高速公路瀝青路面施工工藝優(yōu)化研究

孫秀丹

摘要：本文主要研究如何改進(jìn)和優(yōu)化高速公路瀝青路面的施工工藝。從瀝青混合料的性能要求和特點(diǎn)、施工工藝對(duì)瀝青路面性能的影響機(jī)理、工藝優(yōu)化的原則和方法的角度，綜述了瀝青路面施工工藝優(yōu)化的理論基礎(chǔ)，并著重研究了瀝青路面施工工藝優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)：瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)與調(diào)整、施工溫度控制和加熱設(shè)備優(yōu)化、施工機(jī)械和設(shè)備選擇與調(diào)整、施工工藝參數(shù)的優(yōu)化和控制。最后，對(duì)高速公路瀝青路面未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)在新技術(shù)新材料應(yīng)用、自動(dòng)化施工和智能化管理以及綠色環(huán)保施工方面進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：施工工藝；新技術(shù)；智能化管理；綠色環(huán)保；高速公路

DOI：10.12433/zgkjtz.20241240

在高速公路的建設(shè)中，瀝青路面因其施工流程簡(jiǎn)便、成本效益顯著、駕駛體驗(yàn)舒適等突出優(yōu)勢(shì)，被廣泛采用。但瀝青路面也面臨著一些挑戰(zhàn)，如路面易出現(xiàn)車轍、裂縫、松散等病害現(xiàn)象，這些病害不僅威脅著行車安全和乘客舒適度，還加大了養(yǎng)護(hù)的經(jīng)濟(jì)和時(shí)間成本，縮減了路面的正常使用壽命。鑒于此，對(duì)瀝青路面施工工藝的優(yōu)化研究顯得尤為迫切和重要。

一、瀝青路面施工工藝優(yōu)化的理論基礎(chǔ)

（一）瀝青混合料的性能要求和特點(diǎn)

作為瀝青路面的主要構(gòu)成部分，瀝青混合料的性能對(duì)路面的質(zhì)量和使用壽命起著決定性作用。其關(guān)鍵性能要求涵蓋出色的施工性、持久的耐用性、恰當(dāng)?shù)膭偠群蛷?qiáng)度以及卓越的抗水損害能力。這些性能的實(shí)現(xiàn)有賴于瀝青的品質(zhì)、骨料的粒徑分布和質(zhì)量，以及混合料的配比設(shè)計(jì)。瀝青的粘滯度和回彈性能是保障混合料良好施工性和形變抵抗能力的要素；骨料的粒徑分布則直接關(guān)系到混合料的密實(shí)性和強(qiáng)度；而優(yōu)化的配比則能夠均衡混合料的各項(xiàng)性能，確保路面的耐用性和抗裂性能。

（二）施工工藝對(duì)瀝青路面性能的影響機(jī)理

施工工藝主要通過(guò)混合料的攤鋪和壓實(shí)來(lái)影響瀝青路面的性能。在攤鋪過(guò)程中，混合料的溫度、攤鋪速度及其均勻性對(duì)路面的初期質(zhì)量和長(zhǎng)期使用性能產(chǎn)生了直接影響。過(guò)低的溫度會(huì)造成混合料攤鋪和壓實(shí)困難，進(jìn)而影響路面的密實(shí)度；而攤鋪速度不當(dāng)則導(dǎo)致混合料分離，影響路面的平整度。在壓實(shí)過(guò)程中，壓實(shí)的溫度、次數(shù)和力度的選擇對(duì)于保障混合料的密實(shí)度和路面的平整度至關(guān)重要。不恰當(dāng)?shù)膲簩?shí)條件導(dǎo)致路面存在空隙，從而降低其抗水損害能力和使用壽命。

（三）工藝優(yōu)化的原則和方法

工藝優(yōu)化的核心原則在于保證混合料的均勻性、精準(zhǔn)控制施工溫度、優(yōu)化壓實(shí)工藝，并根據(jù)具體的環(huán)境和材料條件調(diào)整施工參數(shù)。優(yōu)化方法包括引進(jìn)先進(jìn)的施工技術(shù)和設(shè)備、改進(jìn)混合料的設(shè)計(jì)和配比、實(shí)施精確的溫度控制和壓實(shí)策略等。例如：利用紅外線測(cè)溫技術(shù)監(jiān)控混合料的溫度，確保其在最佳溫度下進(jìn)行攤鋪和壓實(shí)；通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬和試驗(yàn)手段優(yōu)化混合料的配比，提升綜合性能；采用智能化的壓實(shí)設(shè)備，根據(jù)實(shí)時(shí)反饋調(diào)整壓實(shí)的力度和次數(shù)。

二、瀝青路面施工工藝優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)

（一）瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)與調(diào)整策略

瀝青混合料的配合比，對(duì)路面的使用壽命、安全標(biāo)準(zhǔn)以及經(jīng)濟(jì)效益具有深遠(yuǎn)影響。該配合比的設(shè)定與調(diào)整，需要緊密圍繞混合料的工作性能、耐久性、強(qiáng)度、抗水損傷能力等關(guān)鍵要素，同時(shí)全面考量瀝青種類、骨料特性、填料用量、添加劑的使用等多重因素。

優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)的核心在于確?；旌狭暇邆鋬?yōu)良的工作性能，以利于攤鋪和壓實(shí)操作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高密實(shí)度，提升路面的耐久性和抗變形能力。這通常需要借助實(shí)驗(yàn)室與實(shí)地試驗(yàn)的相互補(bǔ)充，結(jié)合馬歇爾設(shè)計(jì)方法、超級(jí)鋪面理論等前沿設(shè)計(jì)理念和試驗(yàn)方法，對(duì)配合比進(jìn)行科學(xué)、精準(zhǔn)的計(jì)算與調(diào)整。在此過(guò)程中，工作人員通過(guò)優(yōu)化瀝青用量、骨料級(jí)配和填料比例，達(dá)到最優(yōu)的密實(shí)度和強(qiáng)度，同時(shí)保障適宜的空隙率，從而有利于瀝青的膜包覆效果和路面的排水性能。

隨著材料科學(xué)和施工技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，新型材料（如SBS改性瀝青、纖維素纖維等）和添加劑的應(yīng)用逐漸成為配合比設(shè)計(jì)的重要考量。這些新材料和添加劑能夠有效改善混合料的性能，提升路面的耐久性和抗裂性。因此，在配合比的優(yōu)化過(guò)程中，需要充分考慮這些材料的獨(dú)特性質(zhì)和用量，通過(guò)試驗(yàn)探究其對(duì)混合料性能的影響，合理調(diào)整配合比。

此外，配合比的調(diào)整還需充分考慮施工環(huán)境和季節(jié)變化的因素。不同的溫度和濕度條件會(huì)對(duì)瀝青的粘度和混合料的壓實(shí)性能產(chǎn)生影響。因此，施工前，應(yīng)根據(jù)預(yù)測(cè)的環(huán)境條件及時(shí)調(diào)整配合比，保障混合料的施工質(zhì)量。

（二）施工溫度控制及加熱設(shè)備優(yōu)化方案

施工溫度的控制貫穿于混合料的生產(chǎn)、運(yùn)輸、攤鋪、壓實(shí)等各個(gè)環(huán)節(jié)。在混合料的生產(chǎn)階段，需要精確控制加熱溫度，確保瀝青和骨料能夠充分混合，同時(shí)避免過(guò)高的溫度導(dǎo)致瀝青老化。在運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)采取有效的保溫措施，防止混合料溫度下降過(guò)快。在攤鋪和壓實(shí)階段，需根據(jù)混合料的類型和天氣條件，合理調(diào)整攤鋪和壓實(shí)的最佳溫度范圍，確保混合料能夠在適宜的溫度下被有效壓實(shí)。

加熱設(shè)備的優(yōu)化應(yīng)著眼于提高加熱效率和溫度控制精度。采用先進(jìn)的加熱技術(shù)和設(shè)備，如紅外線加熱、微波加熱等，能夠?qū)崿F(xiàn)更均勻、更快速的加熱效果，減少熱量損失，同時(shí)降低瀝青的熱老化風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)代化的溫度監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混合料的溫度，并通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱設(shè)備，確?；旌狭鲜冀K保持最佳的施工溫度。

（三）施工機(jī)械與設(shè)備篩選及調(diào)優(yōu)

針對(duì)工程規(guī)模、施工環(huán)境及瀝青混合料的特性，需細(xì)致篩選施工機(jī)械。在大型高速公路項(xiàng)目中，為確保高效作業(yè)和優(yōu)質(zhì)攤鋪，大型攤鋪機(jī)與壓路機(jī)成為首選。鑒于瀝青混合料的多樣性（如熱拌、冷拌瀝青等），選擇相匹配的攤鋪機(jī)與加熱系統(tǒng)，有助于維持施工過(guò)程中的理想溫度和粘度?，F(xiàn)代施工設(shè)備常配備先進(jìn)的控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度、壓實(shí)度等關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施工。

在施工設(shè)備的調(diào)優(yōu)方面，必須根據(jù)實(shí)際施工條件（包括溫度、濕度、風(fēng)速等）靈活調(diào)整設(shè)備參數(shù)，如攤鋪速率、壓實(shí)溫度、壓實(shí)次數(shù)等，以優(yōu)化混合料的攤鋪與壓實(shí)效果。舉例而言，在低溫環(huán)境下作業(yè)時(shí)，適當(dāng)提升攤鋪機(jī)的加熱溫度，可防止混合料因低溫而難以攤鋪和壓實(shí)；而在高風(fēng)速條件下，需增加壓實(shí)次數(shù)，確保路面達(dá)到預(yù)定密實(shí)度。

（四）施工工藝參數(shù)的精細(xì)化調(diào)整與管控

在瀝青路面施工中，攤鋪速率、攤鋪厚度、壓實(shí)溫度、壓實(shí)次數(shù)等關(guān)鍵的工藝參數(shù)，均會(huì)對(duì)最終的路面品質(zhì)與性能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

第一，針對(duì)攤鋪速率，需要找到一個(gè)平衡點(diǎn)。過(guò)高的速度導(dǎo)致混合料的不均勻分布，損害路面的平整度與緊實(shí)度；而速度過(guò)慢，雖能保證質(zhì)量，但會(huì)增加不必要的施工成本和時(shí)間。因此，根據(jù)混合料的特性、溫度條件及攤鋪厚度調(diào)整攤鋪速率至關(guān)重要。

第二，攤鋪厚度的選擇也不容忽視。不合適的厚度會(huì)直接影響路面的緊實(shí)度與強(qiáng)度，長(zhǎng)此以往會(huì)影響路面的使用壽命。施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)格和實(shí)際工作條件調(diào)整厚度，確保壓實(shí)后的路面達(dá)到預(yù)期的緊實(shí)度和厚度標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，要保持?jǐn)備伒木鶆蛐裕苊獬霈F(xiàn)厚度不均導(dǎo)致的路面問(wèn)題。

第三，壓實(shí)溫度的選擇也是關(guān)鍵一環(huán)。低溫可能導(dǎo)致混合料壓實(shí)不足，而高溫則引發(fā)瀝青老化或溫度不穩(wěn)定，進(jìn)而影響路面的耐久性。根據(jù)混合料的種類和當(dāng)時(shí)的環(huán)境條件選擇合適的壓實(shí)溫度，是保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)。

第四，壓實(shí)次數(shù)需要綜合考慮混合料的性質(zhì)、攤鋪厚度以及壓路機(jī)的性能。適當(dāng)?shù)膲簩?shí)次數(shù)能夠增強(qiáng)路面的緊實(shí)度和使用壽命，但過(guò)多的壓實(shí)會(huì)破壞瀝青膜或壓碎石料，反而會(huì)降低路面的性能。

第五，為了實(shí)現(xiàn)施工工藝參數(shù)的最優(yōu)化，還需要借助現(xiàn)代技術(shù)手段實(shí)時(shí)監(jiān)控、快速反饋。通過(guò)監(jiān)測(cè)施工過(guò)程中的攤鋪溫度、壓實(shí)度、路面平整度等關(guān)鍵參數(shù)，并結(jié)合先進(jìn)的反饋系統(tǒng)，施工人員及時(shí)調(diào)整施工策略，確保施工的高效性和高質(zhì)量。利用GPS定位、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)分析等工具，實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的精細(xì)化管理和優(yōu)化。

綜上，通過(guò)對(duì)施工機(jī)械和設(shè)備的精心選擇與調(diào)整，以及對(duì)施工工藝參數(shù)的精確控制和優(yōu)化，不僅可以顯著提升瀝青路面的施工效率和質(zhì)量，還能確保高速公路的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和安全性，為駕駛者提供更加舒適、平穩(wěn)的行車體驗(yàn)。

三、瀝青路面施工工藝優(yōu)化的發(fā)展趨勢(shì)

（一）新技術(shù)和材料的應(yīng)用前景

科技的日新月異，使得新技術(shù)和新材料在瀝青路面施工中的應(yīng)用日趨普及，為施工工藝的優(yōu)化和進(jìn)步注入了強(qiáng)大動(dòng)力。以納米技術(shù)為例，其深入應(yīng)用有望顯著改善瀝青的性能，增強(qiáng)耐久性和抗老化能力。再生瀝青技術(shù)的推廣使得廢舊瀝青得到有效利用，既節(jié)約了成本，又減輕了環(huán)境壓力。高性能聚合物改性瀝青的引入，進(jìn)一步提升了路面的抗裂與抗變形能力，延長(zhǎng)了路面的使用壽命。

（二）自動(dòng)化與智能化施工的未來(lái)發(fā)展

自動(dòng)化施工和智能化管理已成為瀝青路面施工工藝優(yōu)化的關(guān)鍵發(fā)展方向。借助尖端的信息技術(shù)和自動(dòng)化設(shè)備，施工過(guò)程有望實(shí)現(xiàn)更高的精準(zhǔn)度和效率。例如：利用無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，可實(shí)時(shí)反饋施工進(jìn)度和質(zhì)量狀況；結(jié)合GPS和傳感器技術(shù)，精確調(diào)控?cái)備仚C(jī)和壓路機(jī)的作業(yè)狀態(tài)，確保攤鋪厚度和壓實(shí)度嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)要求。智能化管理系統(tǒng)的運(yùn)用能夠?qū)Ａ康氖┕?shù)據(jù)進(jìn)行高效分析和處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并提出有針對(duì)性的解決方案，顯著提升施工管理的水平和決策效率。

（三）綠色環(huán)保施工工藝的探索

在環(huán)保理念日益深入人心的背景下，綠色環(huán)保施工工藝的探索尤為重要。這主要包括低溫瀝青技術(shù)的推廣和應(yīng)用、廢料的循環(huán)利用以及施工過(guò)程中的節(jié)能減排措施。低溫瀝青技術(shù)通過(guò)降低瀝青混合料的生產(chǎn)和鋪設(shè)溫度，可有效減少能源消耗和有害氣體排放。廢舊瀝青的回收再利用不僅減少了資源浪費(fèi)，也降低了對(duì)新材料的需求壓力。采用電動(dòng)、混合動(dòng)力壓路機(jī)等更加環(huán)保的施工機(jī)械設(shè)備，也是推動(dòng)綠色施工的重要途徑之一。

四、結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)高速公路瀝青路面施工工藝進(jìn)行了深入探討，聚焦于攤鋪厚度、壓實(shí)溫度、壓實(shí)遍數(shù)等核心施工參數(shù)的調(diào)整，并分析了這些調(diào)整對(duì)施工效果與效率產(chǎn)生的影響。結(jié)合新技術(shù)、新材料的運(yùn)用前景，探索了自動(dòng)化與智能化施工管理的發(fā)展動(dòng)向，以及綠色環(huán)保施工工藝，揭示了瀝青路面施工工藝優(yōu)化在多個(gè)層面上的發(fā)展趨勢(shì)。

研究發(fā)現(xiàn)，高性能材料和尖端技術(shù)的采納能大幅增強(qiáng)瀝青路面的耐用性和整體性能。同時(shí)，自動(dòng)化施工和智能化管理技術(shù)的引入，如無(wú)人機(jī)監(jiān)控、GPS定位、傳感器反饋系統(tǒng)等，也為精確施工、效率提升和管理優(yōu)化提供了強(qiáng)大的技術(shù)保障。本文著重強(qiáng)調(diào)了低溫瀝青技術(shù)、廢料再利用以及環(huán)保施工設(shè)備的重要性，這不僅有助于提高施工效率和質(zhì)量，也契合了可持續(xù)發(fā)展的理念。

瀝青路面施工工藝的持續(xù)改進(jìn)需要綜合考量材料科學(xué)、信息技術(shù)以及環(huán)保政策的最新動(dòng)態(tài)。未來(lái)的研究應(yīng)進(jìn)一步挖掘新材料的潛能、自動(dòng)化技術(shù)的融合應(yīng)用以及綠色施工策略的實(shí)際成效，從而達(dá)成高效、優(yōu)質(zhì)且環(huán)保的瀝青路面施工，為高速公路建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

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