低温环境下AC型SBS改性沥青混凝土路面施工温度控制研究

2019-09-25 版权声明 举报文章

摘要:沥青砼施工温度环境影响因素主要包括厚度、太阳光、风速、下卧层温度及外界气温等,所以,加强对低温条件下AC型SBS改性沥青砼路面施工温度控制对提高沥青砼路面施工质量至关重要。在本案,笔者就某地为研究对象,研究并分析了在低温条件下,AC型SBS改性沥青砼结构在摊铺及碾压阶段的沥青砼温降规律。

关键字:低温环境 AC型SBS改性 沥青砼 路面施工 温度控制

中图分类号:TU528.42文献标识码: A 文章编号:

一、低温环境下摊铺阶段及碾压阶段温降规律

沥青砼施工温度环境影响因素主要包括厚度、太阳光、风速、下卧层温度及外界气温等。现场对下卧层温度监测数据显示,环境太阳光、风力及气温对其起着决定性的作用,此外,风速及气温成为了温降的重要影响因素。

在本案,笔者的研究对象为中面层AC-20C型改性沥青砼现场施工摊铺阶段及碾压阶段。在风速及气温均不同的环境下,砼摊铺及初压阶段降温率并为同一阶段,即摊铺初压阶段,复压及终压阶段并为同一阶段。

(一)气温对温降的影响

下图为二级风力不同气温温降曲线图:

从上图可得,在相同二级风力条件下,SBS改性沥青砼在21℃、15℃、10℃处呈现的温降走向存在一定的一致性。但是,温度损失率随着温度的降低而变得更快,此时,温降速率更大。

下图为二级风力不同气温温降速度显示图:

从上图可

得,温区不同,降温速率亦存在差异。若温度≧140℃,砼降温速率——1.3-2.5℃/min;若温度在120℃-140℃范围内,砼降温速度——0.9℃-1.3℃/min;若气温为10℃,在摊铺初压阶段砼降温最大速率——2.5℃/min,其相当于1.9倍21℃气温降温速率;15℃为1.4倍21℃气温降温速率。综上可得:摊铺初压阶段及复压阶段均受到温度的较大影响,终压阶段受到温度较小影响。

(二)风速对温降影响

1.10℃气温不同风力温降曲线及速率

下图为0℃气温不同风力温降曲线及速率显示图:

从上图(左)可得,在10℃气温环境之下,SBS改性沥青砼在四级风、二级风、无风条件下降温走向存在一定的一致性。但是,温度损失率随着风力的增大而变大,此时,温降速率也变大。从上图(右)可得,温区不同,降温速率亦各异。若温度>140℃,砼温降速率——1.8℃-3.5℃/min;若温度在120℃-140℃范围内,砼温降速率——1.2℃-1.5℃/min;四级风条件下,摊铺初压阶段温降速率——3.5℃/min、复压阶段温降速率——2.8℃/min(即相当于1.7倍无房条件下温降速率)。

2.15℃气温不同风力温降曲线及速率

下图为5℃气温不同风力温降曲线及速率显示图:

从上图(左)可得,在15℃气温环境之下,SBS改性沥青砼在三级风、二级风、无风条件下温降走向存在一定的一致性,但是,温降速率随着风力的增大而增大。

从上图(右)可得,温区不同,温降速度亦各异。若温度>140℃,砼温降速度——1.8℃-3.5℃/min;温度在120℃-140℃范围内,砼温降速率——1.2℃-1.5℃/min;三级风条件下,摊铺初压阶段温降速率——2.5℃/min,其相当于1.7倍无风条件温降速率。

综上所述,10℃-15℃气温环境受三四级风影响较大。当温降速率增大1.7倍,摊铺初压阶段及复压阶段温降速率更大。

(三)低温环境下各施工阶段温度损失

参考现场试验数据显示,在10℃-15℃低温环境、0级-2级风力条件下,摊铺温度及初压温度损失——10℃-15℃、复压温度损失——15℃-20℃;在10℃-15℃低温环境、3级-4级风力条件下,摊铺温度、初压温度损失——15℃-20℃、复压温度损失——20℃-30℃。

二、低温环境下SBS改性沥青砼路面摊铺及碾压工艺参数

(一)碾压段长度

就碾压段长度规范而言,在沥青砼温度不推移、不出现年轮等现象条件下,只有尽量跟紧初压阶段、复压阶段及终压阶段,及碾压段总长度≦60m-80m,才能实现温度散失的减少。

因低温环境条件影响,改性沥青砼施工温度下降相当快,则应该慎重选择碾压段长度。分析中面层碾压初压阶段、复压阶段及终压阶段碾压时间:初压阶段——碾压时间更短,与摊铺机基本保持同步;终压阶段——遍数较少、碾压时间更短,起消除轮迹作用;复压阶段——碾压时间长、碾压遍数多,对整个面层压实质量及压实效果其决定作用。所以,复压阶段直接决定了碾压段长度。

就复压阶段碾压段长度而言,采取碾压速度、碾压时间、温降速率等参数,并借助一下公式计算:

上列方程式中:t——压路机单次调向停顿时间(取值0.1min);n——碾压道数;V——碾压速度(m/min);N——碾压遍数;L——碾压段长度(m);T复——复压阶段碾压时间(min);ΔT——复压阶段温降速率(℃/min)。

(二)摊铺速度

确保摊铺连续作业是改性沥青砼路面施工的必要事项。摊铺速度与拌和设备宽度、摊铺厚度、生产率、碾压时间、碾压长度等存在密切关系。在实际施工过程中,常常由于碾压速度过慢而引起砼摊铺施工连续性得不到保障。所以,在确定及计算摊铺速度时,应该对各方面进行综合考虑,在计算时,可以采取以下函数式,施工摊铺最终速度应为两者最小者:

上列方程式中,V——摊铺机摊铺速度(m/min);T复1——复压阶段前排两台胶轮碾压完成时间(min);D——沥青砼密度(t/m3);Q——拌和站生产率(t/h);C——摊铺机效率系数(对运输能力、设备状况综合考虑,取值:0.6-0.8);H——摊铺沥青厚度(m);L——摊铺机宽度(m);

计算上列两方程式,就10℃-15℃气温条件而言,SBS改性沥青中面层摊铺速度应该≦2m/min。所以,摊铺速度应该与碾压速度保持一致,且应符合“摊铺用时>碾压用时”原则,以此确保碾压作业与摊铺作业保持一致。

(三)低温环境下SBS改性沥青砼摊铺阶段及碾压阶段施工温度控制

通过低温环境下SBS改性沥青砼在初压阶段、复压阶段及终压阶段施工温度研究,及不同风力及低温环境影响下,初压温度、摊铺温度损失情况,依据施工温度相关规范,10℃-15℃气温环境下SBS改性沥青砼初压阶段、复压阶段及终压阶段施工温度控制值如下所示:

三、总结

10℃-15℃低温环境之下,AC型SBS改性沥青砼摊铺阶段、初压阶段、复压阶段、终压阶段温降规律为:0级-2级风、摊铺阶段及初压阶段温降损失——10℃-15℃、复压阶段温降损失——15℃-20℃;3级-4级风、摊铺阶段及初压阶段温降损失——15℃-20℃、复压阶段温降损失——20℃-30℃。摊铺阶段、初压阶段、复压阶段温降速率受风力及气温影响大,而其对终压阶段影响小。

10℃-15℃低温环境之下,应该严格控制AC型SBS改性沥青砼摊铺阶段及碾压阶段施工温度;若风速大于3级及4级,SBS改性沥青砼施工不可取。

参考文献:

[1]雷有雄.浅析SBS改性沥青路面施工要点[J].中华民居,2011,(8)

[2]朱娘柱.SBS改性沥青路面施工技术探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(8)

[3]蔡华明.SBS改性沥青施工工艺[J].交通世界(建养机械),2011,(4)

[4]莫伟光.浅析SBS改性沥青路面施工技术[J].科学之友,2011,(24)

[5]刘伟竹.SBS改性沥青加工及其在道路施工中的应用[J].山西建筑,2010,36(33)

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