張李明， 婁中波（天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300051）

關(guān)于瀝青混合料溫度離析現(xiàn)象的研究①

張李明， 婁中波
（天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300051）

為了保證瀝青路面在有效的壓實(shí)時(shí)間內(nèi)完成高質(zhì)量的碾壓，很有必要對(duì)瀝青混合料的溫度離析現(xiàn)象進(jìn)行研究.依托宿遷-新沂高速公路工程，對(duì)運(yùn)料車(chē)上不同位置和深度瀝青混合料的溫度進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合攤鋪路橫斷面上不同位置瀝青混合料的溫度分布情況，對(duì)瀝青混合料的溫度離析現(xiàn)象進(jìn)行研究.通過(guò)對(duì)溫度離析現(xiàn)象的研究，來(lái)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的施工，提高工程的施工質(zhì)量.

溫度離析；溫度測(cè)量；溫度差異；施工質(zhì)量

文章編號(hào)：1008-1402（2015）06-0919-03

0　引言

瀝青混合料的溫度離析對(duì)路面的碾壓質(zhì)量有很大的影響.如何在有效的壓實(shí)時(shí)間內(nèi)完成高質(zhì)量的碾壓，這是施工過(guò)程中必須重視的一個(gè)問(wèn)題.結(jié)合宿遷-新沂高速公路工程，通過(guò)對(duì)運(yùn)料車(chē)上不同位置和深度瀝青混合料的溫度進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合攤鋪路橫斷面上不同位置瀝青混合料的溫度測(cè)量結(jié)果，對(duì)溫度離析現(xiàn)象進(jìn)行相應(yīng)的研究.

1　溫度離析現(xiàn)象的分析

所謂瀝青混合料的溫度離析是指原來(lái)經(jīng)過(guò)攪拌、溫度均勻的瀝青混合料，經(jīng)過(guò)某一過(guò)程后，溫度出現(xiàn)較大差異的現(xiàn)象［1］.在現(xiàn)場(chǎng)的施工過(guò)程中，溫度離析現(xiàn)象是相當(dāng)嚴(yán)重的.攤鋪的瀝青混合料溫度過(guò)低，則不能很好的被壓實(shí)，從而造成了攤鋪表面的不平整；一些溫度更低的混合料還有可能冷卻結(jié)塊，不能碾壓成型，這樣就會(huì)影響路面的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度.溫度離析還會(huì)使路面的維修費(fèi)用大幅上升，增加輪胎的磨損，行車(chē)的安全和舒適性也大打折扣.

為了減少溫度離析現(xiàn)象的產(chǎn)生，首先要對(duì)溫度離析產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析.在瀝青混合料從拌合站到攤鋪現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程中，拌合站供給運(yùn)料車(chē)的瀝青混合料溫度是符合要求的，不存在溫度離析現(xiàn)象.而在運(yùn)輸和攤鋪的過(guò)程中，由于運(yùn)距和天氣等外界因素的影響，會(huì)造成瀝青混合料溫度的不均勻，產(chǎn)生溫度離析現(xiàn)象.

2　運(yùn)料車(chē)上瀝青混合料溫度的分布

為了得到運(yùn)料車(chē)上不同位置和深度瀝青混合料的溫度，對(duì)運(yùn)料車(chē)上不同深度和位置瀝青混合料的溫度進(jìn)行了測(cè)量，具體的測(cè)量方法如下：

圖1　車(chē)頂測(cè)溫點(diǎn)分布

圖2　運(yùn)料車(chē)上瀝青混合料溫度隨深度的變化曲線圖

在運(yùn)料車(chē)車(chē)頂選取6個(gè)測(cè)點(diǎn)如圖1所示，用插入式測(cè)溫儀測(cè)量不同位置和深度瀝青混合料的溫度，將測(cè)溫儀的探頭插入瀝青混合料中，每插入3cm的深度讀數(shù)一次并記錄，直至插入式測(cè)溫儀上的溫度讀數(shù)穩(wěn)定為止.比較不同測(cè)點(diǎn)瀝青混合料溫度隨深度的變化情況，得到不同深度和位置瀝青混合料溫度的分布規(guī)律.

在獲得的多組數(shù)據(jù)中，選擇其中的兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，表1是獲得兩組數(shù)據(jù)時(shí)的外界條件，其中A、B兩車(chē)瀝青混合料的初始溫度相同.

表1　A，B兩車(chē)的外界環(huán)境條件

圖3　運(yùn)料車(chē)上不同位置瀝青混合料溫度的變化曲線圖

圖2是某一運(yùn)料車(chē)上Ⅱ2處的瀝青混合料溫度隨深度的變化圖，從圖中可以看出探頭插入深度較小的時(shí)候，瀝青混合料溫度的變化比較大.隨著插入深度越來(lái)越大，瀝青混合料的溫度變化越來(lái)越小，當(dāng)插入到瀝青混合料15cm左右時(shí)，瀝青混合料的溫度趨于穩(wěn)定.從圖中還可以看出，運(yùn)料車(chē)表面的溫度和穩(wěn)定時(shí)的溫度相差約為25℃，25℃的溫度差異影響了瀝青的粘度，運(yùn)料車(chē)表面的瀝青混合料溫度低，瀝青的粘度高，高粘度的瀝青會(huì)粘住集料，集料的移動(dòng)性會(huì)變差，在壓實(shí)的過(guò)程中，集料難以移動(dòng)會(huì)造成瀝青混合料壓實(shí)不足；運(yùn)料車(chē)內(nèi)部的瀝青混合料溫度高，瀝青的粘度低，這時(shí)的集料不會(huì)被瀝青粘住，集料的移動(dòng)性較好，在壓實(shí)的過(guò)程中，較好的移動(dòng)性會(huì)使瀝青混合料密實(shí)度較好.

圖4　A，B兩車(chē)同一位置瀝青混合料溫度的變化曲線圖

由圖3可知，運(yùn)料車(chē)上不同位置的瀝青混合料溫度變化情況不同，靠近車(chē)邊緣位置的瀝青混合料溫度比運(yùn)料車(chē)中間的溫度低，但是隨著深度的增加，瀝青混合料最后趨于穩(wěn)定的溫度相差無(wú)幾.這是由于靠近車(chē)邊緣地方的瀝青混合料熱量散失的快，更容易與周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行熱量交換，致使其溫度比運(yùn)料車(chē)中間的瀝青混合料溫度要低.

圖5　現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)試點(diǎn)的選取

圖6　現(xiàn)場(chǎng)溫度傳感器的固定

圖7　同一橫斷上不同點(diǎn)瀝青混合料溫度隨時(shí)間的變化圖

表1表明A，B兩車(chē)的外界環(huán)境條件不同，B車(chē)的運(yùn)距比A車(chē)的要大，并且外界的氣溫低，風(fēng)速也比A車(chē)的要大.由圖4可看出，運(yùn)料車(chē)表面同一位置B車(chē)的瀝青混合料溫度比A車(chē)要低，這是由于B車(chē)的運(yùn)距大，外界氣溫低，風(fēng)速大，加快了B車(chē)瀝青混合料與外界環(huán)境的熱量交換，使B車(chē)瀝青混合料的熱量散失更快，造成了B車(chē)表面瀝青混合料的溫度要低于A車(chē)同位置的溫度.

根據(jù)對(duì)運(yùn)料車(chē)上不同深度和位置瀝青混合料溫度的研究，在現(xiàn)場(chǎng)的施工過(guò)程中，為了減少運(yùn)料車(chē)上溫度離析現(xiàn)象的出現(xiàn)，拌合站放料時(shí)每放一次料要挪動(dòng)下車(chē)位，同時(shí)在車(chē)頂需要用篷布進(jìn)行覆蓋，來(lái)降低運(yùn)輸過(guò)程中瀝青混合料熱量的散失，減少運(yùn)料車(chē)上不同位置和深度瀝青混合料溫度的差異.

3　攤鋪路橫斷上瀝青混合料溫度分布

運(yùn)料車(chē)到達(dá)攤鋪現(xiàn)場(chǎng)向攤鋪機(jī)卸料時(shí)，運(yùn)料車(chē)中部的瀝青混合料因溫度高、粘性低首先被卸到攤鋪機(jī)的料斗中，而靠近車(chē)壁的瀝青混合料因溫度低、粘性高總是最后落在料斗的兩側(cè)和頂部.高溫的瀝青混合料最先攤鋪，溫度低的瀝青混合料最后才被攤鋪，這一過(guò)程進(jìn)一步加劇了瀝青混合料溫度的不均勻性，即溫度離析現(xiàn)象更加嚴(yán)重.

為了得到攤鋪路橫斷面上不同位置瀝青混合料溫度的分布，對(duì)選定的某一橫斷面不同位置瀝青混合料的溫度進(jìn)行了測(cè)量.本次試驗(yàn)采用的是Pt100鉑電阻溫度傳感器，精度為0.1℃，延遲時(shí)間為30s，采用XMD-2000多點(diǎn)數(shù)字巡檢儀獲取溫度數(shù)據(jù).試驗(yàn)方法如下：在半幅路（6m）的一個(gè)橫斷面上選取了3個(gè)測(cè)點(diǎn)如圖5，測(cè)量中面層攤鋪時(shí)瀝青混合料中間的溫度.在攤鋪前，采用圖6的方法，事先將溫度傳感器的一端用支架固定在路上，溫度傳感器的另一端接數(shù)字巡檢儀，從攤鋪開(kāi)始到碾壓完成整個(gè)過(guò)程中，每隔半分鐘記錄數(shù)字巡檢儀上的讀數(shù)，即中面層中間瀝青混合料的溫度.

對(duì)獲得的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到瀝青混合料溫度隨時(shí)間的變化曲線圖：

由圖7可看出，同一時(shí)刻三個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫差并不是很大，同一橫斷面的溫度離析并不是很?chē)?yán)重.瀝青混合料溫度的不同造成瀝青粘度的不同，雖然運(yùn)料車(chē)上瀝青混合料存在溫度的差異，但是在運(yùn)料車(chē)卸料的過(guò)程中，相近粘度的瀝青混合料一起被卸下，攤鋪在同一橫斷面上的瀝青混合料溫度相差無(wú)幾.而對(duì)于沿?cái)備伮贩较驗(yàn)r青混合料的溫度分布，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的原因并沒(méi)有進(jìn)行測(cè)量.但是通過(guò)理論分析可知，沿?cái)備伮贩较虻臑r青混合料由于是從運(yùn)料車(chē)上先后被卸下，瀝青的粘度不同，所以瀝青混合料的溫度會(huì)有差異，具體差異的大小，還需做進(jìn)一步的研究.

在施工過(guò)程中，為了保證攤鋪時(shí)瀝青混合料溫度的一致，在攤鋪前需要對(duì)瀝青混合料進(jìn)行重新攪拌，將冷的和熱的瀝青混合料徹底地重新攪拌，消除運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的溫度離析.

4　總結(jié)

在現(xiàn)場(chǎng)的施工過(guò)程中，瀝青混合料的溫度離析現(xiàn)象是相當(dāng)嚴(yán)重的.瀝青混合料從拌合站到攤鋪現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸過(guò)程中，在運(yùn)料車(chē)上會(huì)產(chǎn)生溫度離析.到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，卸料到攤鋪機(jī)料斗里，然后進(jìn)行攤鋪的過(guò)程中，同樣也會(huì)產(chǎn)生溫度離析.

為了減少溫度離析的產(chǎn)生，拌合站放料時(shí)每放一次料要挪動(dòng)下車(chē)位，運(yùn)輸過(guò)程中需要在運(yùn)料車(chē)頂用篷布覆蓋，減少熱量的散失；在攤鋪之前需要用重?cái)嚢杪菪龣C(jī)進(jìn)行瀝青混合料的重新攪拌，這樣能有效的減少溫度離析的產(chǎn)生.消除了瀝青混合料的溫度離析，才能保證瀝青路面的碾壓質(zhì)量，提高路面的承載能力，延長(zhǎng)使用壽命.

［1］王志斌.瀝青混凝土溫度離析的產(chǎn)生及其解決辦法［J］.交通世界，2009（4）：118-119.

Research on Temperature Segregation Phenomenon of Asphalt Mixture

ZHANG Li-ming， LOU Zhong-bo
（Tianjin Municipal Engineering Design&Research Institute，Tianjin 300051，China）

To guarantee high-quality compaction of asphalt pavement in effective compaction time，it is necessary to research the temperature segregation phenomenon of asphalt mixture.Based on the test results of Suqian-Xinyi highway，different location and depth temperature of asphalt mixture in the truck was measured. Combined with the temperature in different location of the road，the temperature segregation phenomenon of asphalt mixture was studied.The construction was guided through the study of temperature segregation，so that the quality of construction project was improved.

temperature segregation；temperature measurement；temperature difference；construction quality

U461.217

A

2015-10-15

張李明（1990-），男，山東臨沂人，天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，助理工程師，碩士.