公路工程中沥青路面设计与施工技术研究

公路工程中沥青路面设计与施工技术研究

刘海松 

身份证号：320321199401074451

摘要：随着我国社会经济的繁荣发展，公路交通网络的建设与完善成为国家基础设施建设的首要任务。沥青路面，以其卓越的行驶性能、施工便捷性和环境友好性，成为公路建设中的主流选择。然而，日益增长的交通需求、复杂的气候条件、以及对可持续发展的追求，都对沥青路面的设计与施工技术提出了新的挑战。因此，深入研究沥青路面的设计理论与施工技术，不仅有助于提升公路工程的整体质量，而且对于保障交通安全、延长路面使用寿命、实现环境友好和可持续发展具有重要意义。

关键词：公路工程；沥青路面；设计理论；施工技术

1沥青路面设计概述

1.1沥青混合料设计

材料选择是混合料设计的基础。沥青作为结合剂，其黏性和温度敏感性对混合料的性能至关重要。通常选择黏性适中、高温稳定性好、低温抗裂性强的沥青。集料的选择则需根据路面等级、交通条件及气候特点，确保集料具有足够的强度、耐磨性和抗裂性。此外，矿粉的选择也影响混合料的稳定性和密实度。

配合比设计是混合料设计的核心，涉及沥青用量、粗细集料比例、矿粉比例等参数的确定。通过实验室试验，如马歇尔试验、车辙试验和冻融劈裂试验等，调整配合比以满足抗压强度、稳定度、流值、残留稳定度、低温抗裂性等各项性能指标。现代设计方法如超级马歇尔设计法和设计回归法，进一步提高了配合比设计的精度和效率。

性能预测是评估混合料在实际使用条件下表现的关键步骤。通过疲劳寿命预测模型，如Bennett模型或Backer-Hansen模型，可以预测混合料在长期荷载作用下的性能衰减。这有助于设计者选择更耐久的混合料类型，以延长路面的使用寿命。

在施工过程中，混合料的拌合、运输、摊铺和压实等环节对最终性能有重要影响。因此，施工配合比设计需考虑施工现场的实际情况，如温度、湿度、设备条件等，以确保混合料在施工过程中保持理想的性能。

1.2路面结构设计

路面结构通常由多层组成，包括表面层（面层）、基层和垫层。表面层是接触车轮的最外层，主要负责提供抗滑、耐磨的行驶表面。基层则主要承受车轮荷载，通过结构强度和刚度来保障路面的整体稳定性。垫层则主要起排水和隔离作用，保护基层免受水分侵蚀。设计时需考虑各层材料的性能匹配，以形成一个既经济又高效的结构体系。

结构类型的选择至关重要。常见的路面结构类型有密实型、柔性基层和半刚性基层。密实型结构强度高、抗车辙能力强，适用于交通量大、重型车辆多的高速公路；柔性基层结构则以其良好的抗疲劳性能和变形能力，适用于中、低交通量的公路；半刚性基层则结合了两者的特点，适用于各种交通条件下，尤其是重交通与潮湿气候的地区。

结构厚度的计算是结构设计的关键步骤，它直接影响路面的承载能力、使用寿命和施工成本。设计者需要根据荷载规范，计算各层的厚度以满足设计要求，同时考虑材料的经济性。在计算中，还应考虑路基的状况，如地质条件、承载力等，以确保路面结构与路基的协调工作。

排水设计也是路面结构设计的重要环节。良好的排水系统可以防止水分积聚，减少水分对路面材料的侵蚀，延长路面使用寿命。设计时需考虑排水沟的布置、坡度、径流计算以及防渗措施，确保水流的快速排出。

随着科技的发展，如温拌沥青、冷拌沥青等新型材料的应用，以及智能化施工设备的使用，路面结构设计也在向更加环保、节能的方向发展。例如，轻质骨料的使用可以减轻结构自重，减少对环境的影响，而再生沥青的运用则有利于资源的循环利用。

2沥青路面施工技术

2.1施工工艺与流程

施工准备阶段是施工工艺流程的起点，包括场地清理、测量放线、路基处理和基层施工。场地清理与测量放线确保施工的精确性，而良好的路基是路面质量的基础。在路基处理中，需确保路基的密实度、平整度和排水能力，以防止未来路面出现病害。基层施工则需按照设计要求，使用合适的材料和工艺，确保基层的强度和稳定性。

进入沥青混合料的拌合阶段，拌合厂需对原材料进行严格的质量控制，确保沥青、集料和矿粉的品质符合设计要求。混合料的拌合过程需控制温度、拌合时间，以确保混合料的均匀性和流动性。先进的拌合设备如连续式拌合机和间歇式拌合机，都能在满足生产效率的同时，保证混合料的质量。

接着是混合料的运输与摊铺。运输过程中，应避免混合料温度的大幅波动和离析，确保混合料的性能不受影响。摊铺阶段则要求摊铺机的行走速度、摊铺厚度、振捣频率等参数的精确控制，以确保路面的平整度和密实度。现代化的摊铺机配备有高精度的传感器和控制系统，可实时监测和调整摊铺参数。

接下来是碾压环节，这是影响路面最终性能的关键步骤。合理的碾压工艺包括初压、复压和终压，每一步都需要选择合适的压路机，控制碾压速度、遍数和重叠宽度。使用智能压路机，如反馈控制的振动压路机，可更精确地控制碾压效果，提高路面的平整度和压实度。

施工过程中，接缝的处理也至关重要。冷接缝的处理要求在摊铺过程中保持连续性，避免出现裂缝。热接缝则需要在混合料尚未完全冷却时进行，利用热拌混合料的流动性，确保新旧混合料的紧密结合。近年来，预热接缝技术和热混合料回收技术的运用，显著提升了接缝的质量。

施工结束后，还需进行质量检测与验收，包括平整度、厚度、弯沉值等指标的测试，以确保路面满足设计要求。同时，施工过程中的环保措施，如粉尘控制、噪声降低、废弃物处理等，也是评价施工工艺流程是否绿色、可持续的重要指标。

2.2质量控制与检测技术

质量控制始于原材料的入场，对沥青、集料及添加剂的品质进行严格检查，确保其各项指标符合设计要求。拌合过程中，通过温度、湿度、拌合时间等参数的监控，保证混合料的均匀性和流动性，避免离析和温度波动导致的性能下降。此外，拌合设备的定期维护和校准，也是保证拌合质量的关键。

运输与摊铺阶段，采用现代化的运输车辆，配合温度监控系统，确保混合料在运输过程中保持在适宜的温度范围内，防止性能损失。摊铺阶段，使用高精度的摊铺机，通过GPS和传感器技术，精确控制摊铺厚度、行走速度和摊铺宽度，确保摊铺的均匀性和平整度。

碾压环节是质量控制的重中之重。通过智能压路机，实时监测路面温度和压实度，采用最优的碾压模式和参数，减少压实不均和过碾带来的质量隐患。同时，接缝处理的质量直接影响路面的整体性能，采用热接缝技术，配合预热接缝和热混合料回收技术，确保接缝处的连续性和密封性。

施工过程中，施工团队需定期进行质量检测，包括平整度检测，如使用激光平整度仪；厚度检测，如使用雷达探测设备；以及弯沉值测试，以评估路面承载能力。这些检测数据为质量控制提供实时反馈，施工团队可根据检测结果调整施工工艺或施工参数。

在环保方面，质量控制同样重要。通过严格的粉尘控制措施，如使用湿法作业、设置防尘网和雾炮等，减少施工过程中的粉尘污染。同时，通过合理安排施工时间，控制噪声排放，尽可能减少对周边环境和居民生活的干扰。废弃物的处理，如废弃混合料的回收再利用，也是体现绿色施工理念的重要环节。

结语

本文通过系统梳理和深入分析，展示了沥青路面设计与施工技术的现状与发展趋势。未来的研究应继续关注这些方向，以期在保障道路性能、交通安全的同时，实现与环境的和谐共生，促进公路工程领域的持续创新和发展。

参考文献

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[2] 马建华.中澳公路工程沥青路面材料与施工技术对比[J].《公路交通技术》,2024年第2期48-56,共9页

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