[分享]刚柔并济——水泥与沥青结合的新思路

时间: 2020-08-01 06:39 阅读:
刚柔并济——水泥与沥青结合的新思路_1
随着交通强国战略的不断深入和国民经济的飞速发展,公路建设作为我国经济建设的重点项目,近年来更是发展迅猛,取得了世界瞩目的辉煌成就。公路建设的快速推进,是促进我国经济发展和区域交流的重要保障。

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目前,我国最常见路面类型可分为两大类,即水泥混凝土路面和沥青混凝土路面。水泥路面是一种刚性路面,温度敏感性低,不易产生变形,因此路面不减振,行车舒适性较差;且由于横缝、纵缝等接缝构造的设计,很难满足降低噪音的要求。沥青路面是一种柔性路面,有一定的弹性和变形能力,对于车辆具有一定的减振作用;但其温度敏感性较高,路面存在孔隙,因此路面易产生裂缝和车辙等路面病害,也易发生水损害。

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可以看出,不管是水泥混凝土路面还是沥青混凝土路面在性能方面上都各有所长,但也都存在不足之处。那么将水泥与沥青两种材料结合起来,能否迸发出不一样的火花,扬长避短,实现路面材料的“刚柔并济”呢?还真有学者对水泥、沥青复合混凝土进行了研究,目前根据材料及工艺的差别,水泥沥青复合混凝土大致可分为三种类型:水泥沥青混凝土、水泥灌浆沥青混凝土和水泥乳化沥青混凝土。

水泥沥青混凝土

水泥沥青混凝土是将水泥砂浆直接掺入热拌沥青混合料中,在100℃左右高温下进行拌和、摊铺、碾压。对水泥沥青混凝土进行试验检测,发现水泥沥青混凝土材料均匀性较好,对静载有较强的承受能力,同时还具有一定的柔性,能够实现刚柔并济的设想。

但很明显,水泥砂浆中含有大量的自由水,直接加入热拌沥青混凝土中砂浆中的水分会迅速蒸发,既容易发生水泥速凝现象,水分侵蚀又降低了沥青的粘附性,导致施工难度加大。

水泥灌浆沥青混凝土

水泥灌浆沥青混凝土的工艺流程,首先是成型开级配大孔隙沥青混合料,再灌入水泥浆振动成型形成骨架,实现水泥与沥青的结合。这种方法已经进行了部分的应用推广,如现阶段日本的许多高速公路收费站、停车场、加油站、爬坡路段等都采用了水泥灌浆沥青混凝土铺装。这种材料抗变形能力强,具有较好的高温稳定性和低温抗裂性,但同样施工难度较大。

水泥乳化沥青混凝土

这种方式是将水泥、乳化沥青共同作为胶结料进行拌和,与普通水泥混凝土相比提高了柔性,与乳化沥青混合料相比提高了强度及刚性,兼有水泥混凝土和沥青混凝土的优点。乳化沥青破乳后产生的水反而有利于水泥的水化,平衡了沥青“憎水”和水泥水化“需水”的矛盾。这种复合材料目前在道路中应用相对较多,除此之外,在我国高铁的板式无砟轨道中,它也常作为道床材料出现在大家的视野中。

刚柔并济——水泥与沥青结合的新思路_4

总体来看,将沥青与水泥结合,能充分发挥刚柔并济的优势,不失为一种路面材料设计的新思路。然而当前,水泥沥青复合混凝土的施工难度依然较大,相信随着未来科技的进步和技术的发展,水泥沥青混凝土复合材料会有更广阔的应用前景。
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