浅析沥青混凝土面层施工的温度控制

山西交通职业技术学院——毕业论文-1-浅析沥青混凝土面层施工的温度控制摘要本文对沥青混凝土面层施工中各项温度控制进行了浅析，从原材料、拌和、摊铺、碾压、开放交通这五项工序中进行了温度控制的分析，包含了9个温度的控制，对施工质量控制起决定作用，也是一项重要参数。其中控制范围规定是施工中的规范，必须按照此温度进行施工，分析了当超过或不达标准温度时的情况及原因，在施工中要严格控制，确保工程有序、保质的完成。前言在高速公路建设中，由于沥青路面具有良好的行车舒适性和优异的使用性能，建设速度快，维修方便。为此，高速公路绝大部分都是沥青路面。但在沥青混凝土路面施工中，从众多影响其质量的因素中，施工温度是热拌热铺沥青混合料施工的重要参数。为了保证沥青与集料的充分裹覆及有效压实，必须保证一定的施工温度；为了防止沥青的老化，施工温度又不得过高。控制沥青路面的施工温度同时也有效保证了施工质量。针对沥青路面工程，形成了一套专用的、全面而密实的温度管理体系，在沥青路面施工规范中，包括拌和、贮存、运料、摊铺、碾压等各项工序也都有明确的温度要求。本文将着重分析沥青路面施工中温度对其的影响与控制。关键词沥青混凝土面层施工温度控制一、工程概况：侯马至禹门口高速公路全长65.561公里，是国道主干线二连浩特至河口在山西的重要出境路段。该路起于临汾市襄汾县南史威村，途经运城市的新绛、稷山、河津等3个县市。本路段位于山西与陕西交界附近侯禹高速公路路面工程K45+500~K60+100段落，其中K49+200~K50+500段为沥青混凝土路面工程。全长14.6公里，路面结构面层为三层沥青混凝土。计算行车速度为120km/h，路基宽度28m，双向四车道。山西交通职业技术学院——毕业论文-2-二、沥青混凝土面层施工工艺框图沥青混凝土面层施工工艺框图洒布透层油洒布透层油材料检验清理下承层内边刷粘层沥青施工放样混合料拌和运输摊铺取样检测压实质量检测目标配合比,生产配合比及验证山西交通职业技术学院——毕业论文-3-三、沥青混凝土温度控制范围1、沥青混凝土面层施工温度控制沥青路面施工，温度的控制是很重要的。但是，在施工过程中，往往不被注沥青种类石油沥青煤沥青沥青标号AH-50AH-70AH-90A-60AH-110AH-130A-100A-140A-180A-200T-8T-9T-5T-6T-7沥青加热温度150--170140--160130--150100--13080--120矿料温度间歇式拌和机比沥青加热温度高10--20（填料不加热）比沥青加热温度高15（填料不加热）连续式拌和机比沥青加热温度高5--10（填料加热）比沥青加热温度高8（填料加热）沥青混合料出厂正常温度140--165125--160120--15090--12080--110混合料储料仓储存温度储料过程中温度降低不超过10储料过程中温度不超过10运输到现场温度不低于120--150不低于90摊铺温度正常温度不低于110--130且不超过165不低于80且不超过120低温温度不低于120--140且不超过175不低于100且不超过140碾压温度正常温度110--140且不低于11080—110且不低于75低温温度120--150且不低于11090—120且不低于85碾压终了温度钢轮压路机不低于70不低于50轮胎压路机不低于80不低于60振动压路机不低于65不低于50开放交通温度路面温度低于50路面温度低于50山西交通职业技术学院——毕业论文-4-意，影响了质量。2、控制范围：必须保证“9个温度”（1）沥青的加热温度及出场时的温度；（2）矿料的温度；（3）沥青混合料的拌和温度；（4）沥青混合料运输到现场的温度；（5）沥青混合料的贮存温度（6）沥青混合料摊铺时的温度；（7）沥青混合料碾压时的温度；（8）碾压终了时的温度；（9）开放交通时的温度。这9个温度，施工单位都要随时检查、控制，根据实际情况，作出调整，保证在各项规定的温度范围内进行施工，确保质量。3、目的通过对沥青路面施工各项工序的的温度控制，提高沥青路面的质量，有利于工程的顺利施工。四、各工序中温度的影响与控制1、施工准备阶段关于原材料的温度因素：1)在施工之前，应对各种材料进行调查实验，选择符合沥青路面使用要求的各种原材料，经确认的材料和料场，不得随意改动。在沥青混凝土路面工程施工的准备阶段,原材料的质量检查应当是质量控制工作的主要内容，因为原材料的质量是影响沥青混凝土路面质量的根本因素。道路沥青作为沥青路面最主要的建筑材料，沥青及沥青混合料使用性能的好坏直接决定沥青路面的使用寿命。众所周知，我国的道路沥青主要采用石蜡基原油炼制，沥青的温度敏感性较大。沥青总是夏天软冬天硬，只不过程度不同而已。在施工期间，沥青加热、喷洒、拌和、碾压成型可达100℃甚至达到200℃，此时完全是流动的液体。在路面通常的使用温度下，沥青既非完全的固态弹性体，又不是完全的粘性液体，而是典型的粘弹性体。在夏天，路面温度可达70℃，北方冬天达—40甚至更低。在此温度条件下，中间经历了粘弹性体的复杂阶段，山西交通职业技术学院——毕业论文-5-而在不同的温度条件下，它的流动性能有极大的差异。2)选用合适的沥青材料对高速公路、一级公路及夏季温度高，高温持续长的路段，宜采用稠度大、60℃粘度大的沥青，也可提高高温气候分区的温度水平选用沥青等级；对冬季寒冷的地区或交通量小的公路可选用温度小，低温延度大的沥青。对温度日温差、年温差大的地区可注意选用针入度指数大的沥青；当温度要求与低温要求发生矛盾时应优先考虑满足高温性能的要求。3)材料储备的温度要求：沥青的贮备要用专用贮备罐，专用贮备罐安全、防水、保温、无浪费，加热使用方便。沥青储罐的温度是燃烧炉加热导致热油间接获得，适宜的储存温度可以确保长时间储存不会影响沥青的性能。沥青存贮时间不宜过长，存放的温度不宜过高，施工期间存放的温度在90℃～140℃之间为宜。在沥青使用期间，在罐车或贮油池中的温度不低于130℃，并不高于170℃。加热时温度要控制好，石油沥青一般不得超过170℃，否则容易老化。另外，沥青的脱水也很重要，过多的水分会使沥青在加热时膨胀溢罐，引起浪费，严重者造成火灾。4）气候影响沥青的性能;（1）低温导致裂缝沥青材料在较高的温度条件下具有良好的应力松弛性能，温度升将产生的变形不至于产生过大的温度应力，但当气温大幅度下降时，沥青材料逐渐发硬并开始收缩。此时半刚性基层的底部将产生拉应力，当拉应力沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力增长，混合料劲度急剧增大。由于沥青面层在路面中是受到约束的，面层中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混合料的抗拉强度，沥青面层就会开裂，产生裂缝。由于沥青路面宽度有限，收缩路面结构的相互约束小，所以低温裂缝主要是横向的。（2）温度疲劳导致裂缝这种裂缝主要发生在日温差大的地区。由于温度反复升降导致沥青面层温度应力疲劳，使沥青混合料的极限拉伸应变（或劲度模量）变小，加上沥青的老化使沥青劲度增高，应力松弛性能降低，最终达到极限抗拉强度使路面产生裂缝。沥青路面具有高温软化特性，尽管设计及施工中尽可能降低油石比，最大限度地山西交通职业技术学院——毕业论文-6-利用骨料级配增大高温稳定性，但在车辆长期作用下仍要产生车辙。泛油一般出现在高温天气，由于气温升高而导致沥青软化点的不适应。2、沥青混合料拌合时的温度控制1）施工过程中温度控制范围：（1）沥青混凝土中下面层温度控制：沥青加热温度155℃--165℃；集料加热温度比沥青加热温度高10--30℃；混合料出场温度145--165℃。（2）沥青混凝土上面层温度控制：沥青加热温度160℃--165℃；集料加热温度190℃--220℃，混合料出场温度145--165℃。2）拌合时温度控制目的：沥青混合料需要在一定的温度下进行拌合，以使沥青达到要求的流动性，较好的裹覆矿料颗粒。（1）沥青混合料出场温度：①必须控制沥青混合料的出料温度：在沥青混合料生产的每一个环节，都特别强调温度的控制，这是质量控制的首要因素，且经常测可以发现沥青混合料是否符合规定。沥青混合料出料温度，是保证沥青混合料运输、摊铺、碾压等温度的基石，如果沥青混合料出料温度控制偏低时，一旦遇到沥青混合料温度有不可预测损失时，碾压温度将达不到要求，则无计可施。现在强调高温碾压，因为高温碾压比低温碾压有诸多好处。高温碾压时，沥青混合料易于嵌挤密实（特别高温条件下轮胎压路机揉压效果更好），节省碾压功能；当采用低温碾压时，沥青混合料易于稳定但不易于密实，碎石棱角易于破碎，裹覆在碎石上的油膜容易受到破坏。基于上述原因，沥青混合料出料温度必须严格控制，并保证沥青的加热温度、石料的加热温度和混合料的出场温度，均要符合规范要求。②影响沥青混合料出场温度变异性的原因：主要包含集料干温程度，沥青混合料级配稳定性，沥青混合料出场温度设定值；在沥青路面施工中，为减少温度离析，在沥青拌和环节应做到：粗集料要覆盖，细集料要搭棚，避免雨淋；做好场地硬化，不同集料要分隔清楚，并做好排水工作，场内不能有积水；在路面施工过程中，不宜片面追求高温，否则会引起沥青老化，并且温度离析会更明显。山西交通职业技术学院——毕业论文-7-③判定沥青混合料出厂温度的方法：a为了及时准确地知道沥青拌和设备生产的成品混合料温度，在设备的搅拌装置额外的料温检测装置及显示仪器，使之反馈的料温更加及时准确便捷。在寒冷季节，5℃以下或5℃以上但风力较大不得以沥青拌合设备进行生产时，采取比正常情况下相应高出一定值。为避免沥青的高温流淌及劣化现象发生，设定的温度不高于必要的混合料温195℃。b料车装载的混合料中冒黄烟往往表明混合料过热；若混合料温度过低，沥青裹覆不匀，装车将比较困难；此外，如果运料车的沥青混合料能够堆积很高，则说明混合料欠火，或混合料中沥青含量过低。反之，如果热拌混合料在料车容易坍平，则可能是因为沥青过量或矿料温度过大所致。混合料出场温度通常在料车上测出，较理想的方法是使用度盘等温度计，将温度计插入混合料中使之达到至少15cm深度，测出料温，也可用手持红外测温仪，这是一种测量表面反射温度的仪器。由于红外测温仪只能测出材料表面温度，其温度读数对于料车中部材料便不可能准确测出，所以，使用时应注意。（2）超出或不达标准温度的后果：①拌合温度过高：会导致沥青变质，没有粘性，使得沥青混凝土松散；还可导致沥青老化，严重影响沥青混合料的使用性能。②拌合温度过低：会导致沥青混合料拌合不均匀，影响级配，也是导致沥青混凝土路面局部松散或其他病害的原因。3、沥青混合料运输时的温度控制1）温度控制范围：沥青混合料运到现场的温度不得低于140℃--150℃。聚合物改性沥青混合料应不得低于165℃。2）运输过程中容易产生温度变异：热拌沥青混合料采用的是自卸汽车运输，沥青混合料表面看起来简单，其实运输中的温度控制也对沥青面层施工中的摊铺碾压影响很大。运料过程中，极易出现温度变异。混合料装入汽车，沿车的周边（虽然车的两侧有一定的隔热措施）立即产生热量损失。显然，混合料的温度越高，温度差别越大，混合料的温度损失也越多。周围温度较低时，热量损失也较大。由于沥青和集料的导热系数较小，山西交通职业技术学院——毕业论文-8-在产生热量损失的车厢周围，冷混合料有较大百分率，热量从混合料中心部分向边部缓慢传导。由于导热系数小，在车的周边部缓慢传导，在车的周边混合料与中心混合料之间产生较大温度差别在运料过程中或者停车待卸时，运料车如果没有覆盖措施，混合料暴露在空气中，热量损失加快。即使在温度较高的环境里，空气温度与混合料的温度之差也在100℃左右。3）保证措施：为避免沥青混合料在运输过程中出现热量损失，应从拌合机向运料车上装料时，应多次挪动汽车位置，平衡装料，以减少混合料离析。运料车运输混合料宜用油布覆盖保温、防止污染，防止沥青在高温时受阳光、空气所造成的氧化及沥青混合料温度的降低。避免翻斗车中途休息时间过长影响温度的事故发生。4、沥青混合料摊铺时的温度控制1）温度范围：在正常施工情况下，温度应控制在1