沥青路面工程新材料

道路工程中几种新技术新材料的应用探讨

摘要：近年来，公路工程的建设速度不断加快，而随着道路结构质量检测水平的不断提高，对于公路建设标准呈现出了更高的要求，为了能够有效保障公路工程建设质量，在道路工程施工过程当中，结合了全新的技术材料，促使道路性能与质量呈现出了质的飞跃，而在道路工程当中，新技术与新材料的应用应当不断探索分析，从而追求更加完善科学的施工方式，保障各种不同材料技术的应用，能够符合我国针对于道路工程建设所提出的规范要求。

关键词：道路工程；新材料；新技术；应用

引言：在城市道路工程建设过程当中，不断涌现新技术与新材料，尤其是针对于城市的发展建设来讲，重点道路工程应用诸多例如路用工程纤维、玻璃纤维格栅等新材料、新技术，为工程建设提供了更为有效的助力，而面对着诸多繁杂的新技术材料，必须全面掌握其应用特点与施工技术，才能够有效保障工程质量在科学的指导下不断优化，因此，本文将基于在道路工程当中常见使用的几种新技术与新材料进行阐述，从而为道路工程建设提供参考。

1 DCPET（路用工程纤维）

1.1新材料探讨

我国大多数道路工程多使用沥青混凝土路面，这样的路面最高使用年限约为15年，而实际上，在长时间的使用过程当中，大多数道路工程路面尚未达到使用年限时已产生破损问题。一般情况下，大约在3~5年就需要对道路工程进行修整，甚至年限更短就需要对沥青混凝土路面进行修补，导致这一问题产生的原因主要是由于近年来交通流量的增大，车辆重载并且道路工程自身的施工质量存在问题，使用不合格的路用材料所导致的。通过调查研究发现，道路工程路面破损，其主要原因是由于道路结构自身质量水平相对较低，传统沥青混凝土路面由矿粉、碎石以及沥青混合搅拌而成，而碎石作为松散材料，在搅拌过程当中，即使能够加入沥青进行胶结，但是其自身在形成版体后，在雨水天气等潮湿环境影响下，遇水浸湿促使颗粒之间在外部重力荷载下极易发生胶质断裂，导致碎石之间松散破裂，从而促使沥青混凝土路面产生破损裂缝[1]。而沥青胶质结构在低温遇水情况下，同样也会导致自身的抗剪切与抗拉力降低，因此，在新时期构建道路工程当中，使用DCPET工程纤维新材料，能够保障路面抗剪强度有效增高，这种路用工程纤维主要就是针对沥青混凝土路面强度提高所研制的。DCPET路用工程纤维选用高分子聚酯类材料，经过独特生产工艺纺织编造制成单丝纤维，直径约为0.02mm，其自身具有超长拉伸能力，经过特殊工艺增加化学表面涂剂，促使这种工程纤维自身弹性模量相对较高，具有易分散、耐高温、抗变形、抗拉强度高等优点，在沥青混凝土路面，施工过程当中添加路用工程纤维，能够有效增加路面筋性，促使道路使用寿命有有效延长。

科技信息　０建筑与工程０　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２００７年第２３期　

新材料在山东高速公路沥青路面维修中的应用　

刘长溪　（山东省路桥集团有限公司　山东济南２６００００）　摘要：本文通过对沥青大碎石（ＬＳＭ）、沥青玛蹄脂碎石（ｓＭＡ）及ＳＢＳ防水层在沥青路面养护维修施工中的应用，重点阐述改性沥青及其成　品的应用及效果。　关键词：改性沥青；应用：效果　随着公路运输量的日益增长和运输的重型化发展．高等级公路沥　青路面损害日趋严重。不断提高公路服务质量，加快新材料在公路维　修养护中的开发与应用显得尤为重要。通过在济青、京福、潍莱等几条　高速公路的大修中进行试验验证，总结出了沥青大碎石（ＬＳＭ）、沥青　玛蹄脂碎石（ＳＭＡ）、ＳＢＳ防水层的施工经验。本文就这些新材料在施　工中的应用情况提出其适用前提及质量控制措施。　１．沥青大碎石（ＬＳＭ）的应用　大碎石沥青混合料（ＬＳＭ）是一种新型的沥青混合料，通常由较大　粒径（２５ｍｍ－６２ｍｍ）的单粒径集料和一定量的细集料组成。由于大碎　石沥青混合料（ＬＳＭ）路面的整体稳定性好，能够承受重交通条件下荷　载的作用并且高温稳定性等方面表现出良好的特性．因此得到许多发　达国家道路工作者的重视。　作为柔性基层的沥青大碎石混合料属于散体结构．不传递拉应力　和拉应变且柔性基层本身总处于三向受压的受力状态．这种受力特点　设其能够充分吸收下层裂缝释放的应变能，从而达到防裂效果。在半　刚性基层和沥青面层之问加入柔性基层时，柔性基层的隔离作用大大　改善了半刚性下卧层的温度、湿度状况．减小了半刚性基层的温度变　化、温度梯度和湿度变化。从而减轻了半刚性基层的温缩和于缩现象。　沥青大碎石混合料可以分成密级配沥青大碎石混合料和开级配　沥青大碎石混合料。通常密级配ＬＳＭ的空隙率控制在４％～７％，单粒　径的粗骨料要比一般传统的连续密级配沥青混合料要多，其优点是稳　定性和耐久性好。开级配ＬｓＭ是一种间断级配沥青混合料，通常由单　粒径碎石和一定量的细集料组成，一般不需要添加矿粉。开级配大碎　石沥青混合料压实以后空隙率一般控制在１５％～２０％，与欧洲的透水　路面相似。对于开级配ＬＳＭ其具有普通大碎石混合料稳定性好的优　点外，还具有减少反射裂缝的特性，因此特别适用于旧路的改造。普通　沥青的开级配ＬＳＭ由于沥青膜较薄．空隙率较大，其抗老化能力略　差。为了提高开级配大碎石沥青混合料的耐久性，有效的办法是提高　沥青膜的厚度。但是普通沥青具有较厚沥青膜时将会产生析漏现象，　如果采用高温稳定性优良的ＭＡＣ沥青．则可以得到较厚的沥青膜厚　度而在高温状态下不发生析漏现象。　根据ＬＳＭ的特性．我们针对工程的实际情况．在２００２年的京福　高速（德齐段）大修工程和一０四国道改造工程中分别采用密级配　【５Ｍ和开级配【５Ｍ进行柔性基层的施工。　京福高速公路德州至齐河段交通流量大，重型车辆占有相当大的　比例．这就对道路造成了很大的破坏。原有路面结构由上至下分别为：　４ｃｍ上面层（抗滑表层）、５ｃｍ中面层和６ｃｍ下面层组成的沥青路面，　下封层．２６ｃｍ（１３ｃｍ＋１３ｃｍ）水泥稳定碎石基层和２８ｃｍ底基层。这种路　面结构在重型车辆的反复作用下．水泥稳定碎石上基层很快被压坏，　产生很多细小的裂缝（严重的在路面表层会产生反射裂缝），由于路面　表层水下渗，到达破损的半刚性基层上。水泥稳定碎石在重载和水的　作用下．产生水稳破坏，层间水带着水泥浆，通过毛细作用向上到达沥　毒混　土的孔隙中，逐渐使沥青路面中的粗细粒料分离，产生结构破　坏，在外力的作用下，沥青混凝土向两侧发生推移，形成车辙或者拥　包。要消除病害，首先要改善基层的承载能力，同时在解决层问水对路　面的破坏。为了增加路面的承载力．减少半刚性基层在重载作用下发　生断裂产生的裂缝和水泥小颗粒．经过我公司与科研部门的共同试　验，认为将１３ｅｍ水泥稳定碎石上基层替换为相同厚度的粗粒式沥青　混凝土将会产生良好的效果．最后确定采用ｌｓｍ一３０密级配大碎石沥　青混凝土。　现结合京福路德齐段路面维修工程和一０四国道改造工程的施　工，介绍一下在沥青大碎石施工过程中的质量控制。　材料性能：　大碎石沥青混合料其粗集料颗粒形状良好，细集料棱角性必须大　于４２％。细长及扁平颗粒含量不应超过１５％，集料压碎值应不大于　２Ｏ％，细集料沙当量值不小于６５％，其他指标应满足《公路沥青路面施　工技术规范》中对热拌沥青混合料集料的要求。　为了提高沥青混合料的抗水损害能力，填充料采用于燥的２５％消　石灰粉或生石灰粉。　为了提高大碎石沥青混合料的耐久性，混合料采用的沥青胶结料　为重交ＡＨ一７Ｏ沥青。　混合料质量控制：　对于大碎石沥青混合料现场压实度控制采用空隙率进行控制，从　路面取芯样以二次封蜡法进行测试。混合料最大理论密度以每天实测　为准，测试按照“路面沥青混合料最大相对密度试验（真空法）（Ｔ０７１ｌ一　９３）”进行：另外还需要通过压实遍数来进行压实控制。由于现场压实　与室内击实存在差别以及现场乳化沥青封层和石屑的上浮造成混合　料底部比较密实也影响了空隙率，综合考虑各种因素，密级配ＬｓＭ空　隙率的平均值为４％～７％，开级配【ｓＭ空隙率以控制在不小于１３％。　对于混合料质量控制，以每天分别从拌和站和摊铺现场取样进行　抽提和筛分试验．每天至少两次，每次取样不少于４Ｋｇ。　由于大碎石混合料的最大粒径为３７．５ｍｍ，为了保证混合料能够　形成骨架结构并且在压实过程中降低石料的压碎情况，混合料的铺筑　厚度不能太薄．根据混合料的压实和铺筑原则确定混合料的最小压实　厚度为１２ｃｍ。　混合料施工：　拌和站混合料的出场温度为１６５—１７５℃，废弃温度为１９Ｏ℃。为了　更好的防止混合料的离析，拌和站在运输车中放料时应当先两头后中　间．混合料在运输过程中应当覆盖以保持温度。为了防止混合料中的　细集料粘结在料车底部或周壁并积聚，最后倒人摊铺机而在路面形成　油斑．料车在每天装料前应适当涂抹油水混合物，同时在摊铺过程中　也应当注意细料的积聚并清除。运输过程中应尽量避免急刹车，以减　少混合料的离析。　混合料的摊铺应保持合理的速度，根据拌和站的拌和能力进行合　理调整．一半不得大于３．５ｍ／ｍｉｎ，摊铺机在摊铺过程中不允许停机待　料．摊铺机绞笼中混合料不得少于２／３。　由于大碎石沥青混合料是一种完整的粗骨料骨架结构，施工时既　要保证形成骨架结构达到压实度，又要防止过碾而导致骨架棱角的破　坏．混合料压实须采用较大吨位的振动压路机和胶轮压路机。基本配　备如下：　１１—１３吨双轮振动压路机　２台　２Ｏ一３Ｏ吨胶轮压路机　２台　７—１１吨钢轮压路机　１台　通常轮胎压路机的轮胎压力大约为５５２—６２１Ｋｐａ或更大，每轮胎　至少在１２７０—２０４１Ｋｇ。　根据试验，初压时温度应控制在１４５～１５５℃。压路机应紧跟摊铺　机．并在压实过程中不得急转弯，振动压路机应尽可能减少洒水量，保　持合理的压实速度。为保证压实过程中不出现沾轮现象，振动压路机　水箱中应加入少量的洗衣粉等表面活性剂。轮胎压路机尽量不要洒　水．可以在压实过程中适量喷洒活涂抹油水混合物并以不粘轮为原　则．即等到轮胎温度升高后不再粘轮时就不需要继续喷洒了。　混合料摊铺以后振动压路机即可进行跟踪碾压。压实速度３—　５Ｋｍ／ｈ．为防止过分振动振碎粗骨料，需采用合理的振动频率与振幅，　以ＤＤ１３０为例。应采用高频低幅１档进行压实。洒水装置进行间断洒　

毕 业 论 文 (设 计) 开 题 报 告

论题方向： 道路工程 专业： 土木工程

学 号： 201103918775 姓名： 杨庆生

毕业设计(论文)题目：山区公路沥青路面养护新材料研究与应用

一、研究的背景和意义

随着交通量及重车的增加，路面等级的提高，普通稀浆封层的胶结料单纯依靠普通沥青，已经无法满足面层技术要求,因此开发研究性能优良的养护新材料具有重要意义。

山区公路由于地形复杂，弯道多，坡路多，经常出现弯急坡陡的险段，而且还因山区气候阴湿，经常遭受雨水的冲刷，使山区公路经常出现病害,一旦发生病害，必须尽早修复，否则极易影响行车安全,所以必须对路面进行养护。在我省养护的主要方法是采用普通稀浆封层技术，但是普通稀浆封层早期强度低、成型时间长，耐久性和粘结力相对偏差，使用范围受到限制，本文主要研究和探讨针对山区公路沥青路面养护新材料的研究和应用。本文对高性能改性乳化沥青的生产和性能进行了具体阐述，主要对改性乳化沥青高温弹性、粘结性及低温延展性等方面进行了研究；同时，对改性沥青的温度塑性、软化点、与矿料的粘附性、抗老化性能等方面进行了研究，通过经济分析验证了生产和应用改性乳化沥青的可行性。本文还对SBS改性沥青进行了详细的分析，通过试验分析可看出，虹源SBS改性沥青良好的高温稳定性与水稳定性与虹源SBS改性沥青优良的高温性能及强粘结力密不可分；同时，从改性沥青混合料低温劈裂试验结果直接反映出SBS改性沥青极好的低温延展性、粘韧性及其与矿料间极强的粘结强度。本文还对冷补混合料进行了研究，经室内试验检验，虹源公司生产的冷补材料的各项指标均符合公司提供的冷补材料的规格要求，此材料无异味，对施工环境不会造成污染。本文详细的介绍了山区沥青路面养护新材料的应用及施工质量的检测方法，还对改性沥青路面施工人员素质进行了说明。

浅谈SMA沥青路面施工及注意事项

摘要：结合改性沥青玛蹄脂碎石（SMA）在G206国道贾汪段大中修工程沥青混凝土路面工程中的应用实例，讨论了SMA路面的配合比设计、施工工艺和质量控制的方法。

关键词：SMA;配合比设计；质量控制

沥青玛蹄脂碎石（SMA）是近年来在国际上出现的一种非常引人注目的新型热拌沥青混合料，SMA路面粗集料之间相互嵌挤，玛蹄脂适当填充间断级配粗集料骨架间隙，保持了良好的骨架又不透水，具有较好的高温抗车辙性能、低温抗裂、抗滑、耐久性和水稳定性。

为了促进改性沥清和SMA结构在我市的推广应用，在G206国道贾汪段大中修工程上面层采用4cm厚的改型沥青SMA-13结构，作者在该试验路段SMA的工程实践中作了一些尝试和探索，下面结合改性沥青SMA-13浅谈对SMA的认识。

1、SMA原材料

沥青采用SBS改性沥青，实测沥青各项技术指标如表1

表1 改性沥青技术指标

沥青品种 25℃针入度（0.1mm） 延度（cm） 软化点（5℃） 薄膜加热试验

5℃ 15℃ 针入度比（%） 5℃延度

SBS 改性 70 39 81.9 78 76 25

纤维采用北京捷路斯新材料有限公司JLS-SMA-I木质素纤维，纤维各项指标如表2，掺加用量为混合料总量的0.3%。

表2木质素纤维质量检测结果

纤维长度 灰分含量 PH值 吸油率 含水率 比重

小于6mm 14.5% 8.06 5.6倍 3.3% 1.5g/cm3

粗、细集料均采用徐州吴桥产辉绿岩，粗集料压碎值为11.2%，针片状含量4.3%,细集料砂当量82%，各种矿料和矿粉的密度及筛分结果见表3、表4

表3集料密度测试结果

材料 1# 2# 3# 4# 矿粉

表观相对密度 2.892 2.820 2.919 2.933 2.722

毛体积相对密度 / / 2.829 2.869 /

平均相对密度 2.892 2.820 2.874 2.901 2.722