范项目和一个墨西哥项目已经证明了 该系统在不同环境和土壤条件下的好处。目前正在部署商业技术。
迭代设计
2013 年,荷兰最大的道路建设者 KWS Infra B.V. (Vianen)开发了当时被称为 PlasticRoad 的最初概念。为了验证这一概念,2014 年,KWS(隶属于荷兰 阿默斯福特的欧洲主要建筑服务企业 Koninklijke VolkerWessels B.V.)与潜在客户进行了一项可行性研 究,得出了一份希望纳入不断发展的概念的功能清 单。2015 年,这一概念在公众和国际媒体的广泛报道 下推出。Wavin B.V.(荷兰兹沃勒)是一家主要用于排 水和供水的塑料管制造商,该公司寻求并找到了发展 合作伙伴,并开始完善这些概念。
2016年,该团队转向工程和原型设计。早期的原 型安装在荷兰乌得勒支的KWS现场,随后进行了广泛 的现场测试和现场监测,后者由视觉传感平台/智能传 感器供应商Zensors股份有限公司(美国加利福尼亚州 旧金山)合作提供动力。此外,道达尔公司(法国 Courbevoie)作为该项目的 PCR 塑料供应商加入。
同时,该团队探索了哪些聚合物最适合模块化铺 路单元。到 2018 年,荷兰兹沃勒和吉托恩安装了 30 米长的自行车/人行道,开始了铺设系统的首次试验。 在此期间,该团队还探索了多个卡扣式连接器设计, 以实现模块化铺砌系统各部分和各部分之间部件的快速连接/断开,以及雨水溢洪道系统的选项。这导致了 铺路装置设计和安装的进一步优化。
PlasticRoad试验路段的强化监测是2019年的重点。对传感器数据进行了收集和分析,获得的见解导 致了额外的设计修改。该团队还探讨了该系统是否可 以用于停车场。到2020 年,VolkerWessels和Wavin的50/50合资企业 PlasticRoad B.V.成立,系统组件的模具 工具投入使用,哈登堡生产设施和维亚宁办公室开始扩建。随着系统接近商业化,进行了额外的设计更 改。2022年,该公司为荷兰市场的工业规模制造做好 了准备。2023年,PlasticRoad成为CirculinQ。
设计成果
该系统由消费后来源的玻纤聚丙烯复材(GR/PP)模制而成,将有用材料从垃圾填埋场转移出去,并可在使用寿命结束时再次回收。
底座上的高凸台通过模制穿孔过滤雨水,连接到甲板的下侧,并提供具有优异刚度和强度的开放式箱体。 CCL装置过滤和储存雨水,将其缓慢释放到底土,以帮助防止洪水和土壤沉降。
CirculinQ 模块化铺砌系统适用于重新开发或新建,具有三层结构:下部结构将水保持并渗入土壤,同时允许电缆和其他服务穿过;蜂窝PP/玻璃纤维甲板卡扣适合模制到下部结构中的高凸台(增加刚度/强度),一些型号的舱口便于清洁(顶部);耐磨表面,甲板顶部的一层薄薄的骨料,增加了抓地力。
三层结构
按照设计,模块化铺砌段长2455 毫米×高405毫米/厚,有多种宽度:1210、1810、2410、3010和3610毫米。模块质量<43 公斤/平方米,但它可以承受5吨的轴载荷,并提供 300/286 升/平方米的总/净雨水缓冲容量。
单元可以通过沿所有四边的卡扣配合进行连接; 橡胶花键/垫圈密封连接模块之间的间隙。单独的部件 或完整的模块可以在任何时候断开和更换。
模块采用底座、甲板和耐磨表面三层结构。所有 产品均由回收玻纤聚丙烯复材(GR/PP)注塑成型, 预期使用寿命为 30 年。复杂的下部结构坐落在路基 上。它在雨水渗入或排入雨水下水道之前临时储存雨水。(有些型号还通过地板和侧壁表面的一系列粗孔和 中孔过滤水。)B 侧的高凸台增加了刚度/强度,并将 下部结构卡扣在甲板下侧。
甲板是一种蜂窝 PP/玻璃纤维结构,与下部结构的凸台相连,形成了一个开口侧的刚性箱形结构。耐磨表面是施加在甲板顶部的一层薄骨料层,即使在潮湿天气下也能为轮胎和鞋子提供抓地力(安全防滑性 (SRT- safety skid resistance )值>60)。选项包括荷兰碎 石、红色碎石、金刚砂或煅烧铝土矿(结合值=2.4 牛 顿/平方毫米),颜色为红色、深灰色或浅灰色,带或不带线/车道标记。
磨损表面可保护底层组件免受风化,防止微塑料释放。每个模块的中心/顶部和边缘之间有一个1-2-度的斜坡,这会导致雨水流到侧面,落入排水沟,并在 之前流入下部结构的蓄水区。之后,水会慢慢渗入当地土壤或排入雨水下水道。
每个模块的顶部和侧面之间的轻微坡度会导致雨水流到侧面,然后落入排水沟。水最初进入粗滤器(沿左右两侧的浅灰色部分),被迫穿过地板和凸起侧壁的穿孔,捕获树叶和较大的碎屑。接下来,水进入模块的中心(深蓝色),再次被迫穿过地板和凸台侧壁上的较小(中等)穿孔。水收集在下部结构的底部,通过下部结构的穿孔底部,然后通过位于砂床上的土工布,慢慢渗入土壤。
CirculinQ系统最初提供了三种变体。优质 CCL300 型号具有集成的雨水过滤和排水功能,使地方当局能够消除通过雨水沟与专用雨水沟的连接。这些可清 洁的装置收集和过滤径流,净化其中的污垢和植物材料,然后将水渗透到当地的底土中,为当地的含水层补给。除了通过下部结构中的孔进行粗过滤和中等过滤外,CCL-300装置还具有柔性聚丙烯管的精细过滤器,该过滤器用回收的聚丙烯非织造布包裹,并具有智能传感器,可在需要更换过滤器时发出警报。CCL300单元的年度维护包括使用街道清洁器来清除模块侧 面的粗碎屑。每隔三到五年,排水沟就需要用压力清洗机冲洗一次。每五到十年更换一次超细柔性过滤器。为过滤器中的智能传感器供电的电池每五年更换一次。
不可清洁的 CCL-200 型号还通过底座上的孔进行 粗过滤,但它不提供精细过滤。该型号通过传统管道直接连接到当地的雨水下水道。在风暴期间,单位会 临时收集多余的水,并将其渗透到当地土壤中。如果 在水渗入之前超过了系统的储存能力,多余的径流会 被分流到雨水下水道,并有足够的延迟,以帮助超载 的系统处理涌入的水。 第三种选择,CL-100,是一种重量轻、不具备蓄 水能力的铺路选择。从本质上讲,该模型的特点是其 他系统的顶部/防滑甲板为弯曲/圆形结构,而不是矩形。
循环使用
CirculinQ 在结构(PCR 塑料)和功能(雨水过滤 和渗透)方面已经是绿色的,但它希望该系统最终实现零浪费和完全循环,将损坏的部件或整个单元移除,并回收/升级为用于新安装的单元。
据报道,与混凝土或沥青相比,该系统已经提供了更长的使用寿命、更低的拥有成本和减少的温室气体排放。它还减 少了塑料垃圾,并在大雨期间更好地管理雨水径流CirculinQ 董事总经理Jeroen Oudshoorn回忆道: “虽然重新设计基础设施解决方案令人生畏,但也令人兴奋。 ” 。 “我们问自己, ‘如果我们能把一次性塑料回收成实用、有价值、可持续、易于安装的东西,让城市变得更宜居、更可爱,同时利用现有资源 (塑料垃圾),会怎么样导致这么多问题?”我们精心设计了我们的CCL系列产品,使其成为目前可用的最圆形的铺路解决方案。
它们解决了与塑料垃圾、城市 水管理和土壤沉降有关的复杂的现代挑战。你可以用 它们来建造自行车道、人行道、停车场和广场。它们是应对洪水、侵蚀和软土沉降的综合解决方案,而且可以减少72%的有害排放,是焚烧、倾倒或出口塑料垃圾的可持续替代方案。
当配备传感器时,它们可以 提供交通信息,并在需要维护时发出警报。它们是一 条道路加上一个临时储水和排水系统——所有这些都 被整合成一个可持续的、防气候的结构,完美地解决了当今一些最严重的城市基础设施挑战。 ”
与传统的铺路相比,CirculinQ 的系统会检查所有的箱子。它使用旨在再次回收的 PCR 塑料;在功能上,它有助于基础设施适应气候变化;它提供了更低的拥有成本和更长的使用寿命;将单元运输到安装速度快 70%的建筑工地所需的能源减少了 80%;并且需要较少的重型机械。
CirculinQ研发经理兼Wavin Group发现经理T&I Marcel Jager 补充道: “由于CCL组件的使用寿命长且 采用模块化形式,其拥有成本比传统技术低得 多。 ” “这些重量轻的预制构件维护成本低。它们 的重量为 40 公斤/平方米,是世界上最轻的铺路结 构。将它们运输到建筑工地所需的能源减少了 80%, 减少了一项工作的总运输次数,并且安装的重型机械 也减少了连接器、安装和更换就像使用乐高积木一样简单,因此安装速度高达70%,大大减少了麻烦的延迟。在整个使用寿命内,它们可以反复拆卸进行维护 或修理,然后重新安装。由于它们是用回收材料生产 的,生产它们所用的原材料减少了75%。 ”
他补充说,模块可以直接放置在最小的沙床上, 不需要底基层,大大减少了土方工程、成本和施工延 误。由于底土仍然可以进入,所以在铺路表面下铺设 电缆或管道很简单。这些装置非常适合在软土地区使 用,一旦安装,可以最大限度地减少进一步的沉降和干旱。Jager 补充道: “CCL的整体蓄水量高达300升/ 平方米,即使是高达100毫米/小时的极端降雨,也可 以减少有害影响,甚至在地下水位高达40厘米的地 区,就像我们在荷兰一样。 ” 。 商业推广于2022年开始。与此同时,该公司继续完善 和改进这项技术,并最终希望将其应用范围扩大到城市高速公路。
注:原文见,《 CirculinQ: Glass fiber, recycled plastic turn paving into climate solutions 》 2023.8.30
杨超凡 2923.8.31








































