关于沥青混合料温度离析现象的研究①

张李明， 娄中波（天津市市政工程设计研究院，天津 300051）

关于沥青混合料温度离析现象的研究①

张李明， 娄中波
（天津市市政工程设计研究院，天津 300051）

为了保证沥青路面在有效的压实时间内完成高质量的碾压，很有必要对沥青混合料的温度离析现象进行研究.依托宿迁-新沂高速公路工程，对运料车上不同位置和深度沥青混合料的温度进行测量，结合摊铺路横断面上不同位置沥青混合料的温度分布情况，对沥青混合料的温度离析现象进行研究.通过对温度离析现象的研究，来指导现场的施工，提高工程的施工质量.

温度离析；温度测量；温度差异；施工质量

文章编号：1008-1402（2015）06-0919-03

0　引言

沥青混合料的温度离析对路面的碾压质量有很大的影响.如何在有效的压实时间内完成高质量的碾压，这是施工过程中必须重视的一个问题.结合宿迁-新沂高速公路工程，通过对运料车上不同位置和深度沥青混合料的温度进行测量，结合摊铺路横断面上不同位置沥青混合料的温度测量结果，对温度离析现象进行相应的研究.

1　温度离析现象的分析

所谓沥青混合料的温度离析是指原来经过搅拌、温度均匀的沥青混合料，经过某一过程后，温度出现较大差异的现象［1］.在现场的施工过程中，温度离析现象是相当严重的.摊铺的沥青混合料温度过低，则不能很好的被压实，从而造成了摊铺表面的不平整；一些温度更低的混合料还有可能冷却结块，不能碾压成型，这样就会影响路面的结构和强度.温度离析还会使路面的维修费用大幅上升，增加轮胎的磨损，行车的安全和舒适性也大打折扣.

为了减少温度离析现象的产生，首先要对温度离析产生的原因进行分析.在沥青混合料从拌合站到摊铺现场过程中，拌合站供给运料车的沥青混合料温度是符合要求的，不存在温度离析现象.而在运输和摊铺的过程中，由于运距和天气等外界因素的影响，会造成沥青混合料温度的不均匀，产生温度离析现象.

2　运料车上沥青混合料温度的分布

为了得到运料车上不同位置和深度沥青混合料的温度，对运料车上不同深度和位置沥青混合料的温度进行了测量，具体的测量方法如下：

图1　车顶测温点分布

图2　运料车上沥青混合料温度随深度的变化曲线图

在运料车车顶选取6个测点如图1所示，用插入式测温仪测量不同位置和深度沥青混合料的温度，将测温仪的探头插入沥青混合料中，每插入3cm的深度读数一次并记录，直至插入式测温仪上的温度读数稳定为止.比较不同测点沥青混合料温度随深度的变化情况，得到不同深度和位置沥青混合料温度的分布规律.

在获得的多组数据中，选择其中的两组数据进行比较，表1是获得两组数据时的外界条件，其中A、B两车沥青混合料的初始温度相同.

表1　A，B两车的外界环境条件

图3　运料车上不同位置沥青混合料温度的变化曲线图

图2是某一运料车上Ⅱ2处的沥青混合料温度随深度的变化图，从图中可以看出探头插入深度较小的时候，沥青混合料温度的变化比较大.随着插入深度越来越大，沥青混合料的温度变化越来越小，当插入到沥青混合料15cm左右时，沥青混合料的温度趋于稳定.从图中还可以看出，运料车表面的温度和稳定时的温度相差约为25℃，25℃的温度差异影响了沥青的粘度，运料车表面的沥青混合料温度低，沥青的粘度高，高粘度的沥青会粘住集料，集料的移动性会变差，在压实的过程中，集料难以移动会造成沥青混合料压实不足；运料车内部的沥青混合料温度高，沥青的粘度低，这时的集料不会被沥青粘住，集料的移动性较好，在压实的过程中，较好的移动性会使沥青混合料密实度较好.

图4　A，B两车同一位置沥青混合料温度的变化曲线图

由图3可知，运料车上不同位置的沥青混合料温度变化情况不同，靠近车边缘位置的沥青混合料温度比运料车中间的温度低，但是随着深度的增加，沥青混合料最后趋于稳定的温度相差无几.这是由于靠近车边缘地方的沥青混合料热量散失的快，更容易与周围的环境进行热量交换，致使其温度比运料车中间的沥青混合料温度要低.

图5　现场温度测试点的选取

图6　现场温度传感器的固定

图7　同一横断上不同点沥青混合料温度随时间的变化图

表1表明A，B两车的外界环境条件不同，B车的运距比A车的要大，并且外界的气温低，风速也比A车的要大.由图4可看出，运料车表面同一位置B车的沥青混合料温度比A车要低，这是由于B车的运距大，外界气温低，风速大，加快了B车沥青混合料与外界环境的热量交换，使B车沥青混合料的热量散失更快，造成了B车表面沥青混合料的温度要低于A车同位置的温度.

根据对运料车上不同深度和位置沥青混合料温度的研究，在现场的施工过程中，为了减少运料车上温度离析现象的出现，拌合站放料时每放一次料要挪动下车位，同时在车顶需要用篷布进行覆盖，来降低运输过程中沥青混合料热量的散失，减少运料车上不同位置和深度沥青混合料温度的差异.

3　摊铺路横断上沥青混合料温度分布

运料车到达摊铺现场向摊铺机卸料时，运料车中部的沥青混合料因温度高、粘性低首先被卸到摊铺机的料斗中，而靠近车壁的沥青混合料因温度低、粘性高总是最后落在料斗的两侧和顶部.高温的沥青混合料最先摊铺，温度低的沥青混合料最后才被摊铺，这一过程进一步加剧了沥青混合料温度的不均匀性，即温度离析现象更加严重.

为了得到摊铺路横断面上不同位置沥青混合料温度的分布，对选定的某一横断面不同位置沥青混合料的温度进行了测量.本次试验采用的是Pt100铂电阻温度传感器，精度为0.1℃，延迟时间为30s，采用XMD-2000多点数字巡检仪获取温度数据.试验方法如下：在半幅路（6m）的一个横断面上选取了3个测点如图5，测量中面层摊铺时沥青混合料中间的温度.在摊铺前，采用图6的方法，事先将温度传感器的一端用支架固定在路上，温度传感器的另一端接数字巡检仪，从摊铺开始到碾压完成整个过程中，每隔半分钟记录数字巡检仪上的读数，即中面层中间沥青混合料的温度.

对获得的温度数据进行处理，得到沥青混合料温度随时间的变化曲线图：

由图7可看出，同一时刻三个测点的温差并不是很大，同一横断面的温度离析并不是很严重.沥青混合料温度的不同造成沥青粘度的不同，虽然运料车上沥青混合料存在温度的差异，但是在运料车卸料的过程中，相近粘度的沥青混合料一起被卸下，摊铺在同一横断面上的沥青混合料温度相差无几.而对于沿摊铺路方向沥青混合料的温度分布，由于实验设备的原因并没有进行测量.但是通过理论分析可知，沿摊铺路方向的沥青混合料由于是从运料车上先后被卸下，沥青的粘度不同，所以沥青混合料的温度会有差异，具体差异的大小，还需做进一步的研究.

在施工过程中，为了保证摊铺时沥青混合料温度的一致，在摊铺前需要对沥青混合料进行重新搅拌，将冷的和热的沥青混合料彻底地重新搅拌，消除运输过程中产生的温度离析.

4　总结

在现场的施工过程中，沥青混合料的温度离析现象是相当严重的.沥青混合料从拌合站到摊铺现场的运输过程中，在运料车上会产生温度离析.到达现场后，卸料到摊铺机料斗里，然后进行摊铺的过程中，同样也会产生温度离析.

为了减少温度离析的产生，拌合站放料时每放一次料要挪动下车位，运输过程中需要在运料车顶用篷布覆盖，减少热量的散失；在摊铺之前需要用重搅拌螺旋机进行沥青混合料的重新搅拌，这样能有效的减少温度离析的产生.消除了沥青混合料的温度离析，才能保证沥青路面的碾压质量，提高路面的承载能力，延长使用寿命.

［1］王志斌.沥青混凝土温度离析的产生及其解决办法［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

张李明（1990-），男，山东临沂人，天津市市政工程设计研究院，助理工程师，硕士.