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道路路面材料发展现状及趋势

摘要:随着社会的不断发展,为了适应新的路面需要,市场上新的路面层出不穷。本文主要对土石路面、沥青路面、水泥混凝土路面的发展现状分析,并对未来路面材料的发展趋势做出了展望。 

  一、前言 

  当前,随着公路交通运输范畴的不断加大,这对路面的使用性能也有了更高的要求。文中根据路面材料的不同对土石路面、沥青路面、水泥混凝土路面的发展现状进行了展望。 

  二、道路路面材料发展现状 

  近年来,公路交通特别是高等级公路建设蓬勃发展,公路的发展对路面的使用品质和功能提出了更高的要求。路面材料的适用性、品质、组成设计以及施工工艺等对路面的使用性能起着决定性的作用。对路面材料的正确认识及了解是合理有效使用路面材料的基本前提。根据所使用路面材料的不同可将路面划分为:土石路面、沥青路面、水泥路面以及新型路面。 

  1、土石路面 

  土是远古人类最早用于筑路的材料,至今仍有不少的土路。这种路面常见于工程施工临时便道或是一些偏远落后的山区。 

  石料路面分碎石路面和砌石路面,其使用材料主要是砂和石料。砂石材料有的是由地壳上层的岩石经风化得到的,如天然砂砾,有的是经人工开采或再经轧制而得到的,如各种不同尺寸的碎石和石屑。砂石材料可以直接用于铺筑路面。在上世纪五六十年代,我国的公路主要是泥结碎石路面。由于生产设备、施工机械的落后,再加上没有发现更好的用于道路的材料,石料就是当时最基本的材料。其中泥结碎石路面主要用于行车道路,而砌石路面则常用在城镇街道等。 

  2、沥青路面 

  人们使用沥青的历史由来已久。近十几年来,随着公路等级的不断提高,交通量的不断增加,对沥青材料提出了更高的要求,于是出现了各种改性沥青,如材料中掺入了橡胶、树脂、硫磺及其它高聚物等。 

  沥青路面经过长期的发展,其种类、铺筑工艺、使用性能不断被拓展和改善,已成为目前世界高等级公路中的主要路面结构。沥青路面能占有主导地位的原因在于这类路面具有很多优点,如:表面平整、行车舒适、噪音小、有很好的减振性以及旧沥青混合料可再生利用等。 

  虽然沥青路面具有上述的优点,但如果材料组成、施工工艺不当,以及受各种因素的作用,沥青路面面层就会出现高温软化、低温开裂、耐久性差等不良现象。 

  3、水泥混凝土路面 

  公路路面中最常用的无机结合料主要是石灰和水泥。以水泥和水组成的水泥浆体为粘结料的水泥混凝土路面已成为高等级公路的主要路面类型之一。 

  上世纪90年代末期,随着我国改革开放的不断深入,公路建设事业日新月异,处于前所未有的大发展时期。由于修筑黑色路面需要的高质量沥青材料的缺乏,其价格也较高,因此当时水泥混凝土高等级公路发展非常迅猛。加之我国生产水泥的资源丰富,水泥混凝土路面又具有承载力大、养护费用少、寿命长、行车节油等优点,故水泥混凝土路面成为我国主要路面类型之一。 

  三、未来道路路面材料的发展趋势 

  未来道路路面材料应向高性能、多品种和综合利用方向发展,并做到材料与环境的协调,走可持续发展的道路。 

  1、乳化沥青未来发展趋势 

  (1)使用量将越来越大。随着路网的逐渐形成与完善,低等级道路的升级要求,乳化沥青使用量将越来越大:随着环保意识的增强和能源的逐渐紧张,乳化沥青占沥青的比例也将越来越高。 

  (2)使用范围越来越广。乳化沥青的使用,除了新建道路外,更重要的应用领域是预防性养护和矫正性养护。 

  (3)质量越来越高。随着乳化技术、胶体磨技术的不断发展,乳化沥青更趋于专业化,这有利于施工工艺和路面质量的提高。 

  2、改性沥青的发展趋势 

  (1)SBS改性沥青将获得更广泛的应用研究表明,SBS改性的优越性突出表现在具有双向改性作用,也就是使沥青软化点大幅度提高的同时,又使低温延度明显增加,感温性得到很大改善,而且弹性恢复率特别大,所以理论上能极大地提高沥青混合料的整体性能。并且,根据改性沥青混合料的试验、车辙试验的动稳定度、冻融劈裂试验等指标也得出了SBS能大幅度提高沥青混合料性能的结果。由于SBS改性沥青表现出其它改性剂无可比拟的优点,在将来较长的一段时间内国内改性沥青的发展方向应该以SBS作为主要方向。现在,SBS的价格比以前有了大幅度降低,技术也已经成熟,非常有利于在国内广泛推广应用。 

  (2)发展新型的改性剂 

  SBS虽然与已有的改性剂相比具有较大的优势,但随着研究的深入,必将会发现性能更好的改性剂。SEAM就是一种新型的改性剂,其主要成分为硫磺,可制成半球状的颗粒。以其作为改性剂的沥青混合料具有很好的高温稳定性和抗车辙、抗水剥离能力,具有很高的抗酸性和耐久性。在国外一些地区得到了应用。特别是一些温差较大的地区,应用SEAM之后路用性能的改善较为显著,而且实际应用也非常方便。 

  有物理改性作用的废橡胶粉的应用将有更大的发展空间。经济、环保、可持续发展是任何事物发展的必要条件,改性沥青的发展也不例外。废橡胶粉是废旧轮胎加工而成的细颗粒,它的使用是减少这类污染,变废为宝的有效方法。虽然废橡胶粉的改性作用至今还不是很明显,但对其进行长期的研究将有重大的战略意义。 

  3、道路材料总的发展趋势 

  不管是何种材料,用于何种目的,其发展趋势都可以归纳为以下几个方面: 

  (1)传统材料既要改善其性能,又要改善其品种。这里所说的传统材料主要是砂石、石灰、水泥和沥青等。其未来发展趋势是如何更好地发挥各自优势的同时改善其性能相对薄弱的方面,从而扩大其应用范围,在现有的材料品种上开发创新出新的路面材料品种。 

  (2)大力开发复合材料。加大复合材料的开发是今后路面材料发展的又一趋势。在目前科技发展越发成熟的年代,一种完全新兴材料的出现是一件非常困难的事情。然而,将现有的材料进行复合,扬长避短,这不失是一种快捷有效的方法。 

  (3)把生态环境作为引导建筑材料发展的一个重要因素。须注意以下几点: 

  ①材料的绿色制备和生产 

  目前尚有一些材料的制备和生产是以污染环境为代价的,随着时代的进步,其终究是要被淘汰的。材料的绿色制备和生产完全符合时代的要求,是顺应社会发展的体现。 

  ②环境协调材料 

  在我国建设初期,资金、技术完全跟不上的情况下,公路建设中很少考虑与环境协调的问题。然而经过几十年的发展,我国的经济得到了突飞猛进的发展,科学技术也有了长足的进步。在这种情况下,工程建设与环境的协调问题必将作为一个不可缺少的因素进行考虑,开发研究环境协调材料就迫在眉睫了。 

  ③可降解材料 

  它是一种在自然环境下随着时间的推移能够分解为被大自然所能吸收的,并且对环境不会造成任何污染的材料。这种材料的使用对我们的子孙后代无疑是一种福音。 

  ④固体废物利用 

  充分利用工业废渣代替自然资源,利用这些废渣可以解决筑路材料源的困难,降低材料的费用,同时也是对自然资源和环境的一种保护。 

  四、结语 

  综上所述,在高等级公路快速发展的今天,各种高新科技层出不穷,我国道路路面结构将会进一步被强化,相信在不久的将来,我国道路将会涌现出各式各样的路面材料以适应各种各样、形形色色、服务于不同要求的路面。 


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