關于瀝青混合料溫度離析現象的研究①

張李明， 婁中波（天津市市政工程設計研究院，天津 300051）

關于瀝青混合料溫度離析現象的研究①

張李明， 婁中波
（天津市市政工程設計研究院，天津 300051）

為了保證瀝青路面在有效的壓實時間內完成高質量的碾壓，很有必要對瀝青混合料的溫度離析現象進行研究.依托宿遷-新沂高速公路工程，對運料車上不同位置和深度瀝青混合料的溫度進行測量，結合攤鋪路橫斷面上不同位置瀝青混合料的溫度分布情況，對瀝青混合料的溫度離析現象進行研究.通過對溫度離析現象的研究，來指導現場的施工，提高工程的施工質量.

溫度離析；溫度測量；溫度差異；施工質量

文章編號：1008-1402（2015）06-0919-03

0　引言

瀝青混合料的溫度離析對路面的碾壓質量有很大的影響.如何在有效的壓實時間內完成高質量的碾壓，這是施工過程中必須重視的一個問題.結合宿遷-新沂高速公路工程，通過對運料車上不同位置和深度瀝青混合料的溫度進行測量，結合攤鋪路橫斷面上不同位置瀝青混合料的溫度測量結果，對溫度離析現象進行相應的研究.

1　溫度離析現象的分析

所謂瀝青混合料的溫度離析是指原來經過攪拌、溫度均勻的瀝青混合料，經過某一過程后，溫度出現較大差異的現象［1］.在現場的施工過程中，溫度離析現象是相當嚴重的.攤鋪的瀝青混合料溫度過低，則不能很好的被壓實，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塊，不能碾壓成型，這樣就會影響路面的結構和強度.溫度離析還會使路面的維修費用大幅上升，增加輪胎的磨損，行車的安全和舒適性也大打折扣.

為了減少溫度離析現象的產生，首先要對溫度離析產生的原因進行分析.在瀝青混合料從拌合站到攤鋪現場過程中，拌合站供給運料車的瀝青混合料溫度是符合要求的，不存在溫度離析現象.而在運輸和攤鋪的過程中，由于運距和天氣等外界因素的影響，會造成瀝青混合料溫度的不均勻，產生溫度離析現象.

2　運料車上瀝青混合料溫度的分布

為了得到運料車上不同位置和深度瀝青混合料的溫度，對運料車上不同深度和位置瀝青混合料的溫度進行了測量，具體的測量方法如下：

圖1　車頂測溫點分布

圖2　運料車上瀝青混合料溫度隨深度的變化曲線圖

在運料車車頂選取6個測點如圖1所示，用插入式測溫儀測量不同位置和深度瀝青混合料的溫度，將測溫儀的探頭插入瀝青混合料中，每插入3cm的深度讀數一次并記錄，直至插入式測溫儀上的溫度讀數穩定為止.比較不同測點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律.

在獲得的多組數據中，選擇其中的兩組數據進行比較，表1是獲得兩組數據時的外界條件，其中A、B兩車瀝青混合料的初始溫度相同.

表1　A，B兩車的外界環境條件

圖3　運料車上不同位置瀝青混合料溫度的變化曲線圖

圖2是某一運料車上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候，瀝青混合料溫度的變化比較大.隨著插入深度越來越大，瀝青混合料的溫度變化越來越小，當插入到瀝青混合料15cm左右時，瀝青混合料的溫度趨于穩定.從圖中還可以看出，運料車表面的溫度和穩定時的溫度相差約為25℃，25℃的溫度差異影響了瀝青的粘度，運料車表面的瀝青混合料溫度低，瀝青的粘度高，高粘度的瀝青會粘住集料，集料的移動性會變差，在壓實的過程中，集料難以移動會造成瀝青混合料壓實不足；運料車內部的瀝青混合料溫度高，瀝青的粘度低，這時的集料不會被瀝青粘住，集料的移動性較好，在壓實的過程中，較好的移動性會使瀝青混合料密實度較好.

圖4　A，B兩車同一位置瀝青混合料溫度的變化曲線圖

由圖3可知，運料車上不同位置的瀝青混合料溫度變化情況不同，靠近車邊緣位置的瀝青混合料溫度比運料車中間的溫度低，但是隨著深度的增加，瀝青混合料最后趨于穩定的溫度相差無幾.這是由于靠近車邊緣地方的瀝青混合料熱量散失的快，更容易與周圍的環境進行熱量交換，致使其溫度比運料車中間的瀝青混合料溫度要低.

圖5　現場溫度測試點的選取

圖6　現場溫度傳感器的固定

圖7　同一橫斷上不同點瀝青混合料溫度隨時間的變化圖

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

根據對運料車上不同深度和位置瀝青混合料溫度的研究，在現場的施工過程中，為了減少運料車上溫度離析現象的出現，拌合站放料時每放一次料要挪動下車位，同時在車頂需要用篷布進行覆蓋，來降低運輸過程中瀝青混合料熱量的散失，減少運料車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

運料車到達攤鋪現場向攤鋪機卸料時，運料車中部的瀝青混合料因溫度高、粘性低首先被卸到攤鋪機的料斗中，而靠近車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，這一過程進一步加劇了瀝青混合料溫度的不均勻性，即溫度離析現象更加嚴重.

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，對選定的某一橫斷面不同位置瀝青混合料的溫度進行了測量.本次試驗采用的是Pt100鉑電阻溫度傳感器，精度為0.1℃，延遲時間為30s，采用XMD-2000多點數字巡檢儀獲取溫度數據.試驗方法如下：在半幅路（6m）的一個橫斷面上選取了3個測點如圖5，測量中面層攤鋪時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字巡檢儀，從攤鋪開始到碾壓完成整個過程中，每隔半分鐘記錄數字巡檢儀上的讀數，即中面層中間瀝青混合料的溫度.

對獲得的溫度數據進行處理，得到瀝青混合料溫度隨時間的變化曲線圖：

由圖7可看出，同一時刻三個測點的溫差并不是很大，同一橫斷面的溫度離析并不是很嚴重.瀝青混合料溫度的不同造成瀝青粘度的不同，雖然運料車上瀝青混合料存在溫度的差異，但是在運料車卸料的過程中，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幾.而對于沿攤鋪路方向瀝青混合料的溫度分布，由于實驗設備的原因并沒有進行測量.但是通過理論分析可知，沿攤鋪路方向的瀝青混合料由于是從運料車上先后被卸下，瀝青的粘度不同，所以瀝青混合料的溫度會有差異，具體差異的大小，還需做進一步的研究.

在施工過程中，為了保證攤鋪時瀝青混合料溫度的一致，在攤鋪前需要對瀝青混合料進行重新攪拌，將冷的和熱的瀝青混合料徹底地重新攪拌，消除運輸過程中產生的溫度離析.

4　總結

在現場的施工過程中，瀝青混合料的溫度離析現象是相當嚴重的.瀝青混合料從拌合站到攤鋪現場的運輸過程中，在運料車上會產生溫度離析.到達現場后，卸料到攤鋪機料斗里，然后進行攤鋪的過程中，同樣也會產生溫度離析.

為了減少溫度離析的產生，拌合站放料時每放一次料要挪動下車位，運輸過程中需要在運料車頂用篷布覆蓋，減少熱量的散失；在攤鋪之前需要用重攪拌螺旋機進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量，提高路面的承載能力，延長使用壽命.

［1］王志斌.瀝青混凝土溫度離析的產生及其解決辦法［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，天津市市政工程設計研究院，助理工程師，碩士.