土木工程中道路工程高级职称论文范文

　　道路工程是从事道路的规划、勘测、设计、施工、养护等的一门应用科学和技术。是土木工程的一个分支。本文是选自核心级期刊《公路交通科技》中的一篇关于道路工程的高级职称论文范文：机场沥青道面压实度控制。

　　摘要：沥青混合料压实作业是机场沥青道面施工的重要工序,如何控制是确保工程质量的关键。本文结合安哥拉邵里木机场沥青道面的施工经验，借鉴国内诸多沥青混凝土施工参考文献，阐述了机场沥青道面压实度控制的影响因素。

　　关键词：机场;沥青;道面;压实度;控制

　　0 引言

　　沥青混合料由沥青胶结材料、集料和空隙组成。压实过程是减少沥青混合料中气孔含量、体积缩小的过程，此过程使得集料颗粒重新分布，促使骨料紧密接触，从而使得颗粒间形成嵌挤结构并被沥青强有力地胶结在一起。

　　沥青混合料面层的施工压实度是指按规定方法钻孔的混合料芯样的实际密度与标准密度之比，以百分率表示。芯样的实际密度为沥青混凝土完全冷却后用取芯机钻取芯样检测沥青混凝土的表观密度，标准密度以当天施工的沥青混合料取样成型后进行马歇尔试验，以6个试件平均密度作为该天取样的标准密度。

　　对沥青混凝土进行压实，目的是提高沥青混凝土混合料的强度、稳定性以及疲劳特性。若压实不足，沥青混合料的渗透性提高，导致空隙率增大，从而加速沥青混合料的老化。过压将会使矿料破碎而使压实度反而降低或空隙率过小，易出现泛油和失稳，影响道面的强度与稳定性。因此必须合理地进行碾压。

　　民用机场沥青混凝土道面施工技术规范(MH5011-1999)规定：施工压实度的检查以钻孔取样为准;用经过标定的核子密度仪进行抽测，作为在碾压过程中控制压实度的参考指标。这种传统的钻芯取样对道面造成不同程度的破坏，特别是当钻芯的位置回填没有达到规定的压实度时,将会存在一个薄弱处,该处毫无疑问将会出现水损害等病害。核子密度仪虽然能够做到对路面实行无损的快速检测,但是需要向道面发射放射线，对人体的身体健康造成伤害。因此，必须加强碾压过程控制，尽量少取芯样减少对道面的损害、少用核子密度仪减少对人体的伤害。

　　1 材料性能对压实质量的影响

　　沥青混凝土材料包括沥青、矿料(粗集料、细集料、填料)、混合料。材料因素对压实的影响，主要归结为沥青的种类及其用量、粗、细集料的大小和级配、混合料性能。

　　工程上采用的沥青绝大多数是石油沥青，石油沥青是复杂的碳氢化合物与其非金属衍生物组成的混合物，具有粘滞性、延性、感温性、粘附性、耐久性等性能。沥青粘度影响沥青混合料劲度，并与混合料的可压实性有关。当压实沥青混合料时，沥青与矿料颗粒表面具有一定的粘结力和矿料颗粒间互相嵌挤作用的内摩阻力，高粘度往往会牵制颗粒移动。在加热拌和过程中，沥青混凝土混合料的均匀性提高，但粘结力降低，当沥青混合料较热时，沥青充当克服集料颗粒间摩阻力的润滑剂，随着混合料温度的逐渐下降，内摩擦力、内聚力和粘结力增加，在混合料已冷却时，沥青充当结合集料颗粒的固结剂。因此，使用高粘度沥青时，采用较高压实温度是减少粘度、促进沥青道面可压实的必要手段。

　　在气温较高地区施工时，宜选用稠度较高的沥青。沥青的稠度越高，其针入度指数也越高，配制的沥青混合料具有较高的力学强度和稳定性，但低温抗裂性差，所以施工中可以在石油沥青中掺加各种改性剂，以提高路面高温稳定性和低温抗裂性。

　　沥青用量在沥青混合料组成设计中是十分重要的要求，用量低混合料粘结能力过低、松散、空隙率大、饱和度低，压实度小。反之沥青用量过大，易使混合料流值增大，虽然稳定度达到要求，水稳性也是很好，但是抗车辙性能差，易产生车辙、臃包，过早的使沥青老化。

　　矿料在混合料中作为填充料，不但增加混合料的密实度，同时也增加矿质骨料的比面与减薄沥青膜的厚度，提高沥青与矿料的粘结力。在选用矿料时，要求矿料具有显著的截面和棱角，并且矿料与矿料间及矿料与沥青间要有合理的组成和适当的配合比例。

　　级配对压实的影响是很重要的。合理的最佳的级配能提高密度，同时在施工时易于碾压成型，其他各项指标也易于实现。所谓级配即粗细集料各组成颗粒的分级和按照一定比例搭配。级配的目的是使组成混合料达到较高的密度和较大的内摩擦力。从粗到细均匀级配的混合料比单一尺寸集料的混合料或间断级配混合料较易压实，粗集料比例大的沥青混合料，必须显著增大压实功，才能获得所需的空隙率。另一方面，多砂的或细级配沥青混凝土在高温时可塑性大，这种混合料也难以达到较高的密实度。

　　2 碾压温度的控制

　　在沥青混合料压实过程中，碾压温度是影响沥青混合料压实的最主要因素。由于沥青混合料具有热塑性，在规定的温度范围内温度越高，其塑性越大，越容易在外力作用下缩小其空隙和增加密实度，也越容易取得平整效果。碾压温度的高低，直接影响沥青混合料的压实质量。温度过高，会引起压路机两旁混合料隆起、碾轮后的摊铺层裂纹、碾轮上粘起沥青混合料及前轮推料等问题。温度过低时，碾压工作变得困难，易产生难消除的轮迹，造成路面不平整，甚至导致压实无效，或其它副作用。因此，必须严格控制压实温度，现场应有专人负责对来料车、摊铺后、碾压前、碾压中及碾压终了的温度进行测试。邵里木机场道面初压温度控制在110℃～130℃之间，此时混合料的施工和易性良好，易于碾压密实，但和易性好也易使混合料产生横向推移，因此碾压设备必须匀速慢速碾压，不能刹车。复压温度控制在100℃～120℃之间，此时初压的混合料已经不易产生推移，有轮胎压路机碾压至要求的密实度。终压温度控制在90℃～110℃，此时料温损失减少，混合料碾压密实，碾压时变形很小。

　　3 碾压工艺的控制

　　邵里木机场沥青混凝土道面的压实分为初压、复压和终压三道工序。初压的目的是整平和稳定混合料，同时为复压创造有利条件，这是压实的基础，因此要注意压实的平整性。复压的目的是使混合料密实、稳定、成型，混合料的密实程度将取决于该道工序，因此必须合理地选择压路机类型和调整压路机的振频、振幅。终压的目的是消除轮迹，最后形成平整的压实面。所有这些都必须严格作业程序和操作要求。

　　初压时，采用了SW850振动压路机或CC21振动压路机(关闭振动装置)压两遍，速度控制在3.0～4.0km/h，温度控制在110℃～130℃。初压后，随时检查平整度，必要时予以修整。如在碾压时出现推移，则等温度稍低后再压。

　　复压时，首先采用GRW18轮胎压路机压六遍，由于在胶轮压路机进行压实时，沥青路面与轮胎同时变形，接触面积大，有揉合的作用，因此压实效果好。同时，胶轮压路机不破坏砾石的棱角，使砾石互成齿状，路面有更好的密实度。然后采用SW850振动压路机或CC21振动压路机振动压实两遍，以提高路面的密实度。并始终将复压的温度控制在100℃～120℃，GRW18轮胎压路机速度控制在3.5～4.5km/h，SW850振动压路机或CC21振动压路机振动压实速度控制在3.0～4.0km/h。

　　终压时，用SW850振动压路机压两遍(关闭振动装置)，消除轮迹，形成平整的压实面。并将终压温度控制在90℃～110℃，速度控制在4.0～5.0km/h。

　　压路机的碾压段长度应与混合料摊铺速度相匹配。压路机每次由两端折回的位置应阶梯形的随摊铺机向前推进，使折回处不在同一横断面上。在摊铺机连续摊铺的过程中，压路机不得随意中途停顿。为了保持正常的碾压温度范围，每完成一遍重叠碾压，压路机就向摊铺机靠近一点，这样做也可避免在整个摊铺层宽度上，在相同横断面换向所造成的压痕。达到密实度后，再以最少的碾压遍数进行表面修整，此时压路机离摊铺机可远一点。变更碾压道应在碾压区较冷的一端，并在压路机停振的情况下进行。碾压中，要确保压路机滚轮湿润，以免粘附沥青混合料。有时可采用间歇喷水，但应防止水量过大，以免混合料表面冷却。压路机不得在新铺混合料上转向、调头、左右移动位置或突然刹车。碾压后的路面在冷却前，任何机械不得在路面上停放，并防止矿料、杂物、油料等落在新铺路面上，路面冷却后才能开放交通。

　　振动压路机的振频主要影响沥青面层的表面压实质量。振动压路机的振频比沥青混合料的固有频率(即自振频率)高一些，则可获得较好的压实效果。振幅主要影响沥青面层的压实深度。当碾压层较薄似，宜选用高振频、低振幅;而碾压层较厚时，则可在较低的振频下，选取较大的振幅，以达到压实的目的。沥青道面施工时，振动频率为35～50HZ，振幅宜为0.3～0.8mm。

　　4 接缝的处理

　　在沥青混凝土施工中，由于不同等级跑道设计宽度不同，一般的机场跑道是无法用摊铺机全幅一次作业完成的，在实际施工中就会存在接缝的问题。施工过程中存在两种接缝即纵向和横向接缝。纵缝是幅与幅之间的接缝，横缝是工作缝即同幅摊铺作业时产生的横向接缝。

　　横向相邻两幅的横缝及道面各分层间(上、下面层)的横向接缝均应错位1m以上。铺筑接缝时，可在已压实部分上面铺设一些热混合料(碾压前应铲除)，使之预热软化，以加强新老道面接缝处的粘接。在道面的上面层应做成垂直的平接缝，下面层可采用斜接缝。接缝处应用3m直尺检查平整度，当不符合要求时，应在混合料尚未冷却前及时处理。横向接缝处应先用钢轮或双轮压路机进行横向碾压。碾压外侧可放置供压路机行驶的垫木，碾压时压路机应位于已压实的沥青道面上，主轮先压新铺层上约15cm的宽度，然后逐步移入新铺层，直至全部压在新铺层上为止，再改为纵向碾压。当相邻已有成型铺幅并且又是相连接地段时，应先碾压相邻纵向接缝，然后再碾压横向接缝，最后进行正常的纵向碾压。

　　沥青混凝土道面的纵缝，宜沿跑道、滑行道的中心线向两侧设置。道面各层的纵缝应错开30cm以上。接缝处必须紧密、平顺。纵向接茬时，使压路机位于热沥青混合料上，只允许轮宽的10～20cm在冷料层上，然后进行振动碾压。这种碾压方法是把混合料从热边压入相对的冷结合边，从而产生较高的结合密实度。

　　接缝从工艺上有冷接和热接两种。热接缝要求几台摊铺机成品字形全幅摊铺，每台摊铺机的纵向搭接5cm~10cm，并一次完成碾压工艺，这样搭接一般是看不出来的，并接缝密实，粘结良好。一般情况下是不可能完成全幅多机摊铺的，一是拌合能力的影响，二是同一个项目一般没有多台摊铺机。这样一幅摊铺完再摊铺另一幅就形成了冷接缝。

　　采用梯队作业摊铺的纵缝应采用热接缝。对先摊铺的混合料附近保留10～20cm宽度暂不碾压，作为其后摊铺混合料的高程基准面，最后作跨缝碾压以消除轮迹。碾压时必须掌握混合料的温度，避免产生冷接缝。当不能采用热接缝时，宜用切缝机将缝边切齐或刨齐，清除碎屑，吹干水份。切缝断面要垂直，纵向要成直线(上面层中间纵缝应位于道面的中线)，垂直面应涂刷粘层油。

　　5 压实质量的检测

　　压实质量的检测应根据合同与有关文件(技术规范)的规定及要求进行。主要检测项目有压实度、厚度、平整度、粗糙度，并且要求表面密实均匀。当沥青混合料碾压成型后，其缺陷一般很难修整。对一些较大缺陷，如厚度不足、平整度太差、松散、泛油等应及时返工。对厚度不足或平整度太差则往往要求纠正，要努力把缺陷降到最低程度，最好不出现返工现象。

　　由于邵里木机场根据欧共体设计标准沥青道面施工只有两层，因此，应十分重视下面层的碾压质量，碾压后，随时用3m直尺进行检测，不平整的地方当即用振动压路机修正，为上面层的施工打下良好基础。在上面层施工时，则严格控制碾压质量，层层把关，随时检测，当出现问题时，一是立即修正不合格的地方，二是找出问题原因，为继续施工消除问题隐患。

　　6 结束语

　　(1)在机场沥青道面施工中，矿料的级配是否合适是影响沥青道面施工压实度的重要因素。合理的最佳的级配能提高密实度，同时在施工时易于碾压成型，其他各项指标也易于实现。

　　(2)碾压温度的高低，直接影响沥青混合料的压实质量。混合料温度较高时，可用较少的碾压遍数，获得较高的密实度和较好的压实度。温度较低时，碾压工作变得较为困难，且易产生难消除的轮迹，造成路面不平整，甚至导致压实无效，或其它副作用。因此，必须严格控制压实温度。

　　(3)结合工程实际，选择压路机的种类、大小和数量。碾压试验选择最优的初压、复压和终压三道工序的压路机组合，并确定合适的振频、振幅。

　　(4)处理好横向和纵向接缝并随时检测压实质量。

　　参考文献:

　　[ 1 ] MH5011-1999　　民用机场沥青混凝土道面施工技术规范

　　[ 2 ] MH5014-2002 民用机场飞行区土(石)方与道路基础施工技术规范

　　[ 3 ] 廖荣宁，高速公路沥青路面压实度控制实践，四川建材，2006年第4期.

　　[ 4] 陈少幸、邱志雄、张肖宁、邹桂莲，高速公路沥青路面压实度控制实践，压实机械与施工技术，2006年第6期.