公路维修养护中的新材料和新技术

2013-08-15班翔宇

黑龙江交通科技 2013年5期

班翔宇

(新疆伊犁公路管理局特克斯分局)

1 国外公路维修护养的新材料和新技术

国外的公路的路面的构成大概如下:以土基为最底层，依次往上的是压实的地基、底基层、基层和沥青混凝土面层。大多数国家为了防止车辙的出现，一开始仅仅是增加沥青混凝土面层的厚度，有的达到了60cm，但是仍不能完全保证在高温天气也不会出现车辙的病害。所以他们采取了一种新技术，即在路面的最上层铺筑一薄层水泥混凝土面层，这样就可以形成一层加强的受力板，分散了车轮对路面的压力载荷，极大限度的避免车辙的出现。

除此之外，对于沥青公路路面的裂缝、老化、坑槽等等病害，一些发达国家，像美国、德国、英国等采用了一种预防性护养的新型技术，即在还未发生这些病害的路面上进行行驶质量的监测，根据实际情况采取策略和研发新材料。例如加拿大、日本、和上述三个国家都研发出一种储存式冷铺沥青的修补材料，美国的派克公司就研制一种沥青路面复原剂用来修复路面的使用功能，有些国家也会采用预防性的养护稀浆封层法这种新型技术。值得一提的是法国对公路的修复新技术，他们研究开发出一种新型的沥青罩面技术，不同于上述技术材料，这种技术所采用了具有高弹性且变形率为100mm/min的改性沥青，把这种材料做成哑铃状试件进行拉伸可高达6倍的长度也不会发生断裂。罩面材料的最大颗粒为6mm，铺设的罩面层厚度只在1.5cm和2.5cm之间。在铺筑时，会在路面的底层一层粘曾油，其材料为改性的乳化沥青。这样所构成的沥青砂浆铺筑的路面的纹理深度能达到0.85mm到1.3mm之间，增大了摩擦系数，延长了良性使用时间高达6年以上。

2 我国公路养护的新材料和新技术

2.1 新技术

通常我国对公路路面的处理方法有应力吸收薄层或者粘层油的聚合物使薄层改性处理、热拌沥青混凝土罩面处理、泡沫沥青或乳化沥青对病害路面层进行再生处理、稀浆封层或者石屑罩面封层等等技术。但是近来我国也开发出许多修护路面的新技术。

(1)Cape封层技术

Cape封层技术是基于石屑罩面封层技术再加上稀浆封层的综合全面性的处理技术。这种技术结合了两种常用的封层技术的优点，并且分为单层和多层石屑罩面两种处理方式。这种技术是1950年在南非的Cape省用于新路面的建设，后来用于养护旧路。60年代澳大利亚也出现过这种技术，他们是在基于大骨料的石屑罩面之上铺洒属于阴离子的乳化沥青稀浆进行封层，这样就可以起到提高路面的抗磨损能力，也同时提高了道路行驶的能力。今年这种技术开始应用于我国，它主要的优点是第一，它具有较高的抗摩擦能力，可以使路面的抗磨力高达12～15年。第二，这种技术的封层还具有低噪音、修补沥青公路路面的缝隙，成本低的优势。第三，它具有良好的抗滑性。

(2)夹心式石屑封层技术

顾名思义，这种技术就是在两层石屑封层中一层结合性的新型材料，它也是基于石屑封层再改进的一种技术，只是在封层面先铺上一层相同粒径(一般是4.75mm到9.5mm)的小石屑，在用钢轮碾压封层之后喷撒超出常规用量最多50％的沥青结合材料，在上面重复第一步操作铺筑相同的石屑，但是这层石屑的粒径较小，为2.36mm到4.75mm之间。这种技术可以大大提高路面的防滑性能。

(3)“就地热再生”技术

这是一种预防性技术。这种技术的目的类似于国外发达国家所采用的修护路面的技术。它的主要原理是先对沥青路面进行铣刨、加热等操作，再在铺筑材料中添加固定数量的新沥青、新沥青的混合材料和再生剂等等，经过搅拌、铺层、碾压一系列的加工，达到旧路面的沥青混凝土再生的目的。这种技术分加铺再生和复拌再生两种方式。但是它具有一定的限制因素，“就地热再生”技术只运用于一、二级沥青公路和存在浅层或者轻微损害的高速公路，而且施工的气温条件在10℃以上，再生深度也有着在2.5～6cm的限制。这种技术具有诸多优点:首先，它使旧路面的级配组成得到了修正，而且修复了路面表面的损坏。其次，能把施工时对正常交通的影响降到最小化。再者，利用了原本的沥青路面进行再生，较少了运输的成本。最后，对路面的路拱、横坡和纵断面有良好的改善作用。

(4)喷射式路面修补技术

这种技术利用喷射式路面修补机，喷撒加热后的乳化沥青，用来修补、粘合路面的裂缝和坑槽。这种技术简单，对交通妨碍性小。

2.2 新材料

(1)聚合物面层的应用

这种新材料主要是用于重建和修复混凝土面。这种材料多用于由除冰剂能引起钢筋混凝土产生电化腐蚀，具有减少抑制化学药品、交通载荷和碳化作用导致的腐蚀、磨损混凝土面等情况。聚合物面层具有良好的柔韧性，这是因为这种材料中有固体的环氧物质，它提供了聚合物基的耐久特性和高强的基层粘合力的性能指标。所以这种新型材料大大提高了公路的各项使用性能。

(2)沥青改性剂应用

沥青改性研究一直是被世界各国格外重视的研究项目。其目的是为了有效的延长公路的使用时间、节省维护开销和提高沥青路面温度和湿度的稳定性。沥青改性剂一般是面向塑料和橡胶方面的，其中橡胶改性剂较为常用。而效果最好的纤维改性剂早期是出现于德国的，我国浙江大学今年来对其反复研究后得到一种新型且具有高能效的复合纤维沥青改性剂。经实践，复合纤维沥青改性剂相比基沥青，其改性后沥青的针入度减少了一个等级，软化点也有明显的提高，而且改性后的沥青的热稳定性得到了提高，病害损失量也大大减少。

(3)扩张网

这是一种建筑的新型材料。其原理是在一整张钢板上挑选具有最合适承受力和空隙，但是最少量的钢材，然后经过精密切割和扩张制成。这种新型材料多应用在混凝土基层和水泥混凝土补强、道路铺设等，这是因为它具有与水泥混凝土的高强的结合力，还可以起到防裂和防震的效果。由于扩张网具有较高的整体性，所以可以有效的传递其表面集中力，使公路的使用寿命得到有效的延长。