新型材料在道路机场与桥隧工程中的应用与发展趋势.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2024 年 01 月 06 日 作者简介:赵玉新(1989),男,汉族,山东济南人,本科,山东华野路桥工程有限公司,研究方向为道路机场与桥隧工程。-202-新型材料在道路机场与桥隧工程中的应用与发展趋势 赵玉新 山东华野路桥工程有限公司,山东 济南 250200 摘要:摘要:本文主要介绍了新型材料在道路、机场和桥隧工程中的应用和发展趋势。针对不同的工程需求,新型材料被广泛应用于路面材料、防水材料、路基加固材料、跑道材料、停机坪材料、机场照明材料、机场安全防护材料、桥梁结构材料、隧道防水材料、隧道防火材料以及隧道支护材料等领域。未来,新型材料的应用将朝着
2、绿色环保、高性能复合材料、智能化与数字化材料以及创新技术与材料的融合发展等方向发展。关键词:关键词:新型材料;道路工程;机场工程;桥隧工程;发展趋势 中图分类号:中图分类号:U415 0 引言 道路、机场和桥隧工程是国家基础设施建设的重要组成部分,其建设与质量关系着国家经济和人民生活的发展。传统的材料已经无法满足越来越高的工程要求,新型材料可以在提高工程质量的同时,达到节能环保、增加使用寿命等效果。因此,研究新型材料在道路、机场和桥隧工程中的应用和发展趋势,对工程建设和国家经济发展具有重要意义。1 新型材料在道路工程中的应用 1.1 新型沥青路面材料的应用(1)高强度沥青混合料在高速公路路面的
3、应用 高强度沥青混合料(High-Performance Asphalt Mixture,HPAM)具有很多其优点,比方说,像是降低路面噪音、减少路面维护和修复成本等都包含在内。并且,其适用于高速公路、城市道路和机场道路等多种道路类型。(2)高温稳定剂改性沥青混合料在高温地区路面的应用 在炎热的高温地区,路面易出现龟裂和损坏。为了解决这个问题,研究人员开发出了高温稳定剂改性沥青混合料(High-Temperature Stability Modifier,HTSM)来提高路面的耐高温性能。HTSM 主要成分为聚合物和微细颗粒材料,可以有效减少路面龟裂和损坏,延长路面寿命。1.2 新型水泥混凝土
4、路面材料的应用(1)高性能混凝土路面材料在机场道路的应用 高 性 能 混 凝 土 路 面 材 料(High-Performance Concrete Pavement,HPCP)的高强度、高耐久性等优点十分突出。因此,在机场道路上使用 HPCP 可以提高路面的耐磨性和抗载荷能力,使得路面使用的时间更长。(2)矿渣水泥混凝土路面材料在城市道路的应用 矿渣水泥混凝土路面材料(Slag Cement Concrete Pavement,SCCP)是一种环保型路面材料,由水泥、矿渣和石料等原材料混合而成,在城市道路、商业广场和停车场等场所都可以看到它的身影。1.3 新型防水材料的应用(1)高分子防水材
5、料在桥梁防水工程中的应用 高 分 子 防 水 材 料(Polymer Waterproofing Material,PWM)包含聚合物基材和特殊添加剂,耐化学腐蚀等性能较为优良,因此,在桥梁防水工程中有着较多的使用次数。(2)高分子改性沥青防水卷材在隧道防水工程中的应用 高分子改性沥青防水卷材(Polymer Modified Asphalt Waterproofing Membrane,PMA)具备优质的柔性和抗裂性能,可以提高防水效果,降低维护成本。1.4 新型路基加固材料的应用(1)高分子树脂路基加固材料在软土地区的路基加固中的应用 高分子树脂路基加固材料(Polymer Resin S
6、oil Stabilizer,PRSS)对于提高路基稳定性和承载能力有非常大的帮助,同时,可以加强软土和黏土等路基中国科技期刊数据库 工业 A-203-材料的强度和稳定性,进一步提高路面承载能力。(2)高分子土工格栅路基加固材料在高速公路路基加固中的应用 高分子土工格栅路基加固材料(Polymer Geogrid Soil Stabilizer,PGSS)有助于增强路基的承载能力和抗变形性能,使得路面的稳定性和耐久性更经得起实践的考验。2 新型材料在机场工程中的应用 2.1 新型跑道材料的应用 2.1.1 高强度水泥路面材料在机场跑道的应用 高强度水泥路面材料(High-Strength Ce
7、ment Concrete Pavement,HSCCP)采用特殊配方和材料,使得混凝土具有更高的抗压强度和抗疲劳性能。这种材料能够承受飞机起降带来的巨大荷载和频繁的应力加载,提供稳定的路面结构,避免由于临时荷载和气候变化引起的龟裂和损坏。同时,这一类型材料具有非常理想的耐久性能。它能够抵抗紫外线辐射、化学腐蚀和温度变化等因素的侵蚀,保持路面的平整度和稳定性。此外,其能够提供更好的跑道承载能力。具体来说,它具有较高的刚度和稳定性,能够分散和承受飞机的荷载,减少沉陷和变形的风险。这对于大型飞机和高强度起降需求的机场来说尤为重要,可以确保跑道的安全性和可靠性。2.1.2 聚氨酯弹性材料在机场跑道的
8、应用 聚 氨 酯 弹 性 材 料(Polyurethane Elastic Material,PEM)以其良好的弹性性能,能够吸收和分散飞机起降时的冲击力。跑道表面采用聚氨酯弹性层能够减少飞机和轮胎的震动和冲击,提供更平稳的起降体验,减少对飞机和乘客的不良影响。并且,其防滑性能较为出色。它的表面纹理和材料特性可以增加摩擦力,提供良好的抓地力,减少飞机起降时的滑动和打滑情况。这种防滑性能可以在湿滑、雨雪天气和低温环境下起到重要的作用,确保跑道的安全性能。此外,它能够抵抗风化、紫外线辐射和化学物质的腐蚀,保持良好的表面质量和性能稳定性,可以减少维护和修复的成本和工作量。2.2 新型停机坪材料的应用
9、 2.2.1 高强度水泥混凝土在机场停机坪的应用 高强度水泥混凝土在我国机场停机坪的建设中广受欢迎。其主要优势在于其高强度、耐磨损和抗裂性能,能够满足机场停机坪对承载能力、平整度和耐久性的严格要求。同时,在较高的抗压强度和抗折强度影响下,可以承受大型飞机的起降荷载,保证停机坪的安全稳定。具体来说,要严格控制原材料质量,选用高品质水泥、骨料和添加剂,保证混凝土的强度和耐久性。要优化混凝土配合比,根据实际情况调整水泥用量、骨料比例和混凝土工作度,切实满足机场停机坪的施工要求。要加强施工现场管理,使得混凝土浇筑过程具备更好的连续性和均匀性,降低裂缝和蜂窝麻面等质量问题的发生几率。要及时进行养护处理,
10、采用合理的养护方法,如湿润养护、薄膜覆盖养护等,推动混凝土的强度发展和耐久性能更为优良。2.2.2 光触媒路面材料在机场停机坪的应用 近年来,光触媒路面材料在机场停机坪建设中得到了广泛关注。这一类型材料通过光催化作用,能有效降解空气中的有害物质,减轻雾霾和污染,提高空气质量。从其优点来看,光触媒材料表面的光催化作用能有效去除停机坪表面的油污、灰尘等污染物,保持路面清洁,降低机场停机坪的维护成本。其对空气中的有害物质具有降解作用,可减轻机场周边环境污染,有利于保护生态环境,能满足机场停机坪的承载能力和耐久性要求,符合绿色建筑和环保节能的理念。值得注意的是,在实践中要选择优质光触媒材料供应商,进一
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