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摘要:随着经济和城市化建设的快速发展,人们生活水平的提升,对道路的质量也提出了更高要求。近年来,在道路的养护工作中,新型沥青材料应用越来越多,有效增強了道路的使用功能并延长了其使用寿命。因此,本文便对沥青道路养护现状及新材料在沥青道路养护中的应用展开探析,以供参考。
关键词:新材料;沥青道路;道路养护
前言:目前,随着我国经济的不断发展,道路建设步伐不断加快,对道路质量提提出了新要求,道路养护单位也愈加重视道路的养护工作及高性能高质量材料和相关技术在道路施工中的应用。而与传统普通的沥青材料相比,利用先进技术改进后的新材料能够更好降低养护成本、提高道路性能,因此,应用新型沥青材料进行道路养护以提高道路性能和寿命至关重要。
1新材料简述及沥青道路的养护现状
新材料主要是指在普通沥青材料的基础上,融入一些活性剂或高分子化合物,如胶粉、橡胶树脂、SBS聚合物等来强化材料的性,最终形成新型改性沥青材料。可针对不同路况和病害择机使用这些新型沥青材料对道路进行养护。
这些新材料的应用优势更加明显,主要表现在:一是高温时抗压性强、稳定性强,低温时抗开裂,可提升道路质量;二是具有一定的粘附性,可改善其与集料之间的粘合度,从而减少损伤;三是可延长道路使用寿命,并减少施工人力和养护费用等。
随着对道路质量要求的不断提升,在实际建设中改变了以往“重建设、轻养护”的思想,道路养护成为一项重点工作。目前,我国对于沥青道路的养护主要是根据其工程量规模、道路路面损坏情况、施工技术难易度等开展复原性、补强性、安全性的养护工作。但在实际施工中尚存在为节省成本而采用普通材料或养护技术不到位等现象,使得道路抗车辙、开裂性能不足等问题。这便需要利用新材料对沥青道路进行预防性和修复性养护,提高养护效率。
2新材料在道路养护中的应用分析
2.1 应用前期的准备工作
2.1.1 原材料的准备
在制备道路养护材料前,先要准备好所需的原材料,并根据施工需要确定所选原材料的规格。其中包括:一是粗集料。通常骨料选用玄武岩等硬度高的石料。将大石料进行破碎处理,根据施工工艺确定破碎面、粒径大小,以增强材料的粘附性。二是细集料。通常选用纯度相对较高的天然或人工砂石,如石灰岩机制砂等。三是填充料。一般选择亲水系数小于1 的憎水性石料,并确保石料的清洁度、干燥度和精细度都能满足施工要求。
石料选定后,还要对其进行质量检测,可采用抽检的方式对其矿粉力度、亲水系数、塑性指数、或含泥量等指标进行有效检测,确保符合施工要求,避免影响材料的稳定性[1]。同时,还要清理掉原材料中的杂物杂质,并做好规范保管工作,以充分保障原材料的质量。
制备改性沥青。在普通基质沥青中掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),通过专业改性设备经过溶胀、剪切、发育等环节,制得性能得以改善的沥青结合料,称为改性沥青。如有养护需要,将制得的改性沥青再加入乳化剂进行乳化就可制得改性乳化沥青,此步骤对设备、工艺、生产人员技术要求较高,因其施工工艺为冷拌冷铺,在道路养护实践中有其他材料不可比拟的优势。
2.1.2 材料的配比
原材料选定后,需要进行石料、沥青材料的配比确定。一要根据原料特性、道路气候状况、道路养护工程量等确定石料、沥青材料配制占比。例如,改性SMA-13沥青混合料的最佳油石比可控制在6.1%,其中,HVA高粘剂和SBS改性沥青的配比为93:7、木质素纤维混入量控制在0.3%[2]。二要按照既定配比数据计算相应材料的用量,并将之进行充分拌和处理。三要在拌和过程中严格按照规范要求进行作业,控制好搅拌的力度、温度、时长等,并保持均匀,以防出现“花白料”现象。
拌和结束后,将拌和好的材料进行铺设试验。通常在大规模铺筑前应先进行试验路的铺筑。若石料、沥青材料之间配合比不合适,则需进行二次试验,直至其满足施工要求。
2.2 施工流程
在应用新材料进行道路养护时,需按照材料特性严格按照养护标准和流程采用相应的技术进行施工。其具体应用主要有:
2.2.1 施工准备
首先,准备好质量参数合格的改性沥青等沥青材料,并做好现场施工设备的检修工作,确保养护作业顺利开展和完成。其次,对待养护道路路段进行清扫清洁,避免影响新材料应用性能。而后,在材料的运输上,可通过加盖油布来防止材料表面出现硬化现象,借助在装载物底部涂抹油水混合物的方式以防出现粘结现象等,以保障材料质量。最后,检测道路路面平整度。避免出现集料集中、有裂缝、推移等状况。
2.2.2 摊铺和压实技术
利用改性热沥青材料进行道路养护时要将其进行摊铺和压实操作。在具体施工作业中,一要严格控制温度,确保其在合理范围内。若温度低于140℃时便需即刻停止摊铺作业。二要在合适的天气下进行道路施工养护,避免雨雪天和阴天,以防破坏新材料的粘附性和抗性等。当突发降雨时,施工人员应立即停止操作并对已铺设的材料进行碾压压实。三要均匀控制摊铺速度和摊铺频次,以保障道路的平整度。四要在施工中合理控制摊铺车辆和运输车辆之间的距离,促使能够连续完成新材料的摊铺作业。五要在摊铺结束后要将材料进行压实,保护好未经压实的沥青道路路段,不可将杂物或重物放置于上,以免破坏沥青材料的结构形态和质量。
2.3 具体应用
一是表面封层。使用了橡胶、树脂、高分子聚合物等改性后的沥青材料,在道路养护中能够修复、矫正原路面的功能性病害,与原路面粘接在一起,增加一个致密的磨耗层,可有效避免沥青道路出现氧化现象、增大道路表面的抗滑能力并防止积水破坏道路结构层等。通常道路养护中可使用改性沥青或改性乳化沥青等新材料的技术有稀浆封层、微表处、超粘磨耗层、纤维封层、同步碎石封层等。 二是裂缝填封。主要是指对出现裂缝的沥青道路进行封补养护。一般
对于宽度在6㎜以下的裂缝,可利用乳化沥青、改性乳化沥青等新材料在直接灌缝處理,防止雨水、冰雪渗入破坏道路结构。对于6-12.7㎜的裂缝可采用扩缝处理技术进行预防养护。对于发生明显结构性损坏的道路,如坑槽、路面剥落等,要利用乳化沥青、改性乳化沥青与石料拌和后,进行规模性地修复性养护。传统热沥青在处理深度较深的裂缝中可能出现热沥青填料还未到裂缝底部就因温度降低而板结,导致填料无法填充至底部的情况。使用乳化沥青、改性乳化沥青拌和的填料具有更好的流动性,可以有效防止上述现象的发生。
2.4 新材料的优势
2.4.1 乳化沥青、改性乳化沥青等新型冷拌沥青材料在道路养护中因其施工工艺为冷拌冷铺,免去传统沥青的加热环节,缩短了开放交通时间,省去加温成本,有效避免有毒有害物质的释放,减少了施工人员在有害环境中的职业暴露,提高了养护效率。
2.4.2 橡胶沥青、改性沥青(如SBS改性沥青)等新材料与传统普通沥青材料相比具有高耐磨性、高粘附性、高防水性、高稳定性,对行车应力有良好的吸收和分散作用,高温地区抗车辙,低温地区抗开裂,可大大提高道路性能,给出行大众提供一个低噪、舒适的行车环境。
结论:综上,新型沥青材料在道路养护中具有先进的应用优势。因此,在实际的施工中,还应注重其具体应用,做好材料使用的前期准备工作,优化材料配比,并深化对施工技术的研究,按照流程有序实施施工工艺,以有效提升道路使用性能、延长其使用寿命、降低养护成本,在道路养护技术中具有较好的经济性和社会效益。
参考文献:
[1] 王传强.改性沥青新材料在公路道路中的应用[J].绿色环保建材,2019(07):6+9.
[2] 冯向伟.SMA改性沥青混合料在市政道路养护中的应用[J].山西建筑,2020,46(04):91-92.
作者简介:
李钢,云南昆明,职称和学历:初级职称本科学历,研究方向或专业:交通工程.
关键词:新材料;沥青道路;道路养护
前言:目前,随着我国经济的不断发展,道路建设步伐不断加快,对道路质量提提出了新要求,道路养护单位也愈加重视道路的养护工作及高性能高质量材料和相关技术在道路施工中的应用。而与传统普通的沥青材料相比,利用先进技术改进后的新材料能够更好降低养护成本、提高道路性能,因此,应用新型沥青材料进行道路养护以提高道路性能和寿命至关重要。
1新材料简述及沥青道路的养护现状
新材料主要是指在普通沥青材料的基础上,融入一些活性剂或高分子化合物,如胶粉、橡胶树脂、SBS聚合物等来强化材料的性,最终形成新型改性沥青材料。可针对不同路况和病害择机使用这些新型沥青材料对道路进行养护。
这些新材料的应用优势更加明显,主要表现在:一是高温时抗压性强、稳定性强,低温时抗开裂,可提升道路质量;二是具有一定的粘附性,可改善其与集料之间的粘合度,从而减少损伤;三是可延长道路使用寿命,并减少施工人力和养护费用等。
随着对道路质量要求的不断提升,在实际建设中改变了以往“重建设、轻养护”的思想,道路养护成为一项重点工作。目前,我国对于沥青道路的养护主要是根据其工程量规模、道路路面损坏情况、施工技术难易度等开展复原性、补强性、安全性的养护工作。但在实际施工中尚存在为节省成本而采用普通材料或养护技术不到位等现象,使得道路抗车辙、开裂性能不足等问题。这便需要利用新材料对沥青道路进行预防性和修复性养护,提高养护效率。
2新材料在道路养护中的应用分析
2.1 应用前期的准备工作
2.1.1 原材料的准备
在制备道路养护材料前,先要准备好所需的原材料,并根据施工需要确定所选原材料的规格。其中包括:一是粗集料。通常骨料选用玄武岩等硬度高的石料。将大石料进行破碎处理,根据施工工艺确定破碎面、粒径大小,以增强材料的粘附性。二是细集料。通常选用纯度相对较高的天然或人工砂石,如石灰岩机制砂等。三是填充料。一般选择亲水系数小于1 的憎水性石料,并确保石料的清洁度、干燥度和精细度都能满足施工要求。
石料选定后,还要对其进行质量检测,可采用抽检的方式对其矿粉力度、亲水系数、塑性指数、或含泥量等指标进行有效检测,确保符合施工要求,避免影响材料的稳定性[1]。同时,还要清理掉原材料中的杂物杂质,并做好规范保管工作,以充分保障原材料的质量。
制备改性沥青。在普通基质沥青中掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),通过专业改性设备经过溶胀、剪切、发育等环节,制得性能得以改善的沥青结合料,称为改性沥青。如有养护需要,将制得的改性沥青再加入乳化剂进行乳化就可制得改性乳化沥青,此步骤对设备、工艺、生产人员技术要求较高,因其施工工艺为冷拌冷铺,在道路养护实践中有其他材料不可比拟的优势。
2.1.2 材料的配比
原材料选定后,需要进行石料、沥青材料的配比确定。一要根据原料特性、道路气候状况、道路养护工程量等确定石料、沥青材料配制占比。例如,改性SMA-13沥青混合料的最佳油石比可控制在6.1%,其中,HVA高粘剂和SBS改性沥青的配比为93:7、木质素纤维混入量控制在0.3%[2]。二要按照既定配比数据计算相应材料的用量,并将之进行充分拌和处理。三要在拌和过程中严格按照规范要求进行作业,控制好搅拌的力度、温度、时长等,并保持均匀,以防出现“花白料”现象。
拌和结束后,将拌和好的材料进行铺设试验。通常在大规模铺筑前应先进行试验路的铺筑。若石料、沥青材料之间配合比不合适,则需进行二次试验,直至其满足施工要求。
2.2 施工流程
在应用新材料进行道路养护时,需按照材料特性严格按照养护标准和流程采用相应的技术进行施工。其具体应用主要有:
2.2.1 施工准备
首先,准备好质量参数合格的改性沥青等沥青材料,并做好现场施工设备的检修工作,确保养护作业顺利开展和完成。其次,对待养护道路路段进行清扫清洁,避免影响新材料应用性能。而后,在材料的运输上,可通过加盖油布来防止材料表面出现硬化现象,借助在装载物底部涂抹油水混合物的方式以防出现粘结现象等,以保障材料质量。最后,检测道路路面平整度。避免出现集料集中、有裂缝、推移等状况。
2.2.2 摊铺和压实技术
利用改性热沥青材料进行道路养护时要将其进行摊铺和压实操作。在具体施工作业中,一要严格控制温度,确保其在合理范围内。若温度低于140℃时便需即刻停止摊铺作业。二要在合适的天气下进行道路施工养护,避免雨雪天和阴天,以防破坏新材料的粘附性和抗性等。当突发降雨时,施工人员应立即停止操作并对已铺设的材料进行碾压压实。三要均匀控制摊铺速度和摊铺频次,以保障道路的平整度。四要在施工中合理控制摊铺车辆和运输车辆之间的距离,促使能够连续完成新材料的摊铺作业。五要在摊铺结束后要将材料进行压实,保护好未经压实的沥青道路路段,不可将杂物或重物放置于上,以免破坏沥青材料的结构形态和质量。
2.3 具体应用
一是表面封层。使用了橡胶、树脂、高分子聚合物等改性后的沥青材料,在道路养护中能够修复、矫正原路面的功能性病害,与原路面粘接在一起,增加一个致密的磨耗层,可有效避免沥青道路出现氧化现象、增大道路表面的抗滑能力并防止积水破坏道路结构层等。通常道路养护中可使用改性沥青或改性乳化沥青等新材料的技术有稀浆封层、微表处、超粘磨耗层、纤维封层、同步碎石封层等。 二是裂缝填封。主要是指对出现裂缝的沥青道路进行封补养护。一般
对于宽度在6㎜以下的裂缝,可利用乳化沥青、改性乳化沥青等新材料在直接灌缝處理,防止雨水、冰雪渗入破坏道路结构。对于6-12.7㎜的裂缝可采用扩缝处理技术进行预防养护。对于发生明显结构性损坏的道路,如坑槽、路面剥落等,要利用乳化沥青、改性乳化沥青与石料拌和后,进行规模性地修复性养护。传统热沥青在处理深度较深的裂缝中可能出现热沥青填料还未到裂缝底部就因温度降低而板结,导致填料无法填充至底部的情况。使用乳化沥青、改性乳化沥青拌和的填料具有更好的流动性,可以有效防止上述现象的发生。
2.4 新材料的优势
2.4.1 乳化沥青、改性乳化沥青等新型冷拌沥青材料在道路养护中因其施工工艺为冷拌冷铺,免去传统沥青的加热环节,缩短了开放交通时间,省去加温成本,有效避免有毒有害物质的释放,减少了施工人员在有害环境中的职业暴露,提高了养护效率。
2.4.2 橡胶沥青、改性沥青(如SBS改性沥青)等新材料与传统普通沥青材料相比具有高耐磨性、高粘附性、高防水性、高稳定性,对行车应力有良好的吸收和分散作用,高温地区抗车辙,低温地区抗开裂,可大大提高道路性能,给出行大众提供一个低噪、舒适的行车环境。
结论:综上,新型沥青材料在道路养护中具有先进的应用优势。因此,在实际的施工中,还应注重其具体应用,做好材料使用的前期准备工作,优化材料配比,并深化对施工技术的研究,按照流程有序实施施工工艺,以有效提升道路使用性能、延长其使用寿命、降低养护成本,在道路养护技术中具有较好的经济性和社会效益。
参考文献:
[1] 王传强.改性沥青新材料在公路道路中的应用[J].绿色环保建材,2019(07):6+9.
[2] 冯向伟.SMA改性沥青混合料在市政道路养护中的应用[J].山西建筑,2020,46(04):91-92.
作者简介:
李钢,云南昆明,职称和学历:初级职称本科学历,研究方向或专业:交通工程.