《沥青混合料施工过程温度离析与改善措施》
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摘 要：以实际工程为例,针对沥青混合料施工中的离析展开了详细的探讨,在此基础上提出施工过程温度离析改善措施并作出技术总结,以确保沥青混合料施工质量.
关键词：道路施工：沥青混合料;温度离析
现阶段,沥青混合料被广泛应用于道路工程中,成型温度的控制尤为关键,此项指标将直接影响到混合料的压实度、抗压强度等方面的性能.在压实温度过低的情况下不利于混合料流动性,加大了拌和难度,无法达到有效包裹集料的效果;同时,若温度偏高则会引发裂缝等病害.对此,本文围绕沥青混合料施工过程的温度离析及改善措施展开探讨.
1.工程概况
海花岛坐落在儋州市滨海新区西侧洋浦海湾,该处与白马井站相距仅5km,距王五机场15kin,距海口市区130km,具备明显的区位优势.海花岛以建设顶级旅游度假区为发展目标,依据规划其将成为儋州市旅游市场的核心力量,甚至是海南省的一张绚烂名片.
2.沥青混合料施工中的离析分析
沥青混合料工程涉及到拌和、运输、摊铺等多个环节且均易出现温度离析现象.根据相关研究报告得知若沥青路面压实度<92%,此环境下极容易引发路面透水等质量问题,且在压实度逐步下降之下路面耐久性随之表现出降低的趋势.因此,施工中应针对混合料温度采取全面监控措施.
2.1拌和与装料环节的温度离析
为掌握拌和站出料口的材料温度情况,选择了红外热像仪对该处加以检测,根据检测结果可以得知各测区最高温度不尽相同,分别为193℃、192℃及188℃：各自对应的是173℃、170℃及169℃.立足于行业规范得知若同批次混合料不存在大幅度的温度离析现象,但在不同批次间伴随相应的温差且幅度达到20℃,此时可将其视为中度温度离析.因此,拌和装料时即便料温与环境温度是引发温度离析的原因,但其影响程度相对较弱,更为关键的是原料加热以及拌和环节所持续的时间.
2.2运输及卸料环节的温度离析
分析运输作业时混合料温度情况,通过红外热像仪检测后,根据检测结果可以得知各测区最高温度分别为190℃、186℃及167℃,总体上温度相差幅度较大,为23℃;各自对应的是187℃、173℃及168℃,此部分的温差为19℃.总体上不同区域的材料所产生的温度离析程度不尽相同,其中以混合料表面最为明显.
卸料环节也存在温度离析现象,为分析具体情况得到内部温度场分布图,得知6个测区温度分别为191℃、190℃、189℃、189℃、188℃和187℃,总体上分布较为平均,温差为4℃.相比于卸料前的温度情况,此时的温度离析现象已经得到控制.从分布上来看,与环境接触的材料存在最为明显的离析现象,在混合料内部虽然存在温度离析现象但较为微弱.
2.3摊铺与碾压环节的温度离析
摊铺与碾压是施工中的重要环节,分析此时的温度变化情况,利用红外热像仪检测后获得具体结果.
分析得知各测区的温度情况,分别为180℃、180℃和172℃.从行业规范的角度来看混合料仅存在微弱的温度离析现象.但对应至温度分布图而言某带状区域的颜色相对较深,表明该处的混合料温度更低.对应至螺旋布料器中则指的是中间吊架区域,从具体成因来看,螺旋布料器中部堆积有混合料,该部分在输料器的辅助下直接转移到吊架中间区域,摊铺作业时缺乏二次搅拌措施,因此明显降低了该处的布料速度,加剧了温度损失.
初压、复压与终压是构成碾压作业的3个关键环节,经检测后分析所得结果可得知初压温度极差为8℃,复压温度极差为5℃,终压温度极差为4℃.因此,在施工作业持续推进之下温度离析现象逐步趋于衰弱.若从温度分布层面来看,3个环节主要呈现出点状与带状2种分布特性,这一现象的出现与压路机洒水作业有关,针对纵向重叠区域持续洒水2次,因此存在较明显的温度损失.
3.施工过程温度离析改善措施及效果分析
3.1温度离析改善措施
基于上述内容得知,拌和作业时发生温度离析的主要成因在于缺乏严格的温度控制措施,致使拌和楼以及沥青加热系统的温度都偏离预计要求,各批次混合料温度表现出较明显的差异.对此,若要有效避免温度离析现象,就应从集料与沥青加热温度的控制工作入手.
沥青混合料运输作业时,混合料与环境接触的部分存在较明显的温度变化,对此在运输作业时必须采取保温措施,诸如加盖隔热棉布等,尽可能控制温度减少幅度.
装料与运输时常伴随有离析问题,考虑到路面质量要求,还需在既有的施工工艺基础上做出改进,在常规的“拌和、运输、摊铺、碾压”工艺流程上增设“转运”环节.经拌制获得沥青混合料后将其转移到施工现场,并导入料斗中以便展开二次搅拌作业,经此操作后导入摊铺机中.引入转运车后可顺利完成二次搅拌,从而控制了温度及集料离析问题,最终投入使用的沥青混合料在各个区域的温度并无过大差异,且集料粒径的分布具有均匀性.
受温度离析的影响各路段的压实度存在差异,施工单位需加强对碾压环节的温度控制,组织机械设备以便提升施工效率,在特定的温度范围内做好压实工作.
3.2温度离析改善效果分析
伴随沥青路面工程事业的持续发展,行业内出现了多种离析判别方法,常见有视觉观察法,其具备直观、便捷的特点,但局限在于易受到检测人员的主观影响,结果精确性不足;钻芯取样法虽然不利于路面完整性,但结果可靠性更高.获得各测点構造深度,将所得结果与平均构造深度相除并求得比值,以此为评定标准确定路面离析的具体级别,较为准确地反映出路面均匀程度.
关于分级标准的评定依据,具体内容如表1所示.
根据不同工况（即转运与非转运2种）,分别选取面积为400m×10m的试块,将其设置为60个面积相等的小型均匀网格.引入铺砂法,针对各网格展开测试,明确构造深度,同时求得该路段平均构造深度,经上述数据计算各网格构造深度与均值的比值,将所得结果与离析判别标准对比分析,所得结果如表2所示.
基于上述内容得知,未经过二次搅拌的路段所表现出的施工质量相对较差,存在较明显的离析现象.具体而言,关于非离析、轻度、重度以及重度4项指标未采取转运措施的路段检测结果分别为33%、38%、33%和5%,相较之下若实行转运的方式后各指标得到有效控制,分别为73%、20%、7%和0.上述结果足以说明,转运车二次搅拌的方式具有可行性,路面的施工质量有所改善,具备更良好的均匀性.
4.技术总结
（1）拌和与装料环节,尽管料温与环境温度是引发离析现象的原因,但影响程度较弱,实际上更容易受到原料加热、拌和持续时间的影响.
（2）运输作业时,与环境接触的混合料表面更容易出现明显的温度离析现象,相较之下内部温度离析显得较为微弱.
（3）摊铺前混合料伴随较明显的带状区域,该处温度相对较低,从分布上看集中在螺旋布料器中间区域且主要与材料的堆积有关.
（4）施工作业持续推进之下混合料温度逐步降低,表现出的温度离析也更为微弱.离析区域呈带状分布特性,此现象的出现与压路机洒水作业有关.
（5）在转运车的辅助下完成二次拌和作业并将摊铺等工序落实到位,经检测后得知路面构造深度合理,各区域具有均匀性,施工效果优于未转运的方式.同时经转运车二次搅拌作业后,可有效控制摊铺、碾压作业时出现的离析现象.
5.结语
综上所述,道路施工环境复杂,引发沥青混合料离析现象的具体成因也错综复杂,本文针对典型的现象加以分析,做出技术总结,尽管涉及到的内容缺乏全面性,但可在一定程度上为施工作业提供指导.
（作者单位：中交广州航道局有限公司）
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