Application and Construction Technology of New Material for Expressway Pavement
刘燕 LIU Yan
（江西交通职业技术学院建筑工程系，南昌 330013）
（Department of Architectural Engineering，Jiangxi Vocational and Technical College of Communication，Nanchang 330013，China）
摘要：随着社会与经济的不断发展，我国公路建设也在快速发展。而路面在高速公路中起着直接承受荷载并向下传递的作用，路面材料的种类与发展更加被人们关注。由于行车荷载、自然环境等因素的共同作用，路面出现不同程度、不同类型的早期破坏现象。因此，研究路面材料性能及材料与设计施工的关系就显得较为重要。在路面新材料与路面设计施工中，如何科学合理地与其他路面材料配合选用，使设计出的公路路面整体结构能满足行车要求，也是一个重要的研究课题。本文以高速公路路面建设领域中引进的新材料、新技术、新工艺展开讨论，以贵州某高速公路路面采用RS2000抗车辙改性沥青混合材料应用为例详细阐述了新材料的施工工艺在路面建设中的应用情况，以供业内同行共同参考借鉴。
Abstract: With the continuous development of society and economy, China's highway construction is also developing rapidly. The road surface directly bears load and transmits downwards in the highway. The type and development of pavement materials are more concerned. Due to the combined effects of driving load and natural environment, the road surface has different degrees and different types of early damage. Therefore, it is important to study the relationship between pavement material properties and materials and design and construction. In the new pavement material and design of pavement, how to scientifically and rationally cooperate with other pavement materials, so that the designed overall structure of highway pavement can meet the driving requirements, is also an important research topic. This paper discusses the new materials, new technologies and new technologies introduced in the field of highway pavement construction. The application of RS2000 anti-rutting modified asphalt mixed materials in Guizhou expressway pavement is taken as an example to elaborate the construction process of new materials in pavement construction. The application situation is for reference by the industry peers.
关键词：高速公路；路面新材料；施工工艺
Key words: expressway；pavement new material；construction technology
中图分类号：U412.36 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）35-0239-02
0 引言
随着改革开放和经济建设的发展，我国的公路建设也得到了蓬勃发展。根据交通运输部《公路水路交通行业发展统计公报》，我国二级及以上高等级公路总里程从2010年的44.73万公里增加到2015年的57.49万公里，年复合增长率为5.15%；其中，我国高速公路里程从2010年的7.41万公里增加到2015年的12.35万公里，年复合增长率达到10.76%。两者增长速度均高于2010-2015年我国公路总里程的增长速度。在实际公路路面设计施工中路面材料占据重要作用，只有科学合理的选择路面材料，才有可能完成一个好的路面设计，从而保证通车后的路面结构符合标准，最大限度降低安全事故发生。基于此，研究路面材料性能及材料与设计施工的关系十分有必要。在路面新材料与路面设计施工中，如何科学合理地与其他路面材料配合选用，确保设计出的公路路面整体结构符合通车标准，是一项重要研究课题。
1 高速公路路面材料对路面施工的影响
1.1 路面材料级配组成和性质与路面施工的关系 若混合料的组成集料级配不同，那么其压实性也存在一定差异。影响压实度的因素主要有砾石、砂、真料与结合料的相对比例，骨料与沥青的质量。在有效压实混合料期间应刻度以下阻力：由结合剂、骨料开头所决定的粘滞阻力；由结合剂（矿料和沥青）薄膜所产生的粘结力；决定于骨料尺寸、等级和形状的内摩擦力三种。
1.2 路面材料（沥青混合料）的温度和摊铺厚度与路面施工的关系 由于沥青混合料具有热塑性，使得其粘滞度在不同温度下呈现不同的比例变化，可以说混合料的温度对其压实性能存在直接影响。由于热沥青结合料具有低粘度和良好的裹覆性能，使得沥青只有在作为流体起润滑作用时，混合料才能被压实。冷沥青具有牢固、坚韧、高粘度、较迟缓的裹覆性能，因此在压实冷沥青时，若混合料的温度过低，压实必将面临过大的阻力，使压实结果大打折扣。应选取合理温度，将压实阻力控制在较小范围内，同时确保结合料不会因为压实而出现拥抱问题，合理压实温度的选取应综合考虑多项因素，包括沥青粘度、混合料级配和集料颗粒间摩擦阻力等因素。
混合料摊铺后冷却速度决定了路面施工的碾压工作时间。以含有硬沥青结合料的混合料为例，这种材料施工中需较高的压实温度和摊铺温度，但由于混合料的冷却速度较快，要想确保在这种温度下施工，意味着压实工作需在短时间内完成。
2 新材料在高速公路路面施工中的应用
2.1 SEAM新材料作用 SEAM新材料的主要成分是硫磺，它是一种全新的沥青料混合改性剂，在硫磺之中加入增塑剂与烟雾抑制剂，可形成半球形颗粒，然后通过经过特殊处理可得到炼制石油副产品。在沥青料的搅拌混合仓中加入一定量的SEAM，可取代一定比例混合的沥青料。SEAM新材料与传统材料相比，可更好的实现材料改性目标，对于道路施工沥青混合料综合路用性能的提升大有助益。
2.2 SMA的使用 SMA的耐高温性以及稳定性都比较好，在道路施工中得到了广泛的应用，SMA内部有很多粗集料，这种粗集料有很好的嵌挤效果，承载力比较强，SMA中有大量的粗集料，粗集料中以玛蹄脂作为填充物。SMA的道路上车辙出现的情况比较少，承载力以及抗变形能力都比较强，而且SMA具有一定的粘合性，温度会影响其粘合性，温度过低会出现形变。使用SMA还能够提高道路的稳定性，主要是SMA材料的缝隙比较小，水分不会通过缝隙进入到路基内部。SMA还有一定的抗氧化能力，SMA中存在着大量的玛蹄脂，这种物质能够减少与空气的反应，如果路基的抗氧化性得到提升，路面的强度就会增强，使用时间会进一步加强。利用SMA进行道路施工建设，里面会有一些空隙，能够提高路面的摩擦性，提高路面的防滑性，而且利用SMA材料，雨天路面不会出现水雾，能够减少噪音、实现环保的效果。
2.3 聚苯乙烯泡沫 聚苯乙烯泡沫的使用时间比较长，耐用性比较好，在道路施工建设中得到了良好的使用，聚苯乙烯泡沫主要是将发泡剂添加到聚苯乙烯树脂中，经过加热软化，变成气体，然后产生泡沫塑料，是一种硬质闭孔结构。聚苯乙烯泡沫是一种轻质的路基填料，能够对路面的沉降进行控制。聚苯乙烯泡沫板材主要使用在桥头上，使桥头的路基沉降减小，有效防治桥台出现位移。聚苯乙烯泡沫能够将路面上的压力均匀的分布在路基上，使单位路基的压力承载量减小，实现有效地控制。
2.4 再生沥青混合料 高速公路的维修是比较重要的工作，要对路面进行维修就需要进行铣刨，经过铣刨后，对道路进行维修和养护。如果在道路施工现场堆放沥青混合料，而且没有及时进行清理，就会对周围的环境产生影响，同时沥青材料不能得到使用也会造成资源的浪费。再生技术为沥青的再次使用提供了可能，有厂拌热再生、厂拌冷再生、就地冷和就地热再生几种。厂拌热再生就是将沥青混合物进行混合，并在其中加入再生剂和新集料搅拌，从而形成新的沥青混合料。这种材料的实用性比较好，就地热再生沥青混合料技术根据路面的实际情况可以一次完成再生使用。沥青混合料不会被浪费。厂拌冷再生就是在废旧的沥青混合料中加入稳定剂以及水泥，形成新材料。
2.5 微表处稀浆混合料 这种混合料是一种比较新型的材料，主要用于道路的养护，使用这种材料时要注意摊铺的厚度，保证在1cm左右。在高速公路施工中利用微表处稀浆混合料能够促进施工效果的实现，减少施工的时间消耗，也有助于促进路面施工技术的提高。微表处稀浆混合料能修复车辙损坏的道路，促进道路使用寿命的延长。
3 贵州高速公路路面新材料的施工工艺
与普通的沥青混合材料铺筑高速公路相比，RS2000抗车辙改性沥青材料铺筑高速公路路面两者之间在施工温度是相对一致的，基本摊铺温度都控制在0～l60℃范围内，两者的区别主要体现在碾压温度上，与一般的沥青混合材料相比，其无需跟近碾压，在l40C左右即可开始碾压。结合贵州地区气候和地理特点，采用70号A级重交沥青作为其高速路的基质沥青，同时加入RS2000改性，其掺入量是混合料总量的5‰～5.5‰，之后用机械强力搅拌，在高温环境下充分混合相容。
3.1 RS2000抗车辙改性沥青混合料摊铺 在摊铺前，应先按1.8千克/平方米的标准喷一定量的乳化沥青粘层油。同时要求摊铺机正式开始工作前，应先对其及熨平板进行预热保温。应控制熨平板预热的温度在80℃之上，同时最好和RS2000抗车辙改性沥青混合料的温度保持一致。采用两台摊铺机梯队作业的的形式进行施工，从K95+660开始，速度控制在2m/min，温度控制在170℃。摊铺机应依据搅拌机的出料速度缓慢、连续、均匀的作业，禁止随意更改温度和速度，如此才能保证摊铺路面平整。完成摊铺后，应检查其表面的纹理和平整度是否符合标准，是否存在异物。摊铺机应该设置成平衡梁式摊铺厚度控制方式和自动找平方式，进行施工的人员要随时检查作业的厚度和横坡、路拱以及沥青材料的总量、面积和平均厚度，并与方案进行比较，对数量和质量进行管理控制。摊铺的厚度等于松铺系数与设计厚度的乘积，松铺系数要通过试压试铺确定。在施工的过程中，料斗要完全打开，保证RS2000抗车辙改性沥青混合料的不间断供应，它的高度要在送料器高度的2/3以上，这样摊铺机的全宽度断面才不会发生离析的现象。
3.2 高速路面的碾压及成型 RS2000抗车辙改性沥青材料铺筑高速公路路面，第一次压路要用压路机紧跟在摊铺机后进行作业，速度大概在2.5km/h。碾压的原则有“紧跟、慢压、高频、低幅”。压路的过程中，不能随意的中止，要连续不间断的均衡进行。第二次压路要紧跟初压，可以采用25t、27t胶轮压路机作业，长度为70～80m，压5遍，速度大概在4km/h。检验达到标准后，再进行终压，紧跟在第二次后进行，速度大概在5km/m，压二遍，提高平整度并消除轮迹。路面压实后的温度应该在90℃以上。为了尽快地降温运行，可以在完成后洒水。
贵州最早采用RS2000抗车辙改性沥青材料铺筑的路面，即贵阳东北绕城公路的改造路面，经过实践的检验，至今运行状况良好。它采用了70号A级重交基质沥青，掺入5‰RS2000岩沥青，显著地改善了路面高温条件下的稳定性。
4 结束语
总而言之，新材料的综合应用优势已经充分体现，具体应用在高速公路路面施工工程中也取得了不错效果，但还需不断探索和创新，敢于在工程施工中应用新型施工建设材料，将新材料的优势充分发挥出来，如此才能不断改进施工技术，将施工效果优化并提高，继而全面提升道路工程施工建设水平。
参考文献：
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