高速公路路面新材料的应用及施工工艺研究

发表时间:2019/1/9   来源:《建筑学研究前沿》2018年第31期   作者:祁敏艳
[导读] 如何实现科学合理地配合其他路面材料使设计的公路路面整体结构能够满足驾驶要求也是目前阶段需要考虑和优化的方面。

山西交控集团吕梁北高速公路分公司  山西省吕梁市
        摘要:在中国的城市规划以及建设的过程之中,高速公路的建设具有着极其重要的作用,高速公路的质量情况不仅仅妨碍社会经济的不断发展,而且给人们平时的生活带来了很大的影响,所以在对高速公路进行建设的过程之中,一定要对它的施工质量保证严格的规范。由于路面载荷和自然环境的综合影响,路面具有不同程度和不同类型的早期损坏。所以十分有必要对路面材料性能与材料、设计与施工之间的关系进行研究。在选择路面的新材料以及怎样设计路面时,如何实现科学合理地配合其他路面材料使设计的公路路面整体结构能够满足驾驶要求也是目前阶段需要考虑和优化的方面。
        关键词:高速公路;路面新材料;施工工艺
       
       
        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
        如果混合物的组成在集料级配存在差异,则在压实性方面也会不同。压实度主要受砾石、砂、真料和粘结剂的相对比例等因素影响,除此以外骨料和沥青的质量也是一项不可忽视的因素。在混合物的有效压实过程中,应按比例缩放以下阻力:由粘合剂和骨料的开始确定的粘性阻力;粘合剂(矿物和沥青)薄膜产生的附着力;由骨料的大小、形状和等级决定的。
        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
        沥青混合物是一类具有热塑性的建筑材料,其粘滞度会随着温度变化而呈现出不同比例,因此可以说混合物的温度直接影响着其压实性能。由于热沥青粘合剂的低粘度和良好的涂层性能,因此要想使混合料被压实得很好,就要保证沥青作为流体润滑。冷沥青具有坚固,坚韧,高粘度和较慢的涂层性能,因此,当压实冷沥青时,如果混合物的温度太低就会给压实工作带来很大的阻力,从而导致压实效果十分不理想。在实际生产中要做的就是将压实阻力控制在较小的合理的范围内,并确保粘合剂不会因压实而产生拥抱问题。鉴于温度对压实工作较大的影响,在压实时选取合理的温度范围就至关重要,要综合考虑沥青粘度、集料颗粒间摩擦阻力、混合物等级等影响因素。路面施工的轧制工作时间由混合物摊铺后的冷却速度决定,比如含有硬质沥青粘合剂的混合物,对于压实温度和铺设温度的要求都比较高,然而混合料的冷却速度较快,因此要很快速地完成压实工作。
        2橡胶沥青混凝土的概念
        橡胶沥青混凝土是在沥青混凝土的基础上加以改性制得的新型材料,其制作过程比较简单,首先将橡胶制品捣碎成颗粒大小,在这里选用的橡胶基本都是一些废旧的轮胎,这样可以废物利用节省材料。橡胶颗粒准备完成以后制成橡胶屑,这也会作为后期的沥青改性剂掺进石油沥青里,最后把这样的混合物在高温下反应一段时间就制得了橡胶沥青混凝土。这样的环保材料一经面世就受到了多个省的支持和欢迎,山西省作为第一个使用的省份,在一个改建工程中使用证实这种材料铺成的路面确实平整抗滑,在艰苦的环境中也能进行很好的调节。
        3橡胶沥青混合料材料的要求
        橡胶沥青混合材料的使用要求有很多,大致可以分为以下几点:①在使用橡胶沥青混合料的时候要特别注意对质量的把控。


在将材料运至施工现场之后要进行抽样检测,现场评定合格才能使用,仅仅凭供应商提供的合格报告不足以证明材料的质量的好坏;②橡胶沥青路面集料时尽可能地选择技术检测达标的石料,最好使用玄武岩,同时其粒径的标准为方孔筛,不能把不同规格、品种的集料混放在一起,要有序归置;③生产橡胶沥青混合材料的过程中,在选用废弃轮胎时,应该尽可能选用卡车等大型载货轮胎,如斜交胎,把这些轮胎碎化时要在常温下进行,低温不利于该步骤的进行;④橡胶碎屑应该是干燥的,无污染的,并且在与沥青和骨料的混合中自由流动而不发泡,为了减少橡胶屑和沥青发生黏合,可以加入少量碳酸钙或者滑石粉,具体用量控制在橡胶屑质量的百分之三以内;⑤除去橡胶屑,使用的基础沥青也要符合国家标准,其反应温度为190~218 ℃,二者反应时间为至少45分钟;⑥对于粗集料和细集料的质量检测指标都应该符合国家标准 JTG F40—2004 的规定,粗集料尽可能地选择技术检测达标的石料,最好使用玄武岩,细集料最好使用石屑或者石灰岩加工得到的机制砂;⑦同样的,在施工中使用的填料也要符合JTG F40—2004 的技术要求,在对填料进行选择的时候,不建议使用粉煤灰和拌合机产生的粉尘,必要时可以使用水泥代替矿粉;⑧橡胶沥青混凝土材料在开启后应该尽量保证在一天内使用完,这样能够实现其性能最佳,如果没有办法用完要把材料储存在一个温度较低的环境中,即使如此也要最长不超过三天将其在保质期内使用完。
        4提高高速公路路面新材料施工工艺效果的措施
        4.1加强沥青混凝土路面施工工艺和质量控制
        利用“走钢丝”的精准控制的方法,对沥青路面平整度十分有利。下面层建设前先张拉好2~3m的钢丝绳,以防钢丝下挠,防止路面的波浪起伏,对保证沥青路面的平整度十分有利。混合料摊铺之前要连续、均匀、缓慢的进行,速度要在3~5m/min中间最好,中间不能任意停顿或者改变摊铺的速度,这对提升沥青路面的平整度也具有积极的作用。
        4.2提高沥青混凝土路面施工人员的责任意识和技术水平
        施工企业必须重视施工队伍的建设,招纳技术水平高超,责任心更强的技术人员,不断的优化沥青路面施工团队结构。建立完善的人才管理培训机制,提升技术人员综合技能,使他们严格遵循工艺流程展开工程建设。技术人员也应该加强学习,熟悉沥青路面摊铺、碾压质量方面的控制要求,按照要求建设,提升沥青路面的基层的刚度和强度,防止不均匀沉降的现象发生,完成对沥青路面的平整度的有效把控。
        4.3采用碾压的成型方式
        为了保证施工效果,碾压过程分为三次。第一次在摊铺机后面要跟随有一个压路机,控制速度小于2.5km/h。第一次轧制的原则是“跟随、慢压、高频、低振幅”。在轧制过程中,不可以任意暂停,必须进行连续不间断的工作。在完成第一次碾压之后要紧跟着开始第二次碾压,可以通过一个25吨,27吨的橡胶辊来操作,长度为70-80米,重复操作5次,这次控制速度约为4km/h。在测试达到标准后,立刻进行最后一次碾压,压2遍,提高速度为5km/h。一般来说,路面压实后的温度都会高于90℃,为了尽快冷却,可以通过洒水的方式来降温。
        4.4控制高速公路路基施工质量
        施工人员在高速公路路基施工的过程中可以通过下述几个方面来对施工质量进行控制:第一,施工人员要严格控制路基土层的回填工作。在路基土层的回填过程中,为了确保测定值选用的质量,沉降值的测定标尺必须选用沉降杆和新接管管钳,并且要合理选择回填土质的材料类型,可以通过分析施工区域的土质来进行选择。分析举例:对于含水量比较高的粉土土质,应该选用石质类型的施工材料回填,而且,回填速率也要严格控制,以确保将地面沉降的速率控制在一定的可接受范围之内。第二,施工人员必须严格控制路基的预压时间。实践研究表明,公路路基填料的预压时间直接决定了公路路基的稳定性,因此严格控制路基填料的预压时间是保证路基质量的重要措施。一般来说,项目实际使用的预压时间与施工期密切相关,中国高速公路的预压时间设定为6个月,因此必须严格控制路基的预压时间。
        结论
        到今天,新材料出现并逐渐在我国高速公路路面施工中应用,其综合应用优势已经十分明显,并在施工项目中取得了良好的效果。新型材料和工艺的应用使我国的高速公路建设得到了更快速的发展,面对现阶段的不成熟现象,需要我国专业的人员进行不断的探索和创新,不断提高施工工艺,优化和改善施工效果,全面提高道路工程施工水平。
       
        参考文献
        [1]张金喜,孔祥杰,韩丁丁,王超.不同养护模式下的高速公路沥青路面状况指数预测模型[J].北京工业大学学报,2016,42(01):74-80.
        [2]崔亚萍,张捷,张江影.高速公路沥青路面养护质量评价方法的探讨[J].中外公路,2008(04):70-73.
        [3]喻翔,毛敏.高速公路路面使用性能预测方法研究[J].交通标准化,2006(08):57-60.

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