安徽省公路桥梁工程有限公司 安徽省合肥市 230031
摘要：采用现场检测和统计相结合的方法，对热拌混合料施工过程中的冷却速度进行了研究和分析。结果表明，在低温条件下，风对沥青混合料的冷却速率有显著影响。提出并论证了在低温季节热拌条件下掺加温拌剂的沥青混合料施工技术，即热拌温拌沥青路面技术的可行性和技术方案。该技术路用性能与普通热拌沥青混合料路用性能相当，是可行的。
关键词：温拌改性沥青混合料；低温条件；热拌温铺；路面性能
温拌技术可以在不降低原沥青和混合料性能的前提下显著提高沥青混合料的工作性，有效降低沥青混合料拌施工的温度。温拌沥青混合料的施工温度按温度可分为常温条件（10℃以上）和低温条件（10℃以下）。
在热拌或略低于热拌条件下，采用温拌剂拌和沥青的施工技术，即热拌温铺技术，是低温条件下温拌技术的主要应用形式。技术思路如下：在低温条件下，采用温拌工艺时，根据实际温度条件，在工件下设定温拌混合料的混合温度，甚至采用热拌沥青混合料的混合温度进行混合，适当调整沥青混合料的摊铺和碾压温度，从而通过增加沥青混合料的用量，延长施工操作时间。
几座连续刚构桥的沥青混合料计划于10月份在高速公路扩建工程中施工。十月平均气温在10℃以下，温度低，风力大。为了延长施工工期，保证沥青路面质量，采用热拌温拌摊铺技术铺设桥面铺装层。
1热拌温铺技术方案论证
1.1低温条件下沥青混合料温度降低速率
室内模拟试验主要研究沥青混合料在施工过程中的降温速率。结果表明，冷却速度一般为1.2～1.6℃/min，对影响风力的因素也作了适当的考虑，但两者之间仍有一定的差距。结合具有代表性的气候和环境的三段温拌沥青混合料路面的施工实践，采用现场检测和统计方法，对温拌沥青混合料在施工过程中的冷却速度进行了分析。结果表明，温拌SBS改性沥青混合料的三段为AC-13型，路面厚度为4cm，在地表下2cm处插入数字温度计连续测量温度。
在低温无风的条件下，后续轧制阶段的冷却速度比正常条件下高出18%左右，在低温无风的条件下，后续轧制阶段的冷却速度比正常条件下高出38%左右。结果表明，风对沥青混合料低温冷却速率有显著影响，比低温无风条件下高17%左右，应视为冷却速率的一个重要考虑因素。
原因分析：在沥青混合料施工过程中，影响温降的主要因素是环境温度和风力。沥青混合料摊铺阶段，环境温度越低，混合料温度下降越快。但在此阶段，散热在混合物表面形成一个较高的温度区，这将屏蔽混合物的进一步散热。此时，如果没有风，混合物及其表面空气温差很小，在随后的轧制阶段，混合物温度缓慢下降；如果有风，风将吹动混合物表面热空气，混合物及其表面空气温差较大。在随后的轧制阶段，混合温度下降较快。因此，在一定程度上，风对沥青混合料在碾压阶段的冷却速率有决定性的影响。当风力大于Ⅲ级时，不推荐施工。
1.2热拌温铺技术的可行性
根究结果进行分析：
（1）在常温下正常构造温拌混合料的混合温度，不能保证压实时间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（2）热拌沥青混合料用于低温沥青混合料施工时，适当提高混合料温度（小于10℃）是可行的，但大幅度提高混合料温度（大于10℃）是不可行的，这将导致沥青严重老化。
（3）温拌技术一般能将沥青混合料的混合温度降低30℃以上，即温拌混合料的混合温度，在不影响沥青老化性能的情况下，还能提高30℃。因此，适当提高温拌混合料的混合温度，甚至采用热拌混合料的混合温度在技术上是可行的。
综上所述，在低温季节，采用热拌温铺工艺是可行的。
2热拌温铺技术方案
在前人的研究工作中，提出了温拌沥青混合料低温温度计算公式（1）：T低=T正常+A×（10-t）
（1）式中：T低是在低温条件下施工过程的控制温度（℃）；T正常是控制温度（℃）；t是环境温度（℃）；A是风力的影响系数，根据风力的取值。在总加热和混合温度的过程中，集料加热和拌和温度工序中取1.5～2，其他过程中的工序取1～1.5。
结合某公路扩建工程试验段，刚性框架桥高106m，桥面单宽15m，上层为AC-13型SBS改性沥青混凝土。施工于10月份进行，平均温度已低于10℃，风力等级为II-III等实际环境条件，考虑到施工期间环境温度及风力的恒定变化，混合物的混合温度不能调零。因此，在实际施工过程中，根据最不利的条件，即环境温度为5℃，风能等级为三级，为了有效地保证施工质量，风影响系数较高。
实验表明，在施工控制中，低温条件下温拌混合料各环节的温度提高10℃，低温条件下温拌混合料的混合和排出温度降低5-25℃，其他各环节温度总体降低20℃。
3热拌温铺改性沥青路面检测
正常路段（即热拌沥青混合料正常施工路段）改性沥青混合料的最低温度高于15℃，平均温度约为20℃，出口温度约为175℃。
HH-XⅡ0.7%型温拌剂用于热拌保温铺装段。改性沥青混合料的最低铺装温度为5℃，平均温度约10℃，出口温度160℃左右。热拌温拌沥青的碾压工艺是相同的。
实验结果表明：
（1）在0.7%HH-XII温拌剂的情况下，适当提高HH-XII温拌剂的拌和温度，HH-XII温拌沥青混合料的路用性能与热拌沥青混合料的路用性能相似。温拌混合料试验结果与HH-XII温拌沥青混合料的试验结果基本一致。结果表明，拌和温度的增加不影响温拌沥青混合料的铺面的使用性能。
（2）与普通热拌改性沥青混合料路面相比，热拌温拌改性沥青混合料路面混合料和卸载温度降低15℃，其他路段的温度降低20℃。两个试验的结果相似，表明热拌温铺技术可以在低温季节使用。将温铺技术应用于沥青路面的施工中，可以保证施工质量。
4结论
在低温季节，沥青混合料施工中可以采取提高混合料温度的措施。在此基础上，研究了在热拌或略低于热拌条件下掺加温拌剂的沥青混合料施工技术，其研究结论可供相关工程借鉴。
（1）针对风对沥青混合料冷却速率的影响以及实际工程与实验室试验之间的较大差距，采用现场监测和统计方法，对温拌混合料施工过程中的冷却速率进行了研究分析。结果表明，温拌混合物在低温下的冷却速率高于风或无风时的冷却速率，差异有20%。因此在一定程度上，风对沥青混合料在碾压阶段的冷却速率有决定性的影响。当风力大于Ⅲ级时，不推荐施工。
（2）提出并论证了采用热拌温拌技术铺筑低温季节沥青路面的可行性，并对低温条件下温拌改性沥青混合料各环节的施工温度进行了细化。
（3）温拌技术一般可将沥青混合料的拌和温度降低30℃以上，即在不影响沥青老化性能的前提下，温拌混合料的拌和温度也可以提高30℃，即达到正常的热拌。因此，在低温季节施工中，热拌温铺技术在沥青路面施工中具有很大的潜力。
（4）实践工程施工质量试验结果表明：在0.7%HH-XII温拌剂的条件下，采用热拌温拌摊铺技术可以适当提高混合料的拌和温度，而不影响温拌沥青混合料的路用性能。在低温季节，可以保证沥青混合料的施工质量。
参考文献
[1]郭平.乳化型温拌剂研发及其混合料性能研究[D].长安大学博士学位论文，2011.
[2]DB61/T1007-2016温拌沥青混合料设计施工技术规范[S].
[3]弥海晨，祁峰，郭平，等.乳化型温拌沥青混合料性能试验方法研究[J].中外公路，2011（6）.
[4]任文斌，金辉，等.沥青混合料降温特性及有效碾压时间的研究[J].路基工程，2015（6）.
[5]胡秀英.DAT温拌沥青混合料降温速率试验研究[J].山东交通科技，2015（5）.
[6]侯曙光.温拌及热拌沥青混合料降温特性分析[J].公路，2011（10）.
[7]胡魁，吕振北.温拌沥青混合料内部降温速率特性研究[J].石油沥青，2012（6）.
[8]李波，刘建勋.沥青混合料降温速率影响因素的灰关联分析[J].长安大学学报：自然科学版，2011（5）.
论文作者:章琳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/13
标签：沥青论文; 温度论文; 低温论文; 条件下论文; 速率论文; 技术论文; 混合物论文; 《建筑学研究前沿》2018年第25期论文;