高速公路路面新材料的應(yīng)用范文

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摘要：隨著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國公路建設(shè)也在快速發(fā)展。而路面在高速公路中起著直接承受荷載并向下傳遞的作用，路面材料的種類與發(fā)展更加被人們關(guān)注。由于行車荷載、自然環(huán)境等因素的共同作用，路面出現(xiàn)不同程度、不同類型的早期破壞現(xiàn)象。因此，研究路面材料性能及材料與設(shè)計(jì)施工的關(guān)系就顯得較為重要。在路面新材料與路面設(shè)計(jì)施工中，如何科學(xué)合理地與其他路面材料配合選用，使設(shè)計(jì)出的公路路面整體結(jié)構(gòu)能滿足行車要求，也是一個(gè)重要的研究課題。本文以高速公路路面建設(shè)領(lǐng)域中引進(jìn)的新材料、新技術(shù)、新工藝展開討論，以貴州某高速公路路面采用RS2000抗車轍改性瀝青混合材料應(yīng)用為例詳細(xì)闡述了新材料的施工工藝在路面建設(shè)中的應(yīng)用情況，以供業(yè)內(nèi)同行共同參考借鑒。

關(guān)鍵詞：高速公路；路面新材料；施工工藝

0引言

隨著改革開放和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，我國的公路建設(shè)也得到了蓬勃發(fā)展。根據(jù)交通運(yùn)輸部《公路水路交通行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，我國二級(jí)及以上高等級(jí)公路總里程從2010年的44.73萬公里增加到2015年的57.49萬公里，年復(fù)合增長率為5.15%；其中，我國高速公路里程從2010年的7.41萬公里增加到2015年的12.35萬公里，年復(fù)合增長率達(dá)到10.76%。兩者增長速度均高于2010-2015年我國公路總里程的增長速度。在實(shí)際公路路面設(shè)計(jì)施工中路面材料占據(jù)重要作用，只有科學(xué)合理的選擇路面材料，才有可能完成一個(gè)好的路面設(shè)計(jì)，從而保證通車后的路面結(jié)構(gòu)符合標(biāo)準(zhǔn)，最大限度降低安全事故發(fā)生?；诖耍芯柯访娌牧闲阅芗安牧吓c設(shè)計(jì)施工的關(guān)系十分有必要。在路面新材料與路面設(shè)計(jì)施工中，如何科學(xué)合理地與其他路面材料配合選用，確保設(shè)計(jì)出的公路路面整體結(jié)構(gòu)符合通車標(biāo)準(zhǔn)，是一項(xiàng)重要研究課題。

1高速公路路面材料對(duì)路面施工的影響

1.1路面材料級(jí)配組成和性質(zhì)與路面施工的關(guān)系若混合料的組成集料級(jí)配不同，那么其壓實(shí)性也存在一定差異。影響壓實(shí)度的因素主要有礫石、砂、真料與結(jié)合料的相對(duì)比例，骨料與瀝青的質(zhì)量。在有效壓實(shí)混合料期間應(yīng)刻度以下阻力：由結(jié)合劑、骨料開頭所決定的粘滯阻力；由結(jié)合劑（礦料和瀝青）薄膜所產(chǎn)生的粘結(jié)力；決定于骨料尺寸、等級(jí)和形狀的內(nèi)摩擦力三種。

1.2路面材料（瀝青混合料）的溫度和攤鋪厚度與路面施工的關(guān)系由于瀝青混合料具有熱塑性，使得其粘滯度在不同溫度下呈現(xiàn)不同的比例變化，可以說混合料的溫度對(duì)其壓實(shí)性能存在直接影響。由于熱瀝青結(jié)合料具有低粘度和良好的裹覆性能，使得瀝青只有在作為流體起潤滑作用時(shí)，混合料才能被壓實(shí)。冷瀝青具有牢固、堅(jiān)韌、高粘度、較遲緩的裹覆性能，因此在壓實(shí)冷瀝青時(shí)，若混合料的溫度過低，壓實(shí)必將面臨過大的阻力，使壓實(shí)結(jié)果大打折扣。應(yīng)選取合理溫度，將壓實(shí)阻力控制在較小范圍內(nèi)，同時(shí)確保結(jié)合料不會(huì)因?yàn)閴簩?shí)而出現(xiàn)擁抱問題，合理壓實(shí)溫度的選取應(yīng)綜合考慮多項(xiàng)因素，包括瀝青粘度、混合料級(jí)配和集料顆粒間摩擦阻力等因素。混合料攤鋪后冷卻速度決定了路面施工的碾壓工作時(shí)間。以含有硬瀝青結(jié)合料的混合料為例，這種材料施工中需較高的壓實(shí)溫度和攤鋪溫度，但由于混合料的冷卻速度較快，要想確保在這種溫度下施工，意味著壓實(shí)工作需在短時(shí)間內(nèi)完成。

2新材料在高速公路路面施工中的應(yīng)用

2.1SEAM新材料作用SEAM新材料的主要成分是硫磺，它是一種全新的瀝青料混合改性劑，在硫磺之中加入增塑劑與煙霧抑制劑，可形成半球形顆粒，然后通過經(jīng)過特殊處理可得到煉制石油副產(chǎn)品。在瀝青料的攪拌混合倉中加入一定量的SEAM，可取代一定比例混合的瀝青料。SEAM新材料與傳統(tǒng)材料相比，可更好的實(shí)現(xiàn)材料改性目標(biāo)，對(duì)于道路施工瀝青混合料綜合路用性能的提升大有助益。

2.2SMA的使用SMA的耐高溫性以及穩(wěn)定性都比較好，在道路施工中得到了廣泛的應(yīng)用，SMA內(nèi)部有很多粗集料，這種粗集料有很好的嵌擠效果，承載力比較強(qiáng)，SMA中有大量的粗集料，粗集料中以瑪蹄脂作為填充物。SMA的道路上車轍出現(xiàn)的情況比較少，承載力以及抗變形能力都比較強(qiáng)，而且SMA具有一定的粘合性，溫度會(huì)影響其粘合性，溫度過低會(huì)出現(xiàn)形變。使用SMA還能夠提高道路的穩(wěn)定性，主要是SMA材料的縫隙比較小，水分不會(huì)通過縫隙進(jìn)入到路基內(nèi)部。SMA還有一定的抗氧化能力，SMA中存在著大量的瑪蹄脂，這種物質(zhì)能夠減少與空氣的反應(yīng)，如果路基的抗氧化性得到提升，路面的強(qiáng)度就會(huì)增強(qiáng)，使用時(shí)間會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)。利用SMA進(jìn)行道路施工建設(shè)，里面會(huì)有一些空隙，能夠提高路面的摩擦性，提高路面的防滑性，而且利用SMA材料，雨天路面不會(huì)出現(xiàn)水霧，能夠減少噪音、實(shí)現(xiàn)環(huán)保的效果。

2.3聚苯乙烯泡沫聚苯乙烯泡沫的使用時(shí)間比較長，耐用性比較好，在道路施工建設(shè)中得到了良好的使用，聚苯乙烯泡沫主要是將發(fā)泡劑添加到聚苯乙烯樹脂中，經(jīng)過加熱軟化，變成氣體，然后產(chǎn)生泡沫塑料，是一種硬質(zhì)閉孔結(jié)構(gòu)。聚苯乙烯泡沫是一種輕質(zhì)的路基填料，能夠?qū)β访娴某两颠M(jìn)行控制。聚苯乙烯泡沫板材主要使用在橋頭上，使橋頭的路基沉降減小，有效防治橋臺(tái)出現(xiàn)位移。聚苯乙烯泡沫能夠?qū)⒙访嫔系膲毫鶆虻姆植荚诼坊?，使單位路基的壓力承載量減小，實(shí)現(xiàn)有效地控制。

2.4再生瀝青混合料高速公路的維修是比較重要的工作，要對(duì)路面進(jìn)行維修就需要進(jìn)行銑刨，經(jīng)過銑刨后，對(duì)道路進(jìn)行維修和養(yǎng)護(hù)。如果在道路施工現(xiàn)場(chǎng)堆放瀝青混合料，而且沒有及時(shí)進(jìn)行清理，就會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生影響，同時(shí)瀝青材料不能得到使用也會(huì)造成資源的浪費(fèi)。再生技術(shù)為瀝青的再次使用提供了可能，有廠拌熱再生、廠拌冷再生、就地冷和就地?zé)嵩偕鷰追N。廠拌熱再生就是將瀝青混合物進(jìn)行混合，并在其中加入再生劑和新集料攪拌，從而形成新的瀝青混合料。這種材料的實(shí)用性比較好，就地?zé)嵩偕鸀r青混合料技術(shù)根據(jù)路面的實(shí)際情況可以一次完成再生使用。瀝青混合料不會(huì)被浪費(fèi)。廠拌冷再生就是在廢舊的瀝青混合料中加入穩(wěn)定劑以及水泥，形成新材料。

2.5微表處稀漿混合料這種混合料是一種比較新型的材料，主要用于道路的養(yǎng)護(hù)，使用這種材料時(shí)要注意攤鋪的厚度，保證在1cm左右。在高速公路施工中利用微表處稀漿混合料能夠促進(jìn)施工效果的實(shí)現(xiàn)，減少施工的時(shí)間消耗，也有助于促進(jìn)路面施工技術(shù)的提高。微表處稀漿混合料能修復(fù)車轍損壞的道路，促進(jìn)道路使用壽命的延長。

3貴州高速公路路面新材料的施工工藝

與普通的瀝青混合材料鋪筑高速公路相比，RS2000抗車轍改性瀝青材料鋪筑高速公路路面兩者之間在施工溫度是相對(duì)一致的，基本攤鋪溫度都控制在0～l60℃范圍內(nèi)，兩者的區(qū)別主要體現(xiàn)在碾壓溫度上，與一般的瀝青混合材料相比，其無需跟近碾壓，在l40C左右即可開始碾壓。結(jié)合貴州地區(qū)氣候和地理特點(diǎn)，采用70號(hào)A級(jí)重交瀝青作為其高速路的基質(zhì)瀝青，同時(shí)加入RS2000改性，其摻入量是混合料總量的5‰～5.5‰，之后用機(jī)械強(qiáng)力攪拌，在高溫環(huán)境下充分混合相容。

3.1RS2000抗車轍改性瀝青混合料攤鋪在攤鋪前，應(yīng)先按1.8千克/平方米的標(biāo)準(zhǔn)噴一定量的乳化瀝青粘層油。同時(shí)要求攤鋪機(jī)正式開始工作前，應(yīng)先對(duì)其及熨平板進(jìn)行預(yù)熱保溫。應(yīng)控制熨平板預(yù)熱的溫度在80℃之上，同時(shí)最好和RS2000抗車轍改性瀝青混合料的溫度保持一致。采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)作業(yè)的的形式進(jìn)行施工，從K95+660開始，速度控制在2m/min，溫度控制在170℃。攤鋪機(jī)應(yīng)依據(jù)攪拌機(jī)的出料速度緩慢、連續(xù)、均勻的作業(yè)，禁止隨意更改溫度和速度，如此才能保證攤鋪路面平整。完成攤鋪后，應(yīng)檢查其表面的紋理和平整度是否符合標(biāo)準(zhǔn)，是否存在異物。攤鋪機(jī)應(yīng)該設(shè)置成平衡梁式攤鋪厚度控制方式和自動(dòng)找平方式，進(jìn)行施工的人員要隨時(shí)檢查作業(yè)的厚度和橫坡、路拱以及瀝青材料的總量、面積和平均厚度，并與方案進(jìn)行比較，對(duì)數(shù)量和質(zhì)量進(jìn)行管理控制。攤鋪的厚度等于松鋪系數(shù)與設(shè)計(jì)厚度的乘積，松鋪系數(shù)要通過試壓試鋪確定。在施工的過程中，料斗要完全打開，保證RS2000抗車轍改性瀝青混合料的不間斷供應(yīng)，它的高度要在送料器高度的2/3以上，這樣攤鋪機(jī)的全寬度斷面才不會(huì)發(fā)生離析的現(xiàn)象。

3.2高速路面的碾壓及成型RS2000抗車轍改性瀝青材料鋪筑高速公路路面，第一次壓路要用壓路機(jī)緊跟在攤鋪機(jī)后進(jìn)行作業(yè)，速度大概在2.5km/h。碾壓的原則有“緊跟、慢壓、高頻、低幅”。壓路的過程中，不能隨意的中止，要連續(xù)不間斷的均衡進(jìn)行。第二次壓路要緊跟初壓，可以采用25t、27t膠輪壓路機(jī)作業(yè)，長度為70～80m，壓5遍，速度大概在4km/h。檢驗(yàn)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，再進(jìn)行終壓，緊跟在第二次后進(jìn)行，速度大概在5km/m，壓二遍，提高平整度并消除輪跡。路面壓實(shí)后的溫度應(yīng)該在90℃以上。為了盡快地降溫運(yùn)行，可以在完成后灑水。貴州最早采用RS2000抗車轍改性瀝青材料鋪筑的路面，即貴陽東北繞城公路的改造路面，經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)，至今運(yùn)行狀況良好。它采用了70號(hào)A級(jí)重交基質(zhì)瀝青，摻入5‰RS2000巖瀝青，顯著地改善了路面高溫條件下的穩(wěn)定性。

4結(jié)束語

總而言之，新材料的綜合應(yīng)用優(yōu)勢(shì)已經(jīng)充分體現(xiàn)，具體應(yīng)用在高速公路路面施工工程中也取得了不錯(cuò)效果，但還需不斷探索和創(chuàng)新，敢于在工程施工中應(yīng)用新型施工建設(shè)材料，將新材料的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來，如此才能不斷改進(jìn)施工技術(shù)，將施工效果優(yōu)化并提高，繼而全面提升道路工程施工建設(shè)水平。

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作者：劉燕 單位：江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系