沥青路面温度离析的控制方法

1、沥青路面温度离析的控制方法朱梦良1李冰2唐楚舒31长沙理工大学2、3三一重工股份有限公司（湖南，长沙，410000）摘 要：通过有转运车与没有转运车的现场比较观察分析，对不同部位沥青 混合料的温度测试，分析了沥青混合料的温度损失、温度均匀性等。关键词：沥青混合料；转运车；离析。1沥青路面摊铺时温度离析对路面使用性能的影响沥青路面摊铺时存在集料离析、温度离析等施工质量问题。温度离析主要表 现在运料车表面与内部温度差、摊铺机料斗两侧温度极低等。由于混合料温度不 均匀，其压实性的差异很大，如又遇集料离析，则无法保障压实，因此，温度离 析、集料离析对路面的路用性能起决定性作用。1.1空隙率对沥青路面路

2、用性能的影响沥青路面的空隙率越大，易发生渗水和早期水损。空隙率大，空气容易进入 结构层，使沥青容易氧化变脆，从而导致沥青路面容易产生裂缝和松散，直接影 响路面的使用寿命。国外研究表明，密级配沥青混凝土的残留空隙率小于8%时， 可以避免快速氧化，并能维持合适的路用性能。沥青路面的空隙率过小或过大，均易产生辙槽和推挤现象。国内外研究表明， 密级配混合料的初始残留空隙率应不大于8%,并且在路面使用期间应不小于3%， 才能保持较好的高温稳定性。路面空隙率对其疲劳寿命也有很大影响。国内试验表明，如以沥青混合料的 空隙率4%为基准，空隙率为10%时动稳定度降低约40%，空隙率13%时动稳定 度降低约70%

3、。沥青混凝土的空隙率指标很关键，因此，许多国家都严格规定了空隙率指标。 例如，德国的SMA规范规定室内马歇尔试件的空隙率为3.0%4.0%。英国规定 热压式沥青混凝土空隙率为3.0%4.0%。美国（含高性能沥青混凝土）通常按马歇 尔试件的空隙率为4%确定最佳沥青用量。对于已成型的路面，一些国家要求沥 青路面的残留空隙率（取钻件测定）不大于7%,德国SMA规范规定残留空隙率不 大于6%。从上述分析来看，空隙率对路面的路用性能起到决定性的作用，而各施工工 序和混合料配比与路面空隙率的大小有着紧密的联系，因此，沥青路面的施工控 制是极其关键的。1.2路面早期损坏与摊铺质量的关系沥青混凝土的空隙率过大

4、，水容易渗入结构层，使沥青路面产生水损坏。国 外的研究表明，沥青路面的空隙率大于8%时，路面的透水率很大；空隙率小于 8%时，路面的透水率较小。因此，普遍把沥青路面残留空隙率8%作为渗水性强 弱的界限。但这一界限值的确定存在一个基本前提，即外部荷载为标准荷载，如 果外部荷载超过标准荷载，将加速水损的发生，即渗水性强弱的空隙率界限值将 减小。我国大部分高速公路的沥青路面面层常采用II型级配或抗滑表层级配沥青 混凝土，加之较严重的离析现象，沥青路面实际的残留空隙率运大于8%。由于 沥青混凝土的不均匀性，引起局部的空隙率过大，看来局部渗水的情形很难避免。 此外，超载现象非常严重的实际情况，更加速了路

5、面的破坏过程。因此，南方多 雨地区沥青路面早期水损现象较普遍，且较严重。2沥青路面温度离析的测试方法2003年12月1724日期间，对LH25型沥青混合料转运车在江西昌金高速 公路沥青路面施工中的应用情况进行了现场测试。施工中沥青混合料为AC25 I， 两台摊铺机平行作业，一台使用转运车，一台没有使用转运车，可以较好地比较 两台摊铺机的摊铺效果和差异。沥青混合料转运车内沥青混合料温度和摊铺温度 测试方案：转运车全摊铺机的温度损失测试方法见图1，温度测试点为转运车 贮料仓内和摊铺机外侧；摊铺表面温度均匀性测试方法见图2, 6m摊铺宽度 内设7个温度测试点，时间间距为1min；摊铺机送料带温度均匀

6、性测试见图3。 图1转运车至摊铺机的温度损失测点位置图 图2摊铺表面温度均匀性测温图 图3摊铺机送料带温度均匀性测温图3沥青混合料转运车对温度离析的控制作用 3.1沥青混合料转运车至摊铺机的温度损失转运车全摊铺机的温度损失测试结果见表1和图4。从现场测试结果来看， 经运料车、沥青混合料转运车达到摊铺机外侧的沥青混合料温度损失约为 1015C左右，达到摊铺机外侧的沥青混合料温度约150155C，完全可以满足 施工工艺的需要。由于施工时气温较低（最低气温仅7C）,已低于或接近规范 规定的施工极限温度，较大的温度损失属正常现象。转运车至摊铺机的温度损失表1施工时间运料车气温气候风速16810晴12时

7、间转运车内温度摊铺机旁温度时间转运车内温度摊铺机旁温度10:3110:3616515310:5015815310:3716315210:5115315310:3815815210:5215415210:3916415610:5415314910:4116215610:5615315010:4216215510:5715815010:4316215510:5815814910:4415815610:5915414810:4515915711:0116014910:4615815511:0216015010:4816215511:0315814910:4916015411:04161151图4转运

8、车至摊铺机外侧沥青混合料的温度损失3.2摊铺表面温度均匀性有转运车时摊铺表面的温度分布见表2和图5,没有转运车时摊铺表面的温 度分布见表3和图6。有转运车时摊铺表面的温度分布非常均匀，一方面随时间 变化温度均匀、稳定，另一方面同一时刻沿不同的摊铺宽度温度也非常均匀，差 异很小，现场红外线图谱仪的测试结果也充分说明其摊铺表面温度是均匀的，基 本消除了温度离析现象。没有转运车时摊铺表面的温度差异非常大，不均匀，一 方面随时间变化温度起伏非常大（温度差达30C），温度非常低的混合料主要来 自斗边缘，频繁的收斗造成周期性局部低温区域，每一低温区延续的长度约 510m （根据摊铺速度估计）；另一方面同一

9、时刻沿不同的摊铺宽度温度也有较 明显的差异。摊铺表面温度（有转运车） 表2施工时间运料车气温气候风速2003.12.18160180:青12时间0.5m1.3m2.1m3.0m时间0.5m1.3m2.1m3.0m11:3213213913113811:4514114214314211:3313714213613711:4614314314214111:3414314413913711:4714314314314011:3514514414814011:4814214314314111:3614514514614011:4914214214214011:3714514414514311:5014

10、114314314211:3814314414714411:5114114214414111:3914214514714211:5214214014313911:4014514614214111:5314314114214011:4114614614414311:5414314114213911:4214714714814411:5514214114014011:4314414214614411:5614214114014011:44141143145143摊铺表面温度（无转运车） 表3施工时间运料车气温气候风速2003.12.191509晴34时间0.5m1.3m2.1m3.0m时间0.5m

11、1.3m2.1m3.0m9:261441391431359:331441461441389:271481461451459:341451381451379:281461431361349:351441401441439:291451421381389:361411261361359:301471461351379:371351121191369:31144136142135图5 有转运车时摊铺表面的温度分布图6 无转运车时摊铺表面的温度分布3.3摊铺机送料带温度均匀性有转运车时摊铺送料带温度分布见表4和图7,没有转运车时摊铺送料带温 度分布见表5和图8。有转运车时摊铺送料带温度分布非常均匀，随

12、时间变化沥 青混合料温度均匀、稳定，基本消除了温度离析现象。没有转运车时摊铺送料带 温度差异非常大，不均匀，随时间变化呈温度周期性起伏，温度的波动幅度非常大（温度差达30C左右）,这一现象与摊铺表面温度的测试结果相似。摊铺机边沿温度（有转运车）表4施工时间运料车气温气候风速2003.12.2111晴12时间内侧中部外侧时间内侧中部外侧17:0215414114917:1115014715117:0314615014817:1214814915017:0415015114917:1315115215217:0515415015017:1415415915617:0615415315417:151

13、5015515717:0715415615017:1615815215317:0815415415517:1715315815817:0915114915017:1815915815717:1015215314817:19154155156摊铺机边沿温度（无转运车）表5施工时间运料车气温气候风速2003.12.2216116晴12时间内侧中部外侧时间内侧中部外侧15:5314112814416:1213014214115:5415616115316:1313814813315:5515916015816:1414313514315:5615915615616:1515013914215:571

14、6216215516:1616015314315:5816116115616:1715615315415:5916015916016:1815615815516:0015815515916:1915815815116:0116116215716:2015915815416:0216115715616:2115915915316:0315915615816:2215615515416:0416016215516:2315815915816:0515815615016:2415315915616:0615915915716:2515815315416:0715915515716:261571511

15、5416:0815914115416:2715915715416:0915414514516:2815915615316:1015614014416:2915815815716:11155155137图7有转运车时摊铺机送料带温度分布图8无转运车时摊铺机送料带温度分布4结论传统的沥青路面施工工艺是将沥青混合料通过自卸车直接倒入摊铺机的料 斗中，然后进行摊铺、压实。施工实践证明，这种路面的早期破损现象较严重。 采用沥青混合料转运车后，沥青路面的摊铺质量有显著改善，主要体现在：1、自卸车卸下的沥青混合料经转运车的再次搅拌和摊铺机不需要收斗操作， 从根本上消除了引起集料离析的源头，沥青混合料的颗粒分布均匀，供料连续。2、常规摊铺工艺中摊铺机料斗两侧混合料的温度很低，造成摊铺的路面呈 周期性、严重的温度离析现象。使用沥青混合料转运车后，这一现象已不复存在。 同时，摊铺的路面温度分布非常均匀，施工过程引发的温度离析现象已基本消失。3、自卸车不必接触摊铺机，消除了