機(jī)場新鋪瀝青道面多種降溫方式的試驗(yàn)研究

王劍飛 劉杰 張鵬

(北京首都國際機(jī)場股份公司，北京 100621)

熱補(bǔ)瀝青是一種重要施工材料，具有養(yǎng)護(hù)簡單、鋪筑方便的特點(diǎn)。為發(fā)揮其瀝青粘結(jié)性、塑性等功能，在滿足生產(chǎn)、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓、接縫等工藝的前提下，新鋪筑瀝青道面的開放使用溫度不應(yīng)大于50℃［1］。對于機(jī)場新鋪筑的熱補(bǔ)瀝青道面，其開放使用同樣有溫度要求［2］。通常瀝青材料的自然冷卻時(shí)間較長，很難滿足大型機(jī)場的運(yùn)行要求。基于提高新鋪瀝青道面降溫效果的目的，采用自來水、干冰以及自然方式來對瀝青道面降溫進(jìn)行了試驗(yàn)研究。

1 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)地點(diǎn)選在某機(jī)場場務(wù)院東側(cè)的行車道，該區(qū)域壞塊較多。為保證試驗(yàn)結(jié)果真實(shí)、有效，試驗(yàn)段采用與跑滑區(qū)域道面鋪筑完全相同的熱補(bǔ)瀝青施工工藝，即切割—攤鋪—碾壓—晾曬。參照現(xiàn)有道面攤鋪層數(shù)的要求，試驗(yàn)段共分8處，每處區(qū)域的尺寸為50 cm×50 cm。其中4處切割8 cm，攤鋪1層瀝青混凝土，另4處切割16 cm，將分2次攤鋪瀝青混凝土，每層8 cm(見表1)。試塊之間采用橡膠板進(jìn)行隔離，以避免水、干冰對相鄰試塊溫度造成干擾。

表1 試驗(yàn)說明

2 試驗(yàn)結(jié)果

本試驗(yàn)現(xiàn)場氣溫為31℃，采用普通熱補(bǔ)瀝青，攤鋪溫度為161℃，符合溫度不低于130℃的要求。試塊攤鋪完成并晾曬10 min后，開始進(jìn)行試驗(yàn)，數(shù)據(jù)記錄周期為10 min，采用紅外線溫度儀進(jìn)行測量。試塊1，2，3，4采用灑水降溫，每次灑水1.5 L，水均勻覆蓋試塊;試塊7，8使用干冰降溫，為保證干冰均勻鋪蓋整改試塊，每次須使用干冰1 kg;試塊5，6使用自然降溫方式。按照降溫次數(shù)及攤鋪次數(shù)進(jìn)行對比，共分4種情況，具體結(jié)果如下:

1)攤鋪1次、單次降溫情況。

對于攤鋪1次的瀝青道面，單次降溫效果如圖1所示。可以看到，鋪灑干冰的試塊7初始降溫效果顯著，溫度由103℃大幅降溫59℃，但隨著干冰的快速揮發(fā)以及瀝青里層熱量的傳遞，道面的溫度又呈明顯的升溫現(xiàn)象，整體降溫效果反而不如采用灑水降溫的試塊1。雖然試塊1同樣出現(xiàn)了溫度升高的情況，這是由水的揮發(fā)損失造成的，但與自然降溫相比，道面溫度總體仍較低。60 min后，試塊1比試塊5低10℃以上，道面攤鋪完成120 min后，其道面溫度仍然比試塊5低5℃左右，這說明單次灑水起到了道面降溫的作用。

圖1 單層攤鋪、單次降溫效果對比圖

2)攤鋪2次、單次降溫情況。

圖2 兩層攤鋪、單次降溫效果對比圖

由圖2可以看到，與自然降溫、干冰降溫效果相比，灑水降溫的效果較為明顯。由于干冰冷卻效果好，采用干冰降溫的道面初期降溫顯著，但70 min后，其降溫曲線基本與自然降溫曲線重合，說明干冰基本已揮發(fā)完畢。而由于水的揮發(fā)慢，道面保濕性較強(qiáng)，水仍然能發(fā)揮其降溫的效果，試驗(yàn)150 min后，灑水降溫的試塊3溫度保持在59℃，比試塊6、試塊8低10℃左右。

綜合以上分析可以看到，灑水降溫的效果最好，干冰雖具有初期降溫效果好的優(yōu)點(diǎn)，但考慮到其揮發(fā)快及成本較高的因素，不宜用于瀝青道面降溫。

本試驗(yàn)在對試塊2，試塊4初次灑水40 min后，又進(jìn)行了第2次灑水，并將試塊1，試塊3進(jìn)行了對比，以確定灑水次數(shù)對瀝青道面降溫效果的影響。

3)攤鋪1次、不同灑水次數(shù)情況。

圖3 單層攤鋪、不同灑水次數(shù)的降溫效果對比圖

由圖3可以看到，試塊1，2在灑1次水后，兩者表現(xiàn)出幾乎相同的降溫規(guī)律。但40 min后對試塊2進(jìn)行了2次灑水，其道面溫度下降較為明顯，在120 min后，道面溫度降到50℃左右，而試塊1此時(shí)的溫度較試塊2高6℃。這說明對單層攤鋪的道面進(jìn)行了2次灑水，其道面溫度下降較快，并且未出現(xiàn)反彈的情況，這對于縮短道面開放使用的時(shí)間有利。

4)攤鋪2次、不同灑水次數(shù)情況。

圖4 兩層攤鋪、不同灑水次數(shù)的降溫效果對比圖

圖4同樣反映出，經(jīng)2次灑水的試塊4，其溫度下降較快。比如，120 min后瀝青道面溫度為54℃，而同一時(shí)間的試塊3，道面溫度為59℃。這同樣說明對于需要進(jìn)行2次攤鋪的道面，增加灑水次數(shù)有利于新鋪道面溫度的下降。

3 結(jié)語

通過以上對比、分析可以看到，在不影響道面質(zhì)量的前提下對道面進(jìn)行灑水降溫，效果較好，并且保持時(shí)間長;干冰雖然初期降溫效果好，但其因揮發(fā)快，后期降溫等同于自然降溫，不宜采用。對新鋪道面增加一次灑水，有利于縮短道面開放使用的時(shí)間。

［1］JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］MH 5011-1999，民航機(jī)場瀝青混凝土道面施工技術(shù)規(guī)范［S］.