高速公路路面新材料的应用及施工工艺研究论文_秦宗将,邵晓宇,王维

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摘要:路面材料在实际路面设计和施工中起着重要的作用。只有科学合理地选择路面材料,才能完成良好的路面设计,保证通车后的路面结构符合标准,减少安全事故的发生。在此基础上,有必要研究路面材料的性能以及材料与设计、施工的关系。在新型路面材料和路面的设计与施工中,如何科学合理地与其他路面材料配合,保证公路路面设计的整体结构符合交通标准,是一个重要的研究课题。

关键词:高速公路路面;新材料;应用;施工工艺

一、路面材料和施工的关系

1、级配组成集料和施工的关系

由于级配组成集料具有一定的差异性,所以在对其混合料进行压实时也有着具体的要求。会对压实度造成影响的因素比较复杂,如骨料、真料、砾石的比例等都会导致压实度产生相应的变化。在对混合料进行压实时,需要对骨料的等级和尺寸进行严格的控制,并且还要抵抗内摩擦力、粘滞阻力等不同的压力阻碍。

2、温度、摊铺厚度和施工的关系

因为沥青混合料本身具有一定的热塑性,随着温度的变化,混合料的粘滞度也会产生相应的变化,并对其压实性能产生影响。必须确保沥青为流体作态,起到一定的润滑效果,才能够对混合料进行有效的压实,这主要是由于热沥青的粘度较低,并且裹覆性较好。而冷沥青一般比较坚固,裹覆性能也相对较差,如果在低温状态下对沥青混合料展开压实,很有可能因为压实阻力的问题而无法完成碾压。

另外,在进行碾压时,对于时间的要求需要结合混合料在实施摊铺后的实际冷却时间来确定。如果混合料中掺入的沥青较硬,则需要在摊铺和压实时将温度保持在较高状态。在高温状态下,混合料的冷却速度较快,必须尽快实施路面压实。

二、路面新材料和工艺

由于近年来我国车流量的扩大,使得路面承受的压力不断提高,很多高速公路应用传统工艺进行施工,原来的沥青路面很多已经出现了破损、老化等问题,难以满足人们的出行需求。针对此类问题,人们加大了对沥青路面的探究和分析,开始研发各种新型工艺技术,并有效地应用于路面施工中。在对沥青路面进行施工作业时,最主要的应用材料就是沥青,所以在此基础上又发展成为改性沥青。这种沥青的混合料较多,一般包括树脂、橡胶,还有其他外掺剂,可以使沥青性能得到显著的提升。当前时期,在我国高速公路中最常见的问题就是交通流量巨大,且人们行驶车辆的频度不断提高,为了促进路面抗磨损能力的提升,有效延长道路的使用期限,可以将改性沥青科学合理地应用于公路施工和养护作业当中。改性沥青在实际应用过程中具有很多显著的优势特征,比如具有良好的适用性,能够抵抗高温低温,韧性较好,使用期限长等。正是由于改性沥青的这一系列优良特性,使其在我国高速公路的施工作业中得到了有效的利用,并且还在相关领域得到了进一步的推广。

1、改性沥青原料

一般情况下,改性沥青原料主要包括以下三种,分别为橡胶改性沥青、塑料改性沥青、胶乳改性沥青。在当前阶段,胶乳改性沥青在路面施工中应用得比较广泛,但是应用此种材料进行操作时需要对胶乳进行有效的检测,确保其中固体物含量在合理范围内。如果需要在施工现场对改性沥青进行加工制作,则必须对其质量进行严格的掌控。另外,应用稀浆封层法还可以对老化、破损的乳胶沥青路面进行修复,使其恢复平整状态。针对新铺或者投入使用不久的沥青路面,可以先在路面的表层进行稀浆封层,这样可以对路面起到有效的保护作用,降低车辆和其他外界因素对路面的造成的磨损,使得路面整体质量能够得到显著的提升。除了高速公路的路面,该方法还可以应用于桥梁当中,从而达到罩面效果,并且基本不会造成桥身自重的增加。另外,将该方法应用于隧道当中,同样不会对其净空高度造成影响。因此,在道路工程中科学合理地应用稀浆封层法,可以有效提高工程质量,具有非常重要的现实意义。

2再生工艺

再生工艺是关于沥青路面施工的新型工艺,具体操作过程如下:第一,需要将软化剂均匀喷洒在已经处于老化状态的路面上,使得沥青可以再次变软,从而实现沥青再生;第二,需要将原来的沥青全部挖出、轧碎,如果施工需要可以添加一定量的“再生剂”,确保沥青质量得到提高,然后再添加一定量的新沥青与集料,并进行加工和再次利用;在操作过程中,可以直接在现场进行粉碎搅拌,也可以运送至工厂统一拌和。通过这几种再生工艺,能够减少沥青、集料以及其他资源的消耗,降低对环境的不良影响。

三、高速公路路面新材料的应用及施工工艺

在应用RS2000改性沥青进行路面铺设时,其作业温度和常规沥青材料基本相同,一般在l0℃~l60℃,普通沥青路面的施工温度如表1所示。但是碾压温度具有一定的差异性,通过RS2000进行施工一般在l40℃就达到了碾压条件,并且在碾压过程中无需进行跟近碾压。结合当地的气候和地理状况,可以应用常规沥青,并加入一定量的RS2000改性沥青,一般其掺入量需要控制在全部混合料的5.0‰~5.5‰之间,并且需要进行强力搅拌,确保其充分融合。

表1沥青路面施工温度

1、混合料摊铺

在进行摊铺作业之前,应该先喷洒一层乳化沥青粘层油,一般喷洒数量在1.8kg/m2左右。在启动摊铺机前,应该先对其进行预热,温度需要超过80℃,尽可能和RS2000材料的温度相符。在进行正式施工时,需要应用两台摊铺机,然后将其设置为梯队再进行操作,运行速度应该保持为2m/min,温度保持在170℃左右。为了确保摊铺平整,要就操作人员对摊铺机进行有效的控制,使其连续均匀地进行操作,禁止随意调整摊铺机的运行速度和温度。同时,要确保摊铺后的公路表层没有混合料被撕扯或者针眼等问题。在施工过程中,工作人员需要对沥青应用的数量、作业厚度、路拱等进行检查,然后和设计方面进行比对分析,确保对作业质量的严格掌控。另外,在操作期间还需要注意,料斗必须保持在完全打开的状态,确保可以对RS2000材料进行持续供应,而且材料的高度应该超过送料器的2/3,避免出现离析问题。

2、碾压、成型

在应用RS2000材料对路面进行铺设时,需要按照以下操作步骤来完成。首先,在进行首次压路时需要严格控制压路机的速度,一般为2.5km/h,并且需要在靠近摊铺机的后方完成操作。在碾压时需要注意不可以随意停止,必须连续完成操作。完成初压后,紧接着要进行第二次压路,一般会通过胶轮压路机完成操作,压路机的型号一般为25t或者27t。作业长度一般保持在70~80m,碾压次数为5遍。完成上述操作后,需要对作业进行检验,确保达到检验标准后,最后实施终压。终压的速度一般在5km/h左右,共完成两次,确保可以将轮迹清除干净,保障路面的平整度。对路面进行压实后,需要进行洒水,确保可以快速降温,并投入使用。

结束语

简而言之,新材料的综合应用有充分体现,具体应用在公路路面工程的建设也取得了良好的效果,但仍需要不断探索和创新,敢于新建筑材料应用于工程建设,充分发挥新材料的优势,提高施工技术,施工效果的优化和改善,全面提高道路工程建设水平。

参考文献:

[1]刘月莲.RS2000抗车辙改性沥青性能与应用技术研究[J].公路交通科技(应用技术版),2008(10):23-26.

[2]谭生光.RS2000抗车辙改性沥青在昌九高速公路上的应用[J].公路交通科技(应用技术版),2008(03):42-48.

[3]唐云华.新型路面结构和高性能路面材料应用浅析[R].交通环保,2013(09).

论文作者:秦宗将,邵晓宇,王维

论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期

论文发表时间:2019/7/22

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