淺析瀝青混凝土路面溫度下降規(guī)律

楊清焰 羅玲

(1.瀘州市公路局,四川瀘州 646000;2.瀘州市交通建設(shè)工程管理中心,四川瀘州 646000)

淺析瀝青混凝土路面溫度下降規(guī)律

楊清焰1羅玲2

(1.瀘州市公路局,四川瀘州 646000;2.瀘州市交通建設(shè)工程管理中心,四川瀘州 646000)

溫度控制是瀝青面層施工成敗的關(guān)鍵,施工中必須嚴(yán)格控制溫度。找出溫度在施工過程中的下降規(guī)律可指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工

瀝青混凝土路面 溫度

隨著中國(guó)公路建設(shè)的高速發(fā)展,瀝青混凝土路面在中國(guó)大面積的得到用于公路和城市道路建設(shè)?，F(xiàn)在新建高等級(jí)公路幾乎全部采用瀝青混凝土路面,原來(lái)國(guó)省干線大面積采用水泥混凝土路面的也在逐步推行瀝青混凝土罩面,俗稱“白加黑”。瀝青混凝土路面屬于柔性路面,與傳統(tǒng)的水泥混凝土路面相比,主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):(1)路面平整,減震降噪,駕駛舒適;(2)路面存在一定粗糙度,抗滑性能好,特別是在雨天也能保證較好的抗滑性能;(3)施工方便快速,能及時(shí)開放交通;(4)路面維護(hù)也較快捷,對(duì)交通影響小。修筑一條合格的瀝青混凝土道路需要從多個(gè)方面進(jìn)行控制,包括設(shè)計(jì)、原材料、配合比、施工工藝、養(yǎng)護(hù)等。在施工中需要控制的關(guān)鍵因素就是瀝青混凝土的溫度控制。本文針對(duì)瀝青混凝土路面施工中溫度的下降規(guī)律進(jìn)行初步探討,借此提高施工的管理水平,最終達(dá)到提高瀝青混凝土路面質(zhì)量的目的。

1 瀝青混凝土路面施工中溫度的重要性

在《JTGF40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中明確提出,普通瀝青結(jié)合料的施工溫度宜通過在135℃及175℃條件下測(cè)定的粘度－溫度曲線,并根據(jù)該曲線選擇適當(dāng)?shù)陌韬蠝囟燃皦簩?shí)溫度。對(duì)缺乏粘溫曲線數(shù)據(jù)時(shí),可根據(jù)表一范圍選擇,并根據(jù)實(shí)際情況確定使用高值或低值。當(dāng)表中溫度不符實(shí)際情況時(shí),容許作適當(dāng)調(diào)整。規(guī)范同時(shí)提出,瀝青路面不得在氣溫低于10℃(高速公路和一級(jí)公路)或5℃(其他等級(jí)公路),以及雨天、路面潮濕的情況下施工。寒冷季節(jié)遇大風(fēng)降溫,不能保證迅速壓實(shí)時(shí)不得鋪筑瀝青混合料。熱拌瀝青混合料的最低攤鋪溫度不得低于表2的要求。每天施工開始階段宜采用較高溫度的混合料。

從表1、表2中得知,瀝青混凝土路面在施工時(shí)有較嚴(yán)格的溫度要求,需要在施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行相應(yīng)的溫度控制。從材料性能上分析,瀝青是一種彈塑性有機(jī)材料,瀝青粘度隨溫度的變化而變化。表現(xiàn)為高溫時(shí)軟化,流塑性增大,容易在外力的作用下發(fā)生變形,使集料之間相互位移擠壓密實(shí)。當(dāng)溫度下降時(shí),粘性增大,在外力的作用下不易變形,能承受一定的荷載。瀝青混合料的攤鋪碾壓都要求在一定的高溫下進(jìn)行。錯(cuò)過了最佳溫度再進(jìn)行施工,會(huì)造成碾壓困難,達(dá)不到規(guī)定的壓實(shí)度,更有甚者會(huì)破壞其已形成的強(qiáng)度,造成混合料松散。因此在最佳溫度下攤鋪碾壓是保證瀝青混凝土路面質(zhì)量的關(guān)鍵。在瀝青路面施工時(shí)應(yīng)重點(diǎn)對(duì)混合料溫度進(jìn)行控制,在施工的裝料、運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)、攤鋪碾壓各個(gè)環(huán)節(jié)中都需要專人記錄溫度,確保施工溫度在適宜范圍內(nèi)。

2 工程實(shí)例

G321線大納路是川南片區(qū)公路網(wǎng)中比較重要的一條公路干線,地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),夏季炎熱,冬季寒冷,極端最低氣溫-2.4度。公路等級(jí)為二級(jí)公路,在原有水泥混凝土路面基礎(chǔ)上進(jìn)行路面改造。由于工期安排,在鋪筑路面時(shí)已臨近冬季,白天溫度最高僅15°,合理安排施工組織,保證施工溫度在適宜范圍內(nèi)是保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵。本工地瀝青拌合樓距施工現(xiàn)場(chǎng)30公里,根據(jù)過去工地施工經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)溫度實(shí)測(cè),瀝青混合料運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)溫度一般在150度左右,能夠滿足施工技術(shù)規(guī)范要求。在以前的工程實(shí)踐中,雖然到現(xiàn)場(chǎng)的瀝青混合料溫度能滿足規(guī)范要求,但在具體施工過程中,因?yàn)槭桥f路改造,只能邊通車邊半幅施工,寬度僅3.75米,壓實(shí)遍數(shù)多,在施工過程中外界因素干擾大,溫度下降快,常常發(fā)生施工溫度已低于最佳溫度,最后造成路面的早期破壞。筆者擬掌握瀝青混合料在攤鋪碾壓中的溫度下降規(guī)律,找出從攤鋪到碾壓完成的合理時(shí)間,要求施工單位合理安排人員機(jī)械在規(guī)定的時(shí)間完成攤鋪碾壓,切實(shí)指導(dǎo)施工。本工程擬投入光輪壓路機(jī)一臺(tái),膠輪壓路機(jī)一臺(tái)。光輪壓路機(jī)靜壓一遍,振動(dòng)一遍,25噸膠輪壓路機(jī)復(fù)壓3遍,最后用光輪壓路機(jī)收尾。

瀝青混合料在攤鋪之后溫度下降迅速的原因主要有:(1)路表與外界環(huán)境主要通過空氣輻射、空氣對(duì)流進(jìn)行熱交換,環(huán)境溫度越低散熱越快;(2)與下承層的接觸導(dǎo)致的熱傳導(dǎo),下承層溫度越低溫度下降越快;(3)鋼輪壓路機(jī)淋水,水進(jìn)入瀝青混合料后受高溫蒸發(fā)將吸收大量的熱量;(4)瀝青面層的厚度的影響。瀝青面層越薄,溫度下降越快。

表1

表2

表3

圖1

為了準(zhǔn)確的測(cè)量溫度下降規(guī)律,在施工中筆者隨機(jī)抽取2個(gè)斷面,每個(gè)斷面測(cè)5點(diǎn),采用插入式溫度計(jì)和紅外線溫度計(jì)分別在攤鋪時(shí)、初壓完成時(shí)、復(fù)壓完成時(shí)溫度測(cè)量。為了掌握最短開放交通時(shí)間,在復(fù)壓完成后又測(cè)量了3次。測(cè)量數(shù)據(jù)如表3。

根據(jù)表3做出“路面碾壓時(shí)間-下降溫度關(guān)系圖”,如圖1。

根據(jù)圖1,利用EXCEL的計(jì)算功能,做出時(shí)間和溫度的關(guān)系函數(shù),即y=0.0001x3-0.0367x2+3.221x+5.412

從圖1溫度實(shí)測(cè)結(jié)果得知,溫度下降是先快后慢,在最初的25分鐘時(shí)間內(nèi),溫度下降很快,達(dá)到65度,如果攤鋪溫度為145度,25分鐘后就下降到80度,即碾壓終了最低溫度。即要求施工單位最遲在25分鐘時(shí)間內(nèi)合理的組織施工,完成攤鋪碾壓,否則將不能滿足施工最低碾壓溫度。有了明確的時(shí)間要求,現(xiàn)場(chǎng)管理工作有了明顯的改善,攤鋪碾壓工作及時(shí)跟進(jìn),最終保證了工程質(zhì)量。

瀝青路面溫度越到后面溫度下降越慢,從碾壓完畢到路面開放交通,需要約80分鐘。由于是半幅施工,需要進(jìn)行交通管制,特別是在場(chǎng)鎮(zhèn)施工時(shí),車流量大,交通管制工作壓力大。掌握這個(gè)規(guī)律,盡早開放交通,既保證了施工質(zhì)量,又減少了施工時(shí)的交通管制壓力,方便了沿線百姓出行。

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過對(duì)瀝青混凝土路面溫度下降規(guī)律的分析,并結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)提出了相應(yīng)施工要求,通過上述工作對(duì)提高瀝青路面質(zhì)量有一定作用。但限于水平,不當(dāng)之處尚需敬請(qǐng)同仁不吝賜正。

[1]《JTGF40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》.