最近几年，用于道路建设的新材料、新技术、新设备不断出现在各个城市的市政工程建设中，尤其是在一些重点项目中，也都出现了诸如:固化粉煤灰，SMA (沥青玛蹄脂碎石混合料), EPS(聚苯乙烯泡沫板)、DCPET(路用工程纤维),CE(玻纤格栅), SBS(改性沥青玄武岩), CBF(玄武岩纤维)等一些新材料，下面我就重点阐述一下几种代表性的新材料的原理和其在工程中的应用。
一、固化粉煤灰
固化剂是和水泥一样的粉状物，常用的为50 kg袋装，大量的为散装，固化剂是专门针对粉煤灰的使用而研发的新型材料，只有和粉煤灰一起才能发挥其最佳效果。粉煤灰即是通常广泛使用的粉质材料。
(一)原理分析
粉煤灰中含有大量SiO2, A12O3等能反应产生凝胶的活性物质，它们在粉煤灰中以球形玻璃体的形式存在，这种球形玻璃体比较稳定，表面又相当致密，不易水化。水泥粉煤灰早期反应主要是水泥遇水后产生水解与水化反应，水泥水化生成硅酸钙晶体，这些晶体产生部分强度，同时水泥水化生成氢氧化钙通过液相扩散到粉煤灰球形玻璃体表面，发生化学吸附和侵蚀，生成水化硅酸钙与水化铝酸钙。大部分水化产物开始以凝胶体出现，随着凝胶期的增长，逐步转化为纤维状晶体，并随着数量的不断增加，晶体相互交叉，形成连锁结构，填充混合物的孔隙，形成较高的强度，随着粉煤灰活性的不断调动，使水泥粉煤灰不仅有较高的早期强度，而且其后期强度也有较大提高。
(二)固化一粉煤灰基层混合料强度形成机理
目前交通建设工地上经常采用“水泥、石灰作为基层的无机胶结料，从而形成了水泥稳定碎石基层、石灰粉煤灰稳定碎石基层，水泥粉煤灰碎石基层三个典型代表，这三大类无机结合料的强度形成理论机理分别为：
(1)水泥稳定碎石基层:水泥矿物与混合料中的水分产生强烈的水解和水化反应，同时分解出Ca(OH)2并形成其他水化物，以及水泥石在碱介质中析出、结晶、硬化。
(2)石灰粉煤灰稳定碎石基层:石灰中Ca(OH)2与粉煤灰中活性的AlO2，SiO2反应生成含水的铝硅酸钙。
(3)水泥粉煤灰碎石基层:水泥矿物与混合料中水分产生的Ca(OH)2与粉煤灰中活性的AlO2，SiO2反应，形成铝硅酸钙。根据三类混合料的特性，以早期强度要求高，收缩裂缝少，施工容易，成本低为目的，进行配合比室内试验。
(三)优势
（1）固化粉煤灰具有轻质、半刚性的特性，且软化系数较高具有良好的耐久性、稳定性和整体性能，浇注后强度稳定增长，尤其中、后期强度较高，对于工程是有益的。
（2）固化粉煤灰由于和易性好，施工方便，它对于工程中不规则形状的沟槽，用其固化粉煤灰早期的流动性及可振捣性，有效地解决了因无法碾压、夯实而引起的沉降变形，在管线沟槽回填中具有显著的优势。
（3）固化粉煤灰不但可作为软弱地基硬壳层，亦可作为刚性整板基础用于建筑物地基基础、或作软弱地基处理、加固、换土回填材料，有良好的工程适用性。
（4）从环境保护的角度来说，电厂原有的废弃物（粉煤灰），不仅占有大量的农田等土地资源，而且耗费物力、财力；而城市道路、公路桥梁、房屋基础等工程的施工，需要大量的土地资源，过度开发土资源会破坏生态环境。固化粉煤灰技术的应用，不仅能大大提高粉煤灰的用量，而能节约使用现有的山体和粘土资源，这是变废为宝，利国利民的大事。因 此，固化粉煤灰研究开发可替代粘土资源的道路建材有良好的发展前景。 二、沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）
沥青玛蹄脂碎石混合料又称填碎石沥青混凝土（Stone Matrix Asphalt），简称SMA，在欧洲已成功地使用20多年；SMA成本比传统的热沥青混合料高出20%～25%左右，但是，这些添加纤维混合料的寿命却显著提高。采用传统密级配混合料辅筑的路面寿命约为7.5年，而SMA路面可使用12～15年。
SMA特性有如下几点：
1.高温稳定性好
SMA的组成中粗集料多，混合料中粗集料之间的接触面很多，细集料少，玛蹄脂仅填充粗集料之间的空隙，交通荷载主要由粗集料骨架承受。由于粗集料之间良好的嵌挤作用，沥青混合料具有非常好的抵抗荷载变形能力和较强的高温抗车辙能力。
2.低温抗裂性好
低温条件下沥青混合料的抗裂性能主要由结合料的拉伸性能决定。由于SMA的集料间填充了沥青玛蹄脂，它包在粗集料的表面，低温条件下，混合料收缩变形使集料被拉开时，由于玛蹄脂有较好的黏结作用，使混合料有较好的低温变形性能。
3.水稳定性好
SMA混合料的孔隙率很低，几乎不透水，混合料受水的影响很小，再加上玛蹄脂与集料的黏结力好，使混合料的水稳定性有较大改善。
4.耐久性好
SMA混合料内部被沥青玛蹄脂充分填充，且沥青膜较厚，混合料的孔隙率很低，沥青与空气的接触少，抗老性能好，由于内部空隙率低，其变形率小，因此有良好的耐久性；SMA基本上是不透水的，使路面能保持较高的强度和稳定性。
5.具有良好的表面功能
SMA采用坚硬、粗糙、耐磨的优质石料，间断级配，粗集料含量高，路面压实后表面形成的孔隙大，构造深度大，因此抗滑性好。SMA路面雨天行车不会产生大的水雾和溅水，粗糙的表面在夜间对灯光反射小，能见度好，噪声也大为降低。
三．改性沥青（SBS）
SBS全称是苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物，既具有橡胶的弹性性质，又有树脂的热塑性性质，分为线性和星形两种，它独特的结构使沥青的韧性提高、软化点上升、渗透性降低、高温下的流动倾向减弱，还能提高沥青的刚性、拉伸性。
（一）改性沥青相溶性机理
改性沥青是由高分子聚合物改性剂作为分散相，用物理的方法以一定的粒径均匀地分散到粒径连续相重新构成的体系。聚合物之间存在部分的吸附，极易发生两相之间的离析。相溶性好是指作为分散相的聚合物以一定的径粒，均匀分布在沥青相中，改性效果显著。所以，SBS改性沥青的生产问题就是沥青与SBS的相溶性问题。如果两者的相溶性不好，则沥青会发生离析，使改性沥青的技术指标受到很大的影响。
（二）SBS改性沥青较其他沥青的优点
（1）相对较低蜡含量（<2%）（降低蜡含量对道路沥青质量的影响）。
（2）提高路面的抗水损害能力。
（3）PS链段物理交联可提高沥青混合料抵抗高温永久变形的能力（提高刚度）。
（4）PB链段的柔性可提高沥青混合料抵抗低温变形的能力（改善韧性）。
（5）提高沥青与石料的抗剥离能力。
（6）提高密级配沥青混合料路面抵抗疲劳裂纹的能力。
（7）提高沥青混合料的抗老化性能[63]。
（三）SBS改性沥青的原材料
生产SBS改性沥青的原材料包括基质沥青、SBS改性剂和稳定剂等。
1.基质沥青的选择
SBS改性沥青是在基质沥青中掺加少量的热塑性橡胶，通过一定的工艺加工而成，改性沥青的性质与基质沥青密切相关，因此要生产符合规范要求的改性沥青，选择基质沥青是关键。
2.SBS改性剂
SBS改性剂兼有橡胶和塑料两种性能，常温下具有橡胶的弹性，高温下能像热塑料般成为可塑料材料，因而称热塑弹性体。SBS改性剂在改性沥青生产中的应用效果最理想，其主要特点如下：
（1）改变了沥青的化学性质，黏弹性和延性提高，路面的抗冲击能力、抗开裂能力、耐磨耗能力都大大增加，可延长沥青路面的使用寿命。
（2）增大了沥青的黏附性和黏韧度，提高了沥青与砂石料的结合力，改善了沥青混合料的强度和防水能力，增强了沥青路面的耐久性。
（3）降低了沥青的温度敏感性，使沥青的针入度和软化点下降、弹塑范围扩大，耐流动变形能力得到改善，使沥青路面平坦性能和抗车辙性能得到提高，使行车速度提高，路面维护减少。
3.稳定剂的选用
改性沥青生产方式有现场加工和成批生产两种工艺。现场加工一般是改性沥青设备与拌和楼配合使用，生产出的改性沥青在储存罐中稍作保温存放即输入拌和楼。这种工艺不需要加入稳定剂，只要保温搅拌即可。
成品生产改性沥青的存储、运输，放置时间长，由于沥青中含有较多的极性化合物，而SBS改性剂是属于非极性化合物，熟度大。因此沥青则容易沉在下部，即产生离析现象。这中不稳定性对生产成品SBS改性沥青的存储是不利的，尤其在长途运输时更不容易解决。加入稳定剂可以降低沥青相与SBS之间的界面能，SBS相的分散，强化了两相间的剩和。同样，稳定剂的选用也需要根据沥青型号来选择，在生产前必须进行实验，选用合适的稳定剂。
（四）SBS改性沥青混合料的拌制
（1）沥青混凝土拌和机的产量应该与摊铺机速度和摊铺层厚度相适应。
（2）拌合操作人员要掌握设备的性能特点，确保拌合设备运行良好，温控、计量等各项性能可靠，混合料级配、沥青用量和拌合效果应满足规定要求。拌和机计量控制主要是抓冷料的供给，其目标是调整在单位时间内始终均匀地保持有与目标配合比相同比例的集料进入拌和机，只有按这样的配合比进料，才能保证集料级配的准确。
（3）要注意目测检查混合料的均匀性，及时分析异常现象，如混合料有无花白、冒烟、离析等现象，如确认是质量问题，应作废料处理并及时予以纠正。在生产开始以前，有关人员要熟悉本项目所用各种混合料的外观特征，这要通过细致地观察室内试样的混合料而取得。
（4）要严格控制油石比和矿料级配，避免油石比控制不当而产生泛油或松散现象。拌和机每天上午、下午各取一组混合料试样做马歇尔试验和抽提筛分试验，检查油石比、矿料配级和沥青混凝土的物理力学性能。油石比与设计值的允许偏差±0.3%，采用抽提法检测沥青用量，应采用下述两种方法予以校核：一是由工地试验室检查每天的沥青用量及混合料产量进行总校核；二是测定实验室拌制沥青混合料中实用油石比与抽提法得出的油石比的差值，建立该实验抽提法测得的油石比的修正值，并定期对拌和楼的计量和测温进行校核。
四、水泥稳定混合料
近年来水泥稳定碎石基层在高等级公路上得到广泛应用，作为道路主要承重层，水稳碎石基层必须具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性，同时避免出现过多的裂缝，从而造成路面出现网裂、沉陷、唧浆等早期破坏。水泥稳定混合料在市政工程中也得到广泛应用。。
（一）施工控制
一般情况下，水泥稳定碎石基层的施工，宜在春末至冬初的季节进行施工。在此期间无冰冻，气温能够达到5℃以上。施工时，按照施工技术规范要求和试验的施工配合比进行施工，设专人对整个施工过程进行监督和控制。
1.拌和机用料控制
拌合前，根据拌合机的容量及搅拌功能，准确称量出砂、碎石、水泥等材料的质量，分别用量具盛装，避免拌合机喂料时出差错。同时可以节省时间，加快工程进度。
严把用料关。选用干净无泥土、质地坚硬的砂石材料，并且符合设计及规范要求的强度等级和级配；选用合格无硬结的水泥；不用脏水、污水。为了保证工程质量，不合格材料坚决不用，必须清除。
控制含水量。根据试验配置的配合比指导施工时，砂、碎石、水泥等材料的配制，很容易掌握，最不容忽视的环节就是混合料的含水量难以控制。受到拌合场到施工现场的运距、气候、砂石材料的干与湿等外界因素的影响，含水量都要作相应的调整。如果含水量控制不好，混合料忽干忽湿，容易产生离析现象，存在质量隐患，工程质量会受到很大的影响。在天气炎热干燥的情况下，含水量可略大于最佳含水量的2%左右即可。运到施工工地后，混合料中的水分有所损失处于或接近最佳含水量状态，碾压成型，达到预期效果。
2.摊铺
混合料的摊铺。做到拌合机的生产能力与需要的摊铺能力相匹配，避免拌合机供料不足，劳力过盛；或摊铺能力跟不上，供料积压，影响工程进度。摊铺中，粗细集料要均匀。人工摊铺强调扣铲，料堆应翻底铲尽，消除粗细集料离析现象。如局部存在粗细集料集中，必须铲除并用新的混合料及时填补。施工时严格按照技术规范及设计要求控制好松铺厚度，一次性铺筑成型。在碾压时严禁采用薄层贴补法进行找补。因为薄层贴补层与已成型层不能完全结合成一个整体，薄层贴补法容易剥落，产生“飞砂”，导致平整度差，影响工程质量。
3.碾压
摊铺完成后，表面必须保持润湿状态，尽量控制在最佳含水量或最接近最佳含水量时进行碾压。碾压时一定要遵循碾压规则：①先轻后重、先静后振。先静压1~2遍，振动压实6~8遍，实际碾压遍数视具体情况而定；②在不设超高弯道和在直线段，由两侧向中间进行碾压；设有超高地段，由内侧向外侧碾压；碾压时重叠1/2轮宽。碾压遍数要合理，如果碾压遍数不够，达不到所要求的基层强度及压实度；过压容易造成已初凝的混合料板体断裂。
4.养生
每施工完成一段，立即进行养生，洒水保养一定要使水泥稳定碎石基层表面处于润湿状态，养生期限一般7d。包养期间，在养生地段的两端设置明显的禁令标志，禁止车辆碾压。不能封闭交通时，严禁重型车辆通行。
5.时间控制
混合料从拌合出料到碾压成型的整个施工过程，时间不能超过2h。时间拖长，水分过多损失，粗细集料结合不好，影响混合料的强度。水泥也开始初凝，碾压时破坏水泥的凝固，降低或失去水泥稳定的作用。
五、发展趋势
还有许多新型材料这里就不一一阐述了，基于对传统道路材料的利用以及理解，未来道路材料发展的趋势应该是向绿色制备生产靠拢，协调环境。同时尽可能利用可降解材料，充分利用固体废物，长足发展，所以如何用好新型的材料，我们任重道远。
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