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摘要:随着道路工程建设的不断完善,公路建设的经济效益与社会效益逐渐凸显,人们越来越关注道路建设的质量以及道路建设中的材料成本。随着社会的进步发展,越来越多的新材料在道路工程建设中应用,提高了道路工程建设质量与施工效率。本文就道路工程中的新材料展开论述,着重介绍几种新材料在道路工程建设中的应用情况和注意事项,希望能够给予施工者帮助,提升道路工程建设质量,减少道路工程建设阻碍。
关键词:道路工程;新材料;应用
一、SMA发展和应用
“SMA”是沥青玛蹄脂碎石混合料的简称。这种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青混合料,有着优良的抗滑性和稳定性。它最早起源于20世纪60年代的德国。德国是生产汽车的大国,由于车辆在生活中应用广泛,所以德国人不得不想方设法优化车辆条件,减少待定轮胎磨损就是其中一种办法,进而在浇注式沥青混凝的基础上研制了“SMA”,并在60年代中期修建了世界上第一条SMA路面(至今使用良好)。
我国真正开始认识SMA是在1992年。当时我国的条件艰苦,自主研发行动无法实施,只能直接从奥地利引进先进的沥青技术,并于1993年首次在广佛高速公路和首都机场高速公路上用SMA铺筑5cm厚上面层,经过长时间检验,路面状况良好。以后,又先后在厦门机场跑道、八达岭高速公路、保津高速公路、吉林梅河口、江苏宁连一级公路、河北307国道、沈大高速公路、山西平太高速公路、宁通公路等使用SMA铺筑路面。至1998年,全国累积用SMA铺筑的路面已达上千公里。
SMA之所以广受好评和欢迎,主要因为它是一种具有较高的温度稳定性的较强的抗水损坏能力的结构。SMA的高温稳定性好,SMA的粗集料骨架有着优秀的抗变形能力和抗车辙能力,在抗御荷载方面非常突出。在低温下,SMA的混合料收缩变形会有拉伸的现象,但是因为玛蹄指的粘结性突出,所以SMA在低温下的抗裂性十分优良。SMA的混合料受水的影响非常小,所以抗水损坏的特性时SMA的适应性、稳定性都受到好评。SMA经久耐用,材料内部呗沥青玛蹄脂完整填充,内部孔隙非常小,所以应用SMA材料的路面都有着较高的强度度和稳定性。SMA的表面功能也广受赞誉。SMA有优质石料坚硬、粗糙、耐磨的特性。对于雨雾天气下路面的状况有着很好的保障,水雾和溅水效果显著减少。其表面因为粗糙的特点在夜间不易反射灯光,使夜间行车的安全性大大提高,路面的噪声现象也显著减小。
自1992年我国开始引进SMA以后,通过大量的工程实践,1994年由交通部下达第1265号文,委托交通部重庆公路科学研究所进行《公路改性沥青路面施工技术规范》的编制工作,至1997年10月,《规范》的讨论稿完成,1998年5月由交通部公路管理司主持召开了《规范》的送审稿审查会,同年12月,该《规范》正式出版发行并以此作为SMA配制过程中改性沥青路面施工技术操作的法定文件。
二、EPS的发展和应用
对于EPS,很多人可能都觉得不是特别熟悉,其实它就是我们日常生活中经常看到的塑料泡沫板。这种高分子聚合物质量较轻,内部结构坚硬,透气性弱。它的全称是聚苯乙烯泡沫。两者的区别在于,工程所用的泡沫板是由聚苯乙稀材料制成,它比一般的泡沫板具有高强度、高密度、导热慢等特点,一般在建筑工程中内外墙面保温隔热以及防水工程中应用较多,而真正将EPS用于道路工程,总的来说还不是很多。
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在国外,上世纪60年代道路和桥坡建设工程中就已经成功出现EPS板材的身影,至今已非常普遍。而我国则从90年代初期才开始引进此项技术,并在同济大学和上海其它科研、设计单位的共同努力下,开始将EPS应用到桥坡高填土、软土地基处理等具体工程中。从1992年至今,上海浦东世纪大道、上海F1国际赛车场、上海滨江大道、沪宁高速公路等重大工程都使用了EPS,大量的工程实践证明,对于湿软路基,用EPS替代原土控制沉降,是一项非常有效的措施,尤其是目前大多数桥头跳车问题通过使用EPS基本都可以得到解决。这主要是由于EPS工程板材具有质量轻、抗压强度高、吸收冲击荷载的能力强等特点。当汽车荷载集中作用在桥坡上,可通过铺砌在路面以下的EPS板材将上部荷载均匀分布传向路基,从而使道路路基的单位面积荷载减小,起到了控制沉降的作用。
EPS施工也很简单。譬如,某桥坡施工,首先将需要处理的桥坡段按设计要求进行开挖,清除湿软土基,整平基底面,铺10cm碎石和15cm黄砂找平层,然后将EPS板材像砌墙砖一样一块一块错缝拼砌,每砌好一层,用EPS专用联接件将每四块EPS板材相接的角扣紧咬固,然后再拼砌第一层,以此类推一层一层一直砌到设计标高要求的高度为止。最后.再在EPS板材上面浇筑10-15cm钢筋混凝土封层,至此,EPS施工即告结束。以上桥坡路面将按道路结构层或桥坡结构层再行施工。
三、DCPET的应用
沥青混凝土是由级配碎石、矿粉和适量的沥青相互混合拌制而成。碎石是一种松散材料,所以尽管在拌制过程中通过加入沥青将其相互胶结在一起形成板体,但在遇水浸湿后,颗粒与颗粒之间在外部荷载的作用下,很容易使胶结质断裂,碎石相互离散,致使路而产生裂缝。由于胶结质和沥青在低温、遇水的情况下变得很脆,抗拉和抗剪切的强度都变得很低,因此,要想克服沥青混凝土的这些不足,就必须在沥青混凝土拌制过程中适量添加一些纤维类物质以增强其抗拉和抗剪强度。DCPET是路用工程纤维,就是被工程技术人员研制出来,专门添加到沥青混凝土路面中提高道路强度的物质。
DCPET路用工程纤维,它主要选择高分子聚脂类材料为主要原料,采用独特的生产工艺纺制成直径0.02-0.03mm的单丝纤维,经超倍拉伸工艺和特殊化学剂表面涂层处理,使纤维具有抗拉强度高、弹性模量高、吸油性能好、易分散、耐高温、抗变化、抗低温等优点将其加入到沥青混凝土中对路面起到明显的加筋作用,从而延长了道路的使用寿命。
DCPET路用工程纤维施工方法相对比较简单。在沥青混凝土拌制过程中,只要根据建设单位提供的交通要求,按一定比例将DCPET纤维掺入到沥青混凝土内一起搅拌即可。一般轻交通掺量为2-2.5kg,中等交通2.5-3kg,重交通3-4kg。拌制过程的工序、温度及对原材料的控制等和一般沥青混凝土的拌制方法一致。值得注意的是,搅拌时,应先将纤维加入到搅拌机内与烘干的集料干拌10-15s,然后再按常规注入沥青混拌30-40s,从而保证纤维在沥青混凝土中能均匀分布。
四、CE的应用
CE即玻璃格栅,在一些资料中被叫做土工格栅或者玻纤格栅。它由聚丙烯、高密度聚乙烯为主要原料,然后通过挤压拉伸的方式变成一种表面有着孔片状的物质。它的抗变形能力和增强结构层强度的功能都十分突出。一般在施工中常常应用的两种方法是自粘型和固定型。这种材料在白色路面改成黑色路面的工程应用中使用性相当广泛。它铺设于沥青混凝土路面的底部、中部或基层。它有着能均匀分布荷载重量的功能。CE对下层地基也有着很好的适应性,更能使路基加固,提升路面整体的抗变形能力和抗拉伸能力。
参考文献:
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[3] 陈宇.浅析高速公路墩梁施工技术[J].科技创新导报,2011(02)
论文作者:冯江涛,黄超,孙晶
论文发表刊物:《基层建设》2016年17期
论文发表时间:2016/11/21
标签:沥青论文; 道路论文; 路面论文; 荷载论文; 混凝土论文; 工程论文; 纤维论文; 《基层建设》2016年17期论文;