重点研发方向与关键技术问题
经研究分析,我们将预制沥青路面材料与施工技术、早强半刚性基层修复材料开发及应用技术、基于树脂类混合料的路面快速维修技术、水泥混凝土预制拼装板快速维修技术、路面裂缝粘贴式快速修补技术、快速修复适用范围等作为交通运输部西部交通建设科技项目《沥青路面快速维修技术及装备研发》的主要研发方向。
预制沥青路面材料与施工技术
该项快速修复技术需要研究突破以下关键问题:①地毯式预制沥青路面高性能胶结料研究。研制开发高弹性沥青,改善沥青的温度敏感性,与粗、细集料混合后具有柔性和高弹性可卷起放置,可实现快速现场铺设。②地毯式预制沥青路面混合料组成设计与性能研究。研究适当的试验方法,评价预制成型的沥青铺装层柔性与弹性,使之可以弯曲卷成地毯形放置,评价经过弯曲荷载后的预制铺装层的路用性能,并研究材料组成的设计方法。③地毯式预制沥青铺筑层制备技术研究。设计相应的机械设备,试验地毯式预制沥青路面工厂化的制备技术。④预制沥青路面现场安装铺装设备与施工技术研究。选择合适的工程机械,进行适当改造,研究铺装地毯式预制沥青路面的施工装备。⑤预制沥青路面与—卜承层层间、施丁接缝间的快速联结技术研究。以化学反应粘结加机械构造联结的方法,研究地毯式预制沥青铺装层纵缝、横缝处的快速联结方法。⑥地毯式预制沥青路面结构承载特性研究与耐久性检验。
早强半刚性基层修复材料开发应用技术
该项快速修复技术需要研究突破以下关键技术问题:①复合型早强阻裂剂的研发。研发出水泥稳定丛层专用的、早期增强的复合型早强阻裂剂,研究不同配方对水泥物理力学性能、水泥稳定基层相关性能的影响以及早强阻裂剂的作川机理。②早强抗裂型水泥稳定碎石的材料组成设计。开展早强抗裂型水泥稳定碎石的级配设计研究和复合型早强阻裂剂的掺量优选研究。③早强抗裂型水泥稳定碎石的路用性能研究。基于材料组成设计结构,对比研究普通水泥稳定碎石、掺通用早强剂的水泥稳定碎石以及掺复合型早强阻裂剂的早强抗裂型水泥稳定碎石的各项路刚性能,并确定早强抗裂型水泥稳定碎石的相关设计参数与性能指标。④早强抗裂型水泥稳定碎石快速施工工艺研究。主要包括早强抗裂型水泥稳定碎石的强度延迟与早强形成的匹配研究,早强抗裂型水泥稳定碎石常规修复施工工艺研究,早强抗裂型水泥稳定碎石—沥青混合料一次碾压成型施工工艺研究。⑤早强抗裂型水泥稳定碎石快速施工技术在不同典型区域的示范性应用和检验。
基于树脂类混合料路面快速维修技术
该项快速修复技术需要研究突破以下关键技术问题:①适合道路冷拌使用的树脂类有机结合材料开发。研发配制新型树脂类有机结合材料,进行针对材料性能的配比试验研究,最终形成拥有自主产权的树脂类结合材料产品。②树脂类混合料材料性能研究。系统进行树脂结合混合料或树脂沥青结合混合料的设计试验研究,包括混合料配合比设计、混合料各项力学性能和路用性能研究以及施工和易性的研 究。③树脂类混合料用于快速养护维修的路面结构设计研究。通过力学分析,研究验证其破坏标准和设计标准,并基于我国现行设计体系对树脂类混合料路面结构组合和厚度设计进行研究。④树脂类混合料施工技术及质量检验评定标准研究。根据材料的强度形成机理、环境对强度增长的影响,系统研究并论证其施工关键控制技术,保证施工和易性,形成关键施工技术和质量检验评定标准。⑤树脂类混合料的路面寿命周期经济分析。
水泥混凝土预制拼装板快速维修技术
该项快速修复技术需要研究突破以下关键技术问题:①水泥混凝土预制拼装板在道路养护中的应用领域研究。②预制拼装养护方案设计研究。在预制拼装养护方案设计中,研究最佳养护时机及养护路段的选择策略;研究正常路段、弯道与超高段等特殊路段的预制拼装板几何尺寸设计;开展预制拼装板平面尺寸设计与配筋技术的研究,吊装件预制与养生技术以及预制水泥混凝土路面接缝设置技术和传荷能力的研究。③破坏路面清除工艺研究。针对破坏路面的病害情况,研究合适的切割技术使得清除旧板块时对保留板块影响最少;研究合适的铣刨技术使得原有沥青路面满足预制拼装施工;同时研究相关施工组织管理方法使得旧板或废混合料能够快速运出工作区。④预制拼装施工工艺研究。包括基层快速整平技术研究,预制拼装板吊装精度控制技术研究,交通组织、工作区分配和吊装技术研究。⑤预制拼装施工后处理技术。研究合理的快硬水泥混凝土砂浆和水泥混凝土材料进行导向槽封堵和板底封堵,以保证及时通车。研究对局部区域表面精铣刨技术,以达到理想的平整度。
路面裂缝粘贴式快速修补技术
该项快速修复技术需要研究突破以下关键技术问题:①路用压缝带的性能评价方法及技术要求。针对橡胶沥青密封材料进行锥入度和软化点试验:研究确定流动试验和低温拉伸试验方法,针对压缝带进行流动和低温拉仰试验。②高性能路川压缝带的研发。压缝带的主要原料由橡胶沥青密封材料和纤维材料构成,橡胶沥青密封材料应具有良好的高温稳定性和低温延展性,纤维材料应具有较高的沥青吸附能力和良好的变形能力。此外,需要通过开发合适的添加剂以保证压缝带粘结面的粘结能力。③压缝带产业化设备的开发。开发产业化压缝带生产设备,以保证压缝带的质量稳定性,形成批量生产能力。④裂缝修补技术现场性能研究。进行路面裂缝修补试验路,对比灌缝技术和压缝技术的施丁效率、经济效益和路用性能。
快速修复适用范围的研究
根据路面使用状况和病害调查数据,结合国内外已有的高等级公路路面病害、状况和分级标准,制定针对快速维修路面的病害、状况和分级标准,为快速维修技术的选择提供参考。同时选择西北干旱地区、黄土湿陷地区、东北冰冻地区、南方高温多雨等特殊地区,对路面快速维修技术的应用实施效果进行跟踪评价,确定具体快速维修技术的适应条件。
开展路面快速维修技术研究,形成具有自主知识产权的路面快速维修技术、材料和装备,有助于保障公路基础设施巨额国有资产的安全和投资效益发挥,有利于确保公路结构安全,提高养护效率,延长大中修周期,最大限度满足人民群众安全便捷出行需要,具有广阔的市场需求和推广应用领域。