浅析沥青混凝土路面温度下降规律

杨清焰 罗玲 2019-09-07 版权声明 举报文章

【摘 要】 温度控制是沥青面层施工成败的关键,施工中必须严格控制温度。找出温度在施工过程中的下降规律可指导现场施工

【关键词】 沥青混凝土路面 温度

随着中国公路建设的高速发展,沥青混凝土路面在中国大面积的得到用于公路和城市道路建设。现在新建高等级公路几乎全部采用沥青混凝土路面,原来国省干线大面积采用水泥混凝土路面的也在逐步推行沥青混凝土罩面,俗称“白加黑”。沥青混凝土路面属于柔性路面,与传统的水泥混凝土路面相比,主要有以下几个优点:(1)路面平整,减震降噪,驾驶舒适;(2)路面存在一定粗糙度,抗滑性能好,特别是在雨天也能保证较好的抗滑性能;(3)施工方便快速,能及时开放交通;(4)路面维护也较快捷,对交通影响小。修筑一条合格的沥青混凝土道路需要从多个方面进行控制,包括设计、原材料、配合比、施工工艺、养护等。在施工中需要控制的关键因素就是沥青混凝土的温度控制。本文针对沥青混凝土路面施工中温度的下降规律进行初步探讨,借此提高施工的管理水平,最终达到提高沥青混凝土路面质量的目的。

1 沥青混凝土路面施工中温度的重要性

在《JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范》中明确提出,普通沥青结合料的施工温度宜通过在135℃及175℃条件下测定的粘度-温度曲线,并根据该曲线选择适当的拌合温度及压实温度。对缺乏粘温曲线数据时,可根据表一范围选择,并根据实际情况确定使用高值或低值。当表中温度不符实际情况时,容许作适当调整。规范同时提出,沥青路面不得在气温低于10℃(高速公路和一级公路)或5℃(其他等级公路),以及雨天、路面潮湿的情况下施工。寒冷季节遇大风降温,不能保证迅速压实时不得铺筑沥青混合料。热拌沥青混合料的最低摊铺温度不得低于表2的要求。每天施工开始阶段宜采用较高温度的混合料。

从表1、表2中得知,沥青混凝土路面在施工时有较严格的温度要求,需要在施工中的各个环节进行相应的温度控制。从材料性能上分析,沥青是一种弹塑性有机材料,沥青粘度随温度的变化而变化。表现为高温时软化,流塑性增大,容易在外力的作用下发生变形,使集料之间相互位移挤压密实。当温度下降时,粘性增大,在外力的作用下不易变形,能承受一定的荷载。沥青混合料的摊铺碾压都要求在一定的高温下进行。错过了最佳温度再进行施工,会造成碾压困难,达不到规定的压实度,更有甚者会破坏其已形成的强度,造成混合料松散。因此在最佳温度下摊铺碾压是保证沥青混凝土路面质量的关键。在沥青路面施工时应重点对混合料温度进行控制,在施工的装料、运输到现场、摊铺碾压各个环节中都需要专人记录温度,确保施工温度在适宜范围内。

2 工程实例

G321线大纳路是川南片区公路网中比较重要的一条公路干线,地处亚热带季风气候区,夏季炎热,冬季寒冷,极端最低气温-2.4度。公路等级为二级公路,在原有水泥混凝土路面基础上进行路面改造。由于工期安排,在铺筑路面时已临近冬季,白天温度最高仅15°,合理安排施工组织,保证施工温度在适宜范围内是保证施工质量的关键。本工地沥青拌合楼距施工现场30公里,根据过去工地施工经验及现场温度实测,沥青混合料运至施工现场温度一般在150度左右,能够满足施工技术规范要求。在以前的工程实践中,虽然到现场的沥青混合料温度能满足规范要求,但在具体施工过程中,因为是旧路改造,只能边通车边半幅施工,宽度仅3.75米,压实遍数多,在施工过程中外界因素干扰大,温度下降快,常常发生施工温度已低于最佳温度,最后造成路面的早期破坏。笔者拟掌握沥青混合料在摊铺碾压中的温度下降规律,找出从摊铺到碾压完成的合理时间,要求施工单位合理安排人员机械在规定的时间完成摊铺碾压,切实指导施工。本工程拟投入光轮压路机一台,胶轮压路机一台。光轮压路机静压一遍,振动一遍,25吨胶轮压路机复压3遍,最后用光轮压路机收尾。

沥青混合料在摊铺之后温度下降迅速的原因主要有:(1)路表与外界环境主要通过空气辐射、空气对流进行热交换,环境温度越低散热越快;(2)与下承层的接触导致的热传导,下承层温度越低温度下降越快;(3)钢轮压路机淋水,水进入沥青混合料后受高温蒸发将吸收大量的热量;(4)沥青面层的厚度的影响。沥青面层越薄,温度下降越快。

为了准确的测量温度下降规律,在施工中笔者随机抽取2个断面,每个断面测5点,采用插入式温度计和红外线温度计分别在摊铺时、初压完成时、复压完成时温度测量。为了掌握最短开放交通时间,在复压完成后又测量了3次。测量数据如表3。

根据表3做出“路面碾压时间-下降温度关系图”,如图1。

根据图1,利用EXCEL的计算功能,做出时间和温度的关系函数,即y=0.0001x3-0.0367x2+3.221x+5.412

从图1温度实测结果得知,温度下降是先快后慢,在最初的25分钟时间内,温度下降很快,达到65度,如果摊铺温度为145度,25分钟后就下降到80度,即碾压终了最低温度。即要求施工单位最迟在25分钟时间内合理的组织施工,完成摊铺碾压,否则将不能满足施工最低碾压温度。有了明确的时间要求,现场管理工作有了明显的改善,摊铺碾压工作及时跟进,最终保证了工程质量。

沥青路面温度越到后面温度下降越慢,从碾压完毕到路面开放交通,需要约80分钟。由于是半幅施工,需要进行交通管制,特别是在场镇施工时,车流量大,交通管制工作压力大。掌握这个规律,尽早开放交通,既保证了施工质量,又减少了施工时的交通管制压力,方便了沿线百姓出行。

3 结语

本文通过对沥青混凝土路面温度下降规律的分析,并结合工程现场提出了相应施工要求,通过上述工作对提高沥青路面质量有一定作用。但限于水平,不当之处尚需敬请同仁不吝赐正。

参考文献

[1]《JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范》.

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