绿色材料在道路基层施工中的应用研究

摘要：随着交通运输业的快速发展和环保要求的不断提升，道路工程施工面临资源消耗大、环境影响严重等诸多挑战。绿色材料作为一种兼具经济效益与环境保护功能的新型建筑材料，已在道路基层施工中得到广泛关注。本文首先阐述绿色材料的概念与特性，继而结合再生骨料、胶粉沥青、矿渣粉等典型绿色材料的应用实例，分析其对道路基层力学性能、耐久性能及环境效益的影响；随后探讨材料配比优化、施工工艺改进和质量控制要点；最后展望绿色材料在道路工程领域的推广前景，并提出若干研究建议。研究表明，合理利用绿色材料不仅能够显著提高道路基层的综合性能，还可实现资源循环利用和碳排放减量，为道路工程可持续发展提供科学依据。

关键词：绿色材料；道路基层；再生骨料；胶粉沥青；可持续

引言

在城市化进程和交通网络建设提速的背景下，道路工程规模持续扩大，对道路基层材料的需求量也不断增长。传统道路基层主要采用天然砂石、普通矿粉和矿渣材料，其资源开采对生态环境造成破坏，废弃物处理不当也会产生二次污染。与此同时，国家“双碳”目标和绿色交通战略的提出，对道路工程的节能减排、低碳环保提出了更高要求。绿色材料利用废弃物再生、工业副产物掺配或可再生资源替代，既能缓解天然资源短缺，又能减少废弃物填埋，有助于实现“减量化、再利用、无害化”目标。近年来，再生骨料、胶粉沥青及矿渣粉等绿色材料在道路基层施工中取得了显著成效，但在材料性能、施工工艺及长期耐久性等方面仍需进一步研究和实践验证。基于此，本文围绕绿色材料在道路基层中的应用现状、性能影响、工艺要点及未来发展方向展开系统分析和讨论，为相关工程设计和施工提供理论指导和技术支持。

一、绿色材料概念与道路基层功能需求

绿色材料是指在生产、施工和使用过程中，能够减少资源消耗、降低环境影响，并具有循环利用价值的新型材料。其核心特征在于原材料来源多样化、生产能耗低、排放清洁，并对使用寿命周期末的回收与再利用具有良好适应性。道路基层作为铺装结构的基础，其主要功能包括承载车辆荷载、分散应力、排除水分及提供稳定支撑；因此，对材料在压实度、抗剪强度、抗冻胀性及孔隙率等方面提出了严格要求。在传统施工中，天然砂石虽能满足强度需求，但开采成本高、破坏生态环境严重；而绿色材料兼具良好力学性能与环境友好性，使其成为道路基层可持续发展的重要选择。

二、典型绿色材料在道路基层中的应用性能

近年来，再生骨料、胶粉沥青和矿渣粉等绿色材料相继应用于道路基层，研究表明它们在满足力学指标的同时具备显著的环境和经济效益。再生骨料主要来源于废弃沥青混凝土的再加工，其经过筛分、破碎及级配调整后可替代部分天然骨料使用。在多项试验中，再生骨料掺量控制在30%～50%时，基层的压实度和抗冻融性能基本达到设计要求，同时废旧沥青混凝土的利用率提高，减少了弃料填埋。胶粉沥青则是通过向沥青中添加一定比例的废旧轮胎胶粉制备而成，可显著提高沥青的高温稳定性和低温抗裂性能。在混合料中，胶粉含量一般为4%～8%，实验表明其冻融循环后的抗压强度和持久稳定性优于普通沥青混合料。矿渣粉作为钢铁冶炼副产物，细度高、活性好，可替代部分矿物掺合料用于基层，改善了水泥稳定基础的早期强度增长速度，并降低了水泥用量，实现了副产物资源化利用。因此，合理选取并配比上述绿色材料，可在保证道路基层功能的前提下，实现资源节约和环境保护双重目标。

三、配比优化与施工工艺要点

绿色材料在道路基层施工中，需科学优化配合比并严格控制工艺，以确保良好压实度和耐久性。再生骨料应经多级筛分与循环水洗，粒径分布满足规范要求、含泥量不超过2%，通过渗水恒定试验和水稳定性试验（ITS、RS）确定30%～50%的最佳掺量；胶粉沥青混合料施工温度宜控于120℃～140℃，并在出料口及摊铺机两端安装温度记录仪，实时采集温度数据，确保温度波动不超±5℃；矿渣粉水泥稳定层施工时，应结合现场自然含水率及标准贯入试验结果，动态调整水灰比与砂率，以防含水率变化引发早期强度峰值与后期强度下滑；施工全过程应严格执行分层摊铺（每层厚度≤20cm）、分区压实和交叉检验制度，利用核子密度仪或光波密度仪对压实度进行抽检，确保压实度不低于设计值的98%；同时，对交叉口、桥头、排水口等关键节点应设专项试验段，开展静载试验、裂缝观测及侧向位移监测，结合实时监测平台数据分析，及时识别并修补材料分层、沉陷或微裂缝隐患。由此，通过精准配比设计、严格的温度与含水率控制，以及分层分区施工与在线监测，共同构筑了绿色材料道路基层的性能保障体系，为工程长寿命和低维护成本奠定基础。

四、环境与经济效益评估

绿色材料道路基层施工需针对材料特性，优化配合比并严格控制工艺，以保障压实度和耐久性。再生骨料应经筛分和水洗处理，确保粒径级配及含泥量达标，然后通过渗水恒定试验和水稳定性试验（如ITS、RS）确定30%～50%的最佳掺量。胶粉沥青混合料温拌施工温度宜控制在120℃～140℃，过高易分解胶粉，过低影响流动性；需在出料口和摊铺机处安装温度记录仪进行实时监测。矿渣粉水泥稳定层施工时，应结合现场土料自然含水率和干密度试验结果，动态调整水灰比，避免含水率波动导致强度异常。施工过程中，应坚持分层（每层厚度≤20 cm）摊铺和分区压实，使用核子密度仪或光波密度仪抽检压实度，确保符合规范要求；交叉口、桥头等关键节点须设置试验段，开展静载试验和裂缝监测，及时修复潜在沉陷与微裂缝。由此，通过精准配合比设计、严格温度与含水率控制，以及分层分区施工与监测，共同构筑了绿色材料道路基层的性能保障体系。

五、结论

本文围绕绿色材料在道路基层施工中的应用展开了系统研究，首先明确了绿色材料的概念及道路基层功能需求，然后分析了再生骨料、胶粉沥青和矿渣粉等典型绿色材料的力学性能及环境效益，接着探讨了配比优化与施工工艺要点，并从经济与环境双重维度进行了效益评估。研究表明，合理利用绿色材料不仅能够满足道路基层的强度、耐久和舒适性要求，还能实现资源循环利用和碳排放减量，符合工程可持续发展的目标。展望未来，应针对不同地区的材料特性和气候条件，继续深化绿色材料配比设计与施工工艺研究；同时推广智能化在线监测技术，提高施工质量与运营维护效率；在政策和标准层面，建议制定绿色材料应用指导规范，促进产业链协同创新。通过技术、标准与管理的协同推进，绿色材料在道路工程领域的应用前景广阔，将为交通基础设施的高质量发展提供强有力支撑。

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