沥青混凝土在公路路面施工中的应用研究

时间:2022-05-12 12:36:59

沥青混凝土在公路路面施工中的应用研究

【摘要】沥青混凝土是一种抗裂性能、抗冲击性能以及耐磨性能非常好的材料,近些年来被广泛的应用于公路路面施工的过程之中,这种材料有效提高了公路路面的质量和寿命,大大的缓解了交通行业的压力。同时沥青混凝土还克服了以往柏油材料对身体会产生不良影响的弊端,更好的保证了行人的健康。本文通过介绍沥青混凝土材料的以及沥青混凝土的制备,还有在路面施工过程中的施工要求,希望让大家对这种材料的认识进一步深入。

【关键词】沥青混凝土;公路路面;制备工艺;施工

在经济进步的同时,我国的交通事业也取得了巨大的成就,尤其是近两年村村通公路的政策进一步的加快了我国的公路化产业的进程。交通事业的发展使得道路上的车辆载荷密度不断增大,公路所承受的压力也随之上升,这种情况就很容易导致公路的使用寿命缩短,或者是公路容易产生损害从而给行车安全带来一定的威胁。我国传统中使用的以柏油为材料铺设马路的方法在交通不是非常发达的时代有一定的优势,但是随着交通行业的发展,柏油材料的弊端逐步显现。容易损伤,寿命较短,抗拉抗剪以及抗裂和耐磨能力差,还有对人体的健康有一定的危害,这些弊端使得柏油材料铺设公路的方式被抛弃,开始选用新型的沥青混凝土材料对公路路面进行铺设。和柏油材料相比具有更好的耐拉、防裂和使用年限较长的特点,并且在一定程度上加强了路面的韧性与抗冲击性,有效地简化铺设工艺,缩短工程周期。所以这种材料在路面铺设的实际过程中逐渐被人们所接受。下面就针对不同种类的沥青混凝土以及其制备施工的过程进行阐述。

一、沥青混凝土材料的分类以及介绍

根据所用结合材料的不同,沥青混凝土可以具体的分为两大类:石油沥青以及煤沥青。根据沥青混凝土中所使用的集料的品种又可以将其分为碎石、砾石、砂石以及矿渣四种,在这四种材料中碎石是最为常见的一种沥青混凝土的种类。同此还可以依照混合料的最大颗粒的将其分为四种:粗粒、中粒、细粒以及沙粒。另外也可以根据混合料的密实程度将其划为密级配、半开级配和开级配三种情况,这三种级别的沥青混凝土材料中以密级配最为耐用,强度最高整体效果也最好。各国在进行公路路面铺设的实际过程中,对于沥青混凝土的选择与使用标准制定了不同的规范。以我国为例,针对沥青混凝土铺设路面的方法,我国制定了热拌热铺沥青混合料技术规范。规范中指出孔隙率低于百分之十的材料被划分为沥青混凝土,而孔隙率高于百分之十的被称为沥青碎石。其中沥青混凝土又可以进一步的细分为两种:密级配和半开级配,而开级配的材料则被归为沥青碎石。

通过将沥青混凝土细致合理的划分为不同的层次与种类,能够更加有效地帮助了解每一种沥青混凝土材料的特性以及优点和劣势,从而更好地为公路路面的铺设提供借鉴与选择。

二、沥青混凝土材料的强度以及性质

沥青混凝土材料和传统的柏油材料相比,其轻度有了明显的改善。沥青混凝土材料的强度主要表现在两个方面:沥青和矿粉所形成的混合胶结料的粘结力强度,以及混合料颗粒之间的摩擦力与锁结力[1]。

由于沥青混凝土材料之中的矿粉颗粒较细,颗粒半径一般小于0.075mm,这种情况就使得矿粉颗粒拥有了巨大的表面积,从而使沥青材料更容易形成薄膜,因此极大程度上提高了沥青混凝土材料的粘结力强度和温度的稳定性。对于沥青混凝土材料的摩擦力和锁结力来说,主要是通过粗集料颗粒之间的摩擦而产生的,沥青混合料粗集料之间的摩擦较大,所以具有比较高的锁结力。

为了有效加强沥青混凝土材料的锁结力和粘结力,在进行路面铺设时一定要进行科学合理的比较,选择成本较低但性能较好的材料。我国现阶段对于沥青混合料的选择一般是通过经验曲线中的各种矿料的级配范围来选择合适的沥青混凝土材料。

三、路面施工所用沥青混凝土的制备工艺

沥青混凝土的制备工艺根据具体的施工环境和施工线路的长短,以及所要制备的混合料的规格与种类可采用不同的方法,选择争取合适的方法会极大提高混合料的性质和功能强度,相反如果采用错误的方法进行配料就会使其性能大打折扣,进而影响路面铺设的质量。我国目前所采用的沥青混凝土的制备方法可以分为两种:热拌工艺和冷拌工艺。

热拌工艺的混合料的制备地点应选在固定的地址进行集中的制备,通常情况下是选择在机械设备比较齐全的固定式热拌厂中进行。热拌工艺的方式在于效率较高,在进行长距离路面铺设的过程中可以选择这种方式进行铺设。而相对于热拌工艺来说,冷拌工艺的施工地点比较的灵活既可以进行集中地搅拌制备同时也可以在施工场地就地进行搅拌,这种特点就决定了在日常的生产实际中对于冷拌工艺的使用更加的广泛。

热搅拌厂是进行热搅拌工艺时通常会选择的地点,热搅拌厂中应该具有完善的机械搅拌设备才能更好的进行热搅拌,其中沥青加热锅、砂石贮存处、矿粉库、加热滚筒、拌和机及称量设备、蒸汽锅炉、沥青泵及管道、除尘设施等设备是必须的[2],一些要求较高的工程还会需要重新分筛和贮存设备。这些设备可以提高混合料的制备效率同时也能保证混合料的质量。在进行混合料的制备过程中经常还会用到拌和机。拌和机具体可以划分为两种:连续式和分批式。

在以往的制备工艺中所采用的方法都是将砂石料烘干加热之后与热沥青和冷矿粉进行搅拌,随着工艺的不断改进,在进行路面铺设时开始先用沥青拌好湿集料,然后加热搅拌的方法。新的方法可以在一定程度上解决拌料过程中的烟尘和飞灰问题,有效地保护环境,但是这种方法可能会在沥青混凝土中残留水分从而影响路面的寿命。所以在采用新的制备工艺时,应该在混合料中加入一定量的沥青抗剥落剂从而提高材料的防水能力。

四、不同类型的沥青混凝土路面的介绍

根据沥青混凝土材料种类和性质的不同所铺设出的路面的效果和特点也有所不同,通过多年的探索沥青混凝土路面的质量和寿命都有了很大的提高。

4.1多碎石沥青混凝土面层

碎石沥青路面是一种性能十分优越的路面类型,这种沥青路面具有较大的摩擦系数和较深的表面构造深度,可以使车辆在路面上更加安全和舒适的行驶。多碎石沥青混合料在制备的过程中以颗粒较大的粗碎石为骨架,并用沥青砂胶对其孔隙进行填充。这种碎石沥青路面既能够保留传统的沥青混凝土路面的孔隙较小和透水性好的优点,又具备较好的抗变形能力,是一种非常创新的路面铺设形式。

4.2 沥青玛蹄脂碎石混合料面层

沥青玛蹄脂碎石混合料路面最先是由德国发明的一种路面的铺设材料,这种方法是以沥青、矿粉和纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料为填充材料,填充在间断级配的矿料骨架之中所形成的一种独特的形式。这种路面铺设的形式具有较高的稳定性和耐久性以及柔韧性。也是目前国际上所普遍采用的一种路面铺设的方式。

除了上述介绍的两种沥青混凝土路面之外还有Superpave沥青混合料、SBS改性沥青混凝土、 热压式沥青混凝土等多种沥青混凝土路面的形式,这些路面 由于铺设的材料不同具有的性质也有很大的不同。

结语:

随着交通事业的发展,对于公路路面的要求也越来越高。沥青混凝土路面是一种非常贴近实际并且施工成本相对较低,寿命相对较长的路面铺设材料,在实际的公路路面铺设中应用十分的广发,所以各个交通部门要不断的加深对于这种材料的认识,从而更好的帮助开展公路的施工建设工作。

参考文献:

[1]马建勇,宋宏才.高模量沥青混凝土在公路沥青路面施工中的应用[J].科技信息.2009,11(23).

[2]宗长洪.钢纤维混凝土在公路路面施工中的应用[N].科技创新导报.2009,12(13).

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