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)場施工

瀝青混凝土路面 溫度

隨著中國公路建設(shè)的高速發(fā)展,瀝青混凝土路面在中國大面積的得到用于公路和城市道路建設(shè)。現(xiàn)在新建高等級公路幾乎全部采用瀝青混凝土路面,原來國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,主要有以下幾個優(yōu)點:(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,能及時開放交通;(4)路面維護也較快捷,對交通影響小。修筑一條合格的瀝青混凝土道路需要從多個方面進行控制,包括設(shè)計、原材料、配合比、施工工藝、養(yǎng)護等。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。本文針對瀝青混凝土路面施工中溫度的下降規(guī)律進行初步探討,借此提高施工的管理水平,最終達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)陌韬蠝囟燃皦簩崪囟取θ狈φ硿厍€數(shù)據(jù)時,可根據(jù)表一范圍選擇,并根據(jù)實際情況確定使用高值或低值。當(dāng)表中溫度不符實際情況時,容許作適當(dāng)調(diào)整。規(guī)范同時提出,瀝青路面不得在氣溫低于10℃(高速公路和一級公路)或5℃(其他等級公路),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,不能保證迅速壓實時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有較嚴格的溫度要求,需要在施工中的各個環(huán)節(jié)進行相應(yīng)的溫度控制。從材料性能上分析,瀝青是一種彈塑性有機材料,瀝青粘度隨溫度的變化而變化。表現(xiàn)為高溫時軟化,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。當(dāng)溫度下降時,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行。錯過了最佳溫度再進行施工,會造成碾壓困難,達不到規(guī)定的壓實度,更有甚者會破壞其已形成的強度,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。在瀝青路面施工時應(yīng)重點對混合料溫度進行控制,在施工的裝料、運輸?shù)浆F(xiàn)場、攤鋪碾壓各個環(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。公路等級為二級公路,在原有水泥混凝土路面基礎(chǔ)上進行路面改造。由于工期安排,在鋪筑路面時已臨近冬季,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30公里,根據(jù)過去工地施工經(jīng)驗及現(xiàn)場溫度實測,瀝青混合料運至施工現(xiàn)場溫度一般在150度左右,能夠滿足施工技術(shù)規(guī)范要求。在以前的工程實踐中,雖然到現(xiàn)場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,因為是舊路改造,只能邊通車邊半幅施工,寬度僅3.75米,壓實遍數(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間,要求施工單位合理安排人員機械在規(guī)定的時間完成攤鋪碾壓,切實指導(dǎo)施工。本工程擬投入光輪壓路機一臺,膠輪壓路機一臺。光輪壓路機靜壓一遍,振動一遍,25噸膠輪壓路機復(fù)壓3遍,最后用光輪壓路機收尾。

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、空氣對流進行熱交換,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)鋼輪壓路機淋水,水進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

為了準確的測量溫度下降規(guī)律,在施工中筆者隨機抽取2個斷面,每個斷面測5點,采用插入式溫度計和紅外線溫度計分別在攤鋪時、初壓完成時、復(fù)壓完成時溫度測量。為了掌握最短開放交通時間,在復(fù)壓完成后又測量了3次。測量數(shù)據(jù)如表3。

根據(jù)表3做出“路面碾壓時間-下降溫度關(guān)系圖”,如圖1。

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

從圖1溫度實測結(jié)果得知,溫度下降是先快后慢,在最初的25分鐘時間內(nèi),溫度下降很快,達到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。有了明確的時間要求,現(xiàn)場管理工作有了明顯的改善,攤鋪碾壓工作及時跟進,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,需要進行交通管制,特別是在場鎮(zhèn)施工時,車流量大,交通管制工作壓力大。掌握這個規(guī)律,盡早開放交通,既保證了施工質(zhì)量,又減少了施工時的交通管制壓力,方便了沿線百姓出行。

3 結(jié)語

本文通過對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)場提出了相應(yīng)施工要求,通過上述工作對提高瀝青路面質(zhì)量有一定作用。但限于水平,不當(dāng)之處尚需敬請同仁不吝賜正。

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