新材料在高速公路沥青路面应用探究

新材料在高速公路沥青路面应用探究

刀明

云南公路建设监理有限公司，云南昆明  650100

摘要：在我国经济建设阶段，公路扮演着重要的角色，在推动我国社会发展方面作用显著。目前，沥青材料凭借着其所具有的优越价值，得以在公路路面广泛应用，但在公路沥青路面应用早期，受多重因素影响，很容易导致沥青路面出现不同类型的病害。因此，研究新材料在高速公路沥青路面应用具有重要意义。下面对此展开探讨。

关键词：新材料；高速公路；沥青路面；应用

1 影响高速公路沥青路面质量的因素

1.1 结构设计影响

路面结构设计科学与否直接关系公路沥青路面病害的形成，因此，路面结构质量问题不容忽视。在公路沥青路面设计实践中，部分设计人员存在盲目设计行为，并未结合工程所处区域气候和交通条件，立足工程具体情况，对路面结构科学加以设计和匹配，此种情况下，导致公路竣工投入应用后，沥青路面结构难以契合行车要求，出现早期破坏。

1.2 材料质量影响

公路沥青路面沥青混合料成分具有多样化特点，主要由矿粉、沥青和粗细集料等构成，为保障沥青混合料的质量，须对不同施工材料的配合比合理进行设计。同时，施工单位也要关注各项材料的质量，落实质量管控工作，避免因材料配比不合理和材料质量问题诱发路面病害。

1.3 施工操作影响

在沥青路面各项施工操作中，施工单位所选择的施工技术与工艺也会直接影响沥青路面质量，故施工单位要科学落实路基处理工作，强化路基结构稳定性，避免其在后续阶段出现沉降问题。同时，施工单位也要结合公路具体施工进展，落实各项施工安排，如气候条件较为恶劣，则要考虑气候对施工操作的影响，适当延后沥青摊铺作业时间。

1.4 养护操作影响

在公路沥青路面竣工、公路正式投入应用后，施工单位还要对公路路面加以养护，防止沥青路面出现早期破坏问题。通过施工单位高效、科学的养护工作，沥青路面早期破坏发生风险显著降低。

2 高速公路沥青路面施工中的新材料实践应用

2.1 改性沥青路面施工

第一，配合比设计。根据施工要求来确定配合比方案，试拌少量沥青混合料，对混合料进行马歇尔试验、车辙试验，再根据试验结果来计算集料、改性剂等原材料的用量比例。正常情况下，选用石灰岩等作为集料，把粗细集料的组合比例控制在6:4左右，改性剂掺加量控制在0.3%～0.4%。第二，混合料拌和。清理搅拌仓内的残留积水与灰尘污渍，筛除原材料中夹杂的各类杂质，在搅拌机内按顺序投加原材料并进行搅拌处理，把单盘搅拌时间控制在40s左右、干拌时间控制在5s以上，搅拌完毕后检查沥青混合料的出料温度、质量状态是否达标。第三，路面摊铺。提前检查沥青混合料温度是否达标，如果温度不达标则使用熨板进行加热处理。第四，碾压成型。把初压、复压速度控制在2.5km/h左右，终压速度控制在5 km/h左右，重复多遍完成碾压作业，检查面层平整度、压实度是否达标，在不合格部位开展补压作业，最终在表面洒水降温。

2.2 橡胶沥青路面施工

第一，沥青拌制。提前使用计量装置来称取沥青、橡胶粉、添加剂等原材料的重量，用量偏差不得超过1%。随后，使用DG-4000S型间歇式搅拌机，运用湿拌法来制备沥青混合料，把搅拌时长控制在50～60s，搅拌温度保持在170～185℃以内。第二，路面摊铺。使用摊铺机熨平板来调节沥青混合料温度，清理基层表面积水与杂质，启动摊铺机开展摊铺作业，摊铺速度一般需控制在1～3m/min，分段完成路面摊铺作业，单个施工段的摊铺长度为10m。同时，使用电子液压装置在摊铺期间控制工作仰角，预防面层出现断裂分层问题。第三，碾压成型。检查摊铺层温度是否达标，保持碾压机与路面中心垂直状态，采取排压方式开展碾压作业，碾压速度控制为1.5～2.0km/h。在路面温度降至80℃后使用光轮压路机开展收光碾压作业。第四，路面养护。为预防橡胶沥青面层出现裂缝、收缩病害，在路面抹平后，施工人员在路面上覆盖湿草帘进行保湿处理，开展14～21d养护作业，定期在路面层上喷洒水分。

2.3 钢渣透水沥青路面施工

第一，钢渣预处理。考虑到钢渣材料具备膨胀性特征，如果使用未经处理的钢渣，会在遇水后生成氢氧化钙等物质，最终造成面层开裂。因此，需要提前处理钢渣材料，具体可选用热泼法、热闷法或是滚筒法。第二，级配设计。使用钢渣和天然石料作为粗细集料，考虑到二者密度相差较大，容易影响级配效果，应开展集料密度测试，根据测试结果来计算最佳的体积比例。第三，混合料拌和。提前清理原材料中夹杂的杂质，把材料预热至一定温度，把基质沥青加热温度控制在160～170℃、集料加热温度控制在190～195℃。随后，在搅拌仓内投加原材料进行拌和，集料干拌时间控制在15s左右，混合料拌和时间不得少于60s。后续检测混合料的出料温度、空隙率、稳定度、渗水系数是否达标，确定无误后即可把钢渣沥青混合料转运入场、投入使用。第四，下承层处理。为改善路面层和下承层的粘附效果，施工人员需提前清理下承层表面灰尘污渍与修补各处缺陷部位，保证下承层表面平整度达标，在表面喷洒0.6～0.8L/m

2的黏层油，喷油1d后再开展路面摊铺作业。第五，摊铺碾压。由于钢渣沥青混合料黏度略高于普通沥青，需要在温度不低于160℃的情况下开展路面摊铺作业，在温度不低于150℃与130℃时分别开展路面初压和复压作业，待在路面温度下降到60～70℃后，再行开展终压作业。

2.4 温拌塑料改性沥青路面施工

第一，原材料选材。选用废橡胶塑料材料作为沥青混合料的原材料，收集废弃橡胶、废弃塑料，包括混合塑料、复合塑料、轮胎粉、再生胶粉等，把废弃料进行加工处理后获取橡塑颗粒，必要情况下在橡胶塑料颗粒生产期间添加适量的增塑剂与相容剂。随后，运用红外光谱、热分析等技术手段，对废橡塑颗粒的物化性能进行分析，选用不相容、难分散的成分作为混合料成分，确保最终所制备塑性改性沥青材料的综合性能不低于SBS改性沥青。

第二，混合料拌和。率先使用干法回收设备来回收杂质含量较低的活化胶粉和单一塑料，施工人员向搅拌仓内投加沥青、胶粉、塑料颗粒与偶联剂等原材料，拌和一段时间即可获取沥青混合料。要求把沥青与矿料的加热温度分别控制在145℃、150℃，干料拌和时间与每盘拌和时间分别控制为8s与55～60s，并对沥青混合料的出料温度进行检测，将出料温度控制在140～150℃。

第三，路面摊铺。提前把摊铺机熨平板进行预热处理，将预热后的温度值保持在100℃以上，施工人员操纵摊铺机缓慢、连续完成路面摊铺作业，把摊铺速度控制在2m/min左右，要求沥青混合料在摊铺期间的温度在130℃以上。同时，摊铺期间定期使用钢条来清理平衡梁表面粘附的碎料，确保摊铺层上不会形成拉痕。

第四，碾压成型。在现场配备钢轮压路机、轮胎压路机等设备，采取高频低幅方法开展碾压作业，各道碾压作业结束后，把路面压实段落向后退5～8mm，禁止在相同断面上开展各次碾压作业，也不得操纵压路机在热铺路面上转弯急停，碾压完毕后把沥青路面静置一段时间进行自然冷却，路面温度降低到45℃以下后再开放交通。由于温拌沥青、热拌沥青材料的胶浆挤出效应存在明显差异，在路面复压阶段，施工人员必须使用轮胎压路机设备，禁止使用钢轮振动压路机。

2.5 阻燃沥青路面施工

第一，阻燃剂选型。根据同类项目中的阻燃沥青使用情况来看，如果选用氢氧化铝或是氢氧化镁的单一阻燃剂，实际阻燃效果并不理想，需要综合选用多种阻燃材料来制备复合阻燃剂，要求阻燃剂有效含量不低于70%，且密度处于1.0～2.0g/cm3。第二，混合料拌和。可选用间歇式拌和机，根据混合料总重量与阻燃要求来确定阻燃剂掺加量，率先完成集料干拌作业，通过集料热量来对阻燃剂施加剪切作用力，最终向搅拌仓内投加热沥青与矿粉材料。

3 结语

综上，在今后的工作中，施工单位需要在高速公路施工期间积极采取新型材料，根据工程具体需求发挥其优势，常见的新型沥青材料包括AC-20改性沥青、橡胶沥青、钢渣透水沥青、温拌塑料改性沥青、阻燃沥青等，根据材料品种与工程情况，制订切实可行的沥青路面施工技术方案，推动我国公路事业迈入全新发展阶段。

参考文献：

[1]杨虎陈.公路工程沥青路面施工现场试验检测技术研究[J].科技资讯,2022,20(17):187-189.

[2]赵真真.公路工程沥青路面现场试验检测技术的应用[J].散装水泥,2022(03):185-187.