高速公路路面新材料施工工藝研究

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摘要：隨著社會與經濟的不斷發展，我國公路建設也在快速發展。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展更加被人們關注。由于行車荷載、自然環境等因素的共同作用，路面出現不同程度、不同類型的早期破壞現象。因此，研究路面材料性能及材料與設計施工的關系就顯得較為重要。在路面新材料與路面設計施工中，如何科學合理地與其他路面材料配合選用，使設計出的公路路面整體結構能滿足行車要求，也是一個重要的研究課題。本文以高速公路路面建設領域中引進的新材料、新技術、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用為例詳細闡述了新材料的施工工藝在路面建設中的應用情況，以供業內同行共同參考借鑒。

關鍵詞：高速公路；路面新材料；施工工藝

隨著改革開放和經濟建設的發展，我國的公路建設也得到了蓬勃發展。根據交通運輸部《公路水路交通行業發展統計公報》，我國二級及以上高等級公路總里程從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，年復合增長率達到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。在實際公路路面設計施工中路面材料占據重要作用，只有科學合理的選擇路面材料，才有可能完成一個好的路面設計，從而保證通車后的路面結構符合標準，最大限度降低安全事故發生?；诖耍?a href="http://www.trq119.com/lunwen/jianzhulunwen/sggylw/201811/685169.html" target="_blank">研究路面材料性能及材料與設計施工的關系十分有必要。在路面新材料與路面設計施工中，如何科學合理地與其他路面材料配合選用，確保設計出的公路路面整體結構符合通車標準，是一項重要研究課題。

1高速公路路面材料對路面施工的影響

1.1路面材料級配組成和性質與路面施工的關系若混合料的組成集料級配不同，那么其壓實性也存在一定差異。影響壓實度的因素主要有礫石、砂、真料與結合料的相對比例，骨料與瀝青的質量。在有效壓實混合料期間應刻度以下阻力：由結合劑、骨料開頭所決定的粘滯阻力；由結合劑（礦料和瀝青）薄膜所產生的粘結力；決定于骨料尺寸、等級和形狀的內摩擦力三種。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不同的比例變化，可以說混合料的溫度對其壓實性能存在直接影響。由于熱瀝青結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，混合料才能被壓實。冷瀝青具有牢固、堅韌、高粘度、較遲緩的裹覆性能，因此在壓實冷瀝青時，若混合料的溫度過低，壓實必將面臨過大的阻力，使壓實結果大打折扣。應選取合理溫度，將壓實阻力控制在較小范圍內，同時確保結合料不會因為壓實而出現擁抱問題，合理壓實溫度的選取應綜合考慮多項因素，包括瀝青粘度、混合料級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間。以含有硬瀝青結合料的混合料為例，這種材料施工中需較高的壓實溫度和攤鋪溫度，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，意味著壓實工作需在短時間內完成。

2新材料在高速公路路面施工中的應用

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，然后通過經過特殊處理可得到煉制石油副產品。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新材料與傳統材料相比，可更好的實現材料改性目標，對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的耐高溫性以及穩定性都比較好，在道路施工中得到了廣泛的應用，SMA內部有很多粗集料，這種粗集料有很好的嵌擠效果，承載力比較強，SMA中有大量的粗集料，粗集料中以瑪蹄脂作為填充物。SMA的道路上車轍出現的情況比較少，承載力以及抗變形能力都比較強，而且SMA具有一定的粘合性，溫度會影響其粘合性，溫度過低會出現形變。使用SMA還能夠提高道路的穩定性，主要是SMA材料的縫隙比較小，水分不會通過縫隙進入到路基內部。SMA還有一定的抗氧化能力，SMA中存在著大量的瑪蹄脂，這種物質能夠減少與空氣的反應，如果路基的抗氧化性得到提升，路面的強度就會增強，使用時間會進一步加強。利用SMA進行道路施工建設，里面會有一些空隙，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，雨天路面不會出現水霧，能夠減少噪音、實現環保的效果。2.3聚苯乙烯泡沫。聚苯乙烯泡沫的使用時間比較長，耐用性比較好，在道路施工建設中得到了良好的使用，聚苯乙烯泡沫主要是將發泡劑添加到聚苯乙烯樹脂中，經過加熱軟化，變成氣體，然后產生泡沫塑料，是一種硬質閉孔結構。聚苯乙烯泡沫是一種輕質的路基填料，能夠對路面的沉降進行控制。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，有效防治橋臺出現位移。聚苯乙烯泡沫能夠將路面上的壓力均勻的分布在路基上，使單位路基的壓力承載量減小，實現有效地控制。2.4再生瀝青混合料。高速公路的維修是比較重要的工作，要對路面進行維修就需要進行銑刨，經過銑刨后，對道路進行維修和養護。如果在道路施工現場堆放瀝青混合料，而且沒有及時進行清理，就會對周圍的環境產生影響，同時瀝青材料不能得到使用也會造成資源的浪費。再生技術為瀝青的再次使用提供了可能，有廠拌熱再生、廠拌冷再生、就地冷和就地熱再生幾種。廠拌熱再生就是將瀝青混合物進行混合，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。這種材料的實用性比較好，就地熱再生瀝青混合料技術根據路面的實際情況可以一次完成再生使用。瀝青混合料不會被浪費。廠拌冷再生就是在廢舊的瀝青混合料中加入穩定劑以及水泥，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，主要用于道路的養護，使用這種材料時要注意攤鋪的厚度，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施工效果的實現，減少施工的時間消耗，也有助于促進路面施工技術的提高。微表處稀漿混合料能修復車轍損壞的道路，促進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一致的，基本攤鋪溫度都控制在0～l60℃范圍內，兩者的區別主要體現在碾壓溫度上，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。結合貴州地區氣候和地理特點，采用70號A級重交瀝青作為其高速路的基質瀝青，同時加入RS2000改性，其摻入量是混合料總量的5‰～5.5‰，之后用機械強力攪拌，在高溫環境下充分混合相容。3.1RS2000抗車轍改性瀝青混合料攤鋪。在攤鋪前，應先按1.8千克/平方米的標準噴一定量的乳化瀝青粘層油。同時要求攤鋪機正式開始工作前，應先對其及熨平板進行預熱保溫。應控制熨平板預熱的溫度在80℃之上，同時最好和RS2000抗車轍改性瀝青混合料的溫度保持一致。采用兩臺攤鋪機梯隊作業的的形式進行施工，從K95+660開始，速度控制在2m/min，溫度控制在170℃。攤鋪機應依據攪拌機的出料速度緩慢、連續、均勻的作業，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，應檢查其表面的紋理和平整度是否符合標準，是否存在異物。攤鋪機應該設置成平衡梁式攤鋪厚度控制方式和自動找平方式，進行施工的人員要隨時檢查作業的厚度和橫坡、路拱以及瀝青材料的總量、面積和平均厚度，并與方案進行比較，對數量和質量進行管理控制。攤鋪的厚度等于松鋪系數與設計厚度的乘積，松鋪系數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，它的高度要在送料器高度的2/3以上，這樣攤鋪機的全寬度斷面才不會發生離析的現象。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緊跟在攤鋪機后進行作業，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，要連續不間斷的均衡進行。第二次壓路要緊跟初壓，可以采用25t、27t膠輪壓路機作業，長度為70～80m，壓5遍，速度大概在4km/h。檢驗達到標準后，再進行終壓，緊跟在第二次后進行，速度大概在5km/m，壓二遍，提高平整度并消除輪跡。路面壓實后的溫度應該在90℃以上。為了盡快地降溫運行，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，經過實踐的檢驗，至今運行狀況良好。它采用了70號A級重交基質瀝青，摻入5‰RS2000巖瀝青，顯著地改善了路面高溫條件下的穩定性。

4結束語

總而言之，新材料的綜合應用優勢已經充分體現，具體應用在高速公路路面施工工程中也取得了不錯效果，但還需不斷探索和創新，敢于在工程施工中應用新型施工建設材料，將新材料的優勢充分發揮出來，如此才能不斷改進施工技術，將施工效果優化并提高，繼而全面提升道路工程施工建設水平。

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作者:劉燕 單位:江西交通職業技術學院建筑工程系