基于沥青混合料铺层温度分布均匀性研究

时间:2019-07-10 来源:www.assinar-clarotv.com

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概述

随着中国公路里程建设的不断增加,车辆数量也在不断增加,使得道路生活不容乐观,容易形成早期松散,剥落,坑洼等疾病。研究表明,热拌沥青混合料施工过程中的大温度变化是造成路面破坏的潜在原因。温差已经从沥青混合料的混合到整个运输和铺路过程开始,如何防止和控制温度偏析是提高公路建设质量亟待解决的问题。

本课题主要评估沥青混合料表面温度分布的均匀性。它描述了沥青压实过程中不同部件产生的温差,识别出薄弱环节的不足,提高了道路质量的均匀性。

沥青混合料温度采集方法的确定

通过对透水系数分布的研究,发现路面压实后现场透水系数有规律分布。温度偏析是否也具有相似的规律或温度偏析和等级偏析是否具有一定的关系是本研究的一个重要方面。研究小组首先确定使用哪种方法快速测量铺路位置的温度,以评估温度偏析是否发生。

红外摄像技术

红外温度记录仪在国外广泛使用。原理是所有物体都以热的形式发射红外波。当红外温度记录仪检测到它时,它将被转换成电波以产生物体热量。图片。图片上的不同颜色代表不同的温度,例如较低温度区域的蓝色和较高温度区域的红色。该技术可用于沥青混凝土路面的质量控制,用于沥青混凝土路面的铺设。 2000年,奥本大学国家沥青技术研究中心总结了现有的沥青混凝土路面隔离评价方法,并提出利用红外热像仪识别和评价路面分离的严重程度。该报告根据红外摄像机的记录划分不同分离程度的温度范围。使用这项技术的优势:能够绘制整个铺砌道路的热量分布;该技术可在施工过程中应用,有利于承包商及时解决问题;成熟的软件提供过程控制图,所有者使用它来接受或识别需要进一步测试或测试的区域,以确定隔离的类型和程度。

在宁经岩高速公路施工期间,研究了摊铺机的温度偏析。在施工中,摊铺机的宽度约为6米。为了理解铺路温度,将温度分布在该范围内,并在施工期间测量该区域的温度。铺路后,温度通常在中间高,两侧的规则分布低。两个摊铺机的接头温度最低,温度与最高温度之差可达20°C以上。

玻璃温度计

玻璃温度计是膨胀温度计。与红外热像仪相比,玻璃温度计测量的温度是混合物的内部温度,两者的性质不完全一致。差异与铺砌层的厚度,施工时的温度和风速有关。

在宁靖盐高速公路沥青路面施工过程中,比较了红外热像仪与玻璃温度计之间的温度测量。红外摄像机测量区域温度,因此矩形的小区域的平均温度由红外摄像机温度数据和由玻璃温度计测量的点温度数据表示。

可以看出,该红外摄像机的测量结果低于玻璃温度计的测量结果,差异波动范围为1℃至7℃。可以看出,在铺设阶段,红外摄像机测量的温度低于玻璃温度计,表明铺砌的表面温度低于混合物的内部温度;在轧制阶段,玻璃温度计测量的内部温度缓慢下降,红外摄像机测得的表面温度迅速下降,远低于内部温度。

根据红外热像仪和玻璃温度计的测试结果,在铺设和初始压力阶段,沥青混合料的表面温度和内部温差基本稳定,差值在10℃以内。

考虑到表面层的压实改变了表面热的特性,压路机的喷水量,轧制时间,轧制道次数和气候特征都改变了路面的温度分布。在第一次压实混合物之前获得,因为铺设温度可以消除轧制中各种因素的干扰,并准确地评估混合物的温度分离。

为了便于快速收集温度数据,建议使用红外摄像机对不同施工阶段和不同位置进行温度分析。优选在铺路后立即获得温度测试数据。

数据分析

为了进一步了解摊铺机后部的温度分布,对局部射击的特殊区域进行了深入研究。选择观察位置作为摊铺机的中心,边缘和接缝,通常认为该摊铺机更可能被隔离。

摊铺螺杆的温度

通常认为摊铺螺旋钻具有二次搅拌沥青混合料的作用,混合物通过摊铺机的螺旋钻的过程具有温度损失和温度分布,仍然缺乏深入的理解。为此,测量在螺旋输送器中输送混合物期间的温度。

可以看出:(1)当沥青混合料从铺路箱进入螺旋钻时,温度相对均匀; (2)在运输到边缘时,混合物的温度降低,但冷却速度不大,整体温度保持不变,损失不大,混合物在中心的温差在10℃以内°C,整体温度分离不明显,温度下降主要靠近槽壁和螺旋叶片等金属部件; (3)螺旋钻在远端,混合物的温度迅速下降,温差最多达到50℃。与中间部分相比,边缘处混合物的温度已经分离。该温度主要与运输过程中的温度分开。混合材料和地热传递的影响很少。

因此,从以上分析可以看出,在沥青混合料螺旋输送过程中,除最远端外,整个截面的温差小,在10℃以内,温度偏析现象不明显;可以认为,在摊铺过程中,如果摊铺机没有机械或结构原因,铺路机的整体温差应相对较小,在10°C以内,并且在实际施工过程中,由于摊铺机的分离,两个摊铺机的摊铺时间的差异,摊铺机末端的铲斗和摊铺机最远端的较低温度使得上述部分的温度偏析概率变大。因此,测试温度的上述位置的温度。研究了分离评估方法和评估标准。

摊铺机接缝处的温度

形隔离。尽管可以通过添加反向螺旋叶片来减少带状偏析,但是仍然难以避免带状偏析带。那么,这个位置是否有温度偏析,是否会影响路面的最终质量和层次?为此,研究小组拍摄了大量的温度图片来分析摊铺机关节2m内的温度分布,摄像机位置面向摊铺机的中间位置。

从上述温度分布图可知:(1)在正常施工阶段,摊铺机中槽的温度分布相对规律。摊铺机中缝的位置,即螺旋齿轮箱,温度略低于两侧,铺贴后的温度差别大多在5°C~10°C,这与以前的分析结果,但受分级和偏析的影响,某些局部区域的温差超过10°C; (2)由于分级偏析的影响,中间煤层的温度比其他部分慢。摊铺机的局部点温度更快,距离约1米,温度降至10°C以上; (3)对于摊铺机位置的温度分布,现场温度分布不规则,块体有明显的块体。形状和带材温度之间的温差一般达到10℃以上,最高温度达到40℃,温度偏析现象明显。

根据以上分析,研究小组认为,由于现场分级的影响,摊铺机的温度分离可能在2m内发生,摊铺机的温度分离是显而易见的。 [结合以往的研究结论和工程经验,研究小组建议将温差作为温度分离判别指标,以10°C为临界点。如果温差高于20℃,可以考虑适度的偏析,并且高于30℃的温差可以认为是严重的偏析。

摊铺机边缘的温度

先前的分析发现,在螺旋输送器的输送过程中,沥青混合物在摊铺机的最远端具有温度下降;从网格方法分析来看,道路边缘是道路质量的薄弱环节,那么该区域是否还存在温度偏析?因此,温度分析在摊铺机两侧(即肩部)的边缘2m内进行。

可以看出,在正常施工阶段,越接近边缘区域,温度越低,但温差不大,距离边缘1 m范围内的平均温度为5°C~10 °C低于中间部分1米范围内的平均温度。整个2m范围内横截面的最大温差为12°C,最小温度为8°C;表明温度偏析不明显,并且现场路面的均匀性差可能不是由温度偏析引起的。

为了进一步了解边缘处的温度分布,使用玻璃温度计测量新铺设的道路边缘100cm的温度,并且通过红外摄像机测量摊铺机边缘的温度。可以看出,类似于2m范围内的温度测试结果,混合物的内部温差和各部分的温差在10℃以内,并且温度分离不明显。

基于上述分析,建议边缘区1 m内的温度偏析评价标准可作为摊铺机偏析温度评价标准的参考,即温度差为10°C。用作临界值。

摊铺机接缝温度

摊铺机的接缝也是沥青路面施工的薄弱环节,应予以监控。摊铺机拼接的温度分布(两个摊铺机之间的距离为5米)。鉴于此,可以得出以下结论:(1)在接缝处,背景摊铺机的路面温度应明显高于前台。在白天施工时,温差在10°C至15°C之间,夜间施工时,温差可达15°C~20°C,离摊铺机越近,温差越明显; (2)煤层是路面的最低温度区,与新型沥青混合料相比,温差约为20°C,与原沥青混合料相比,温差在10°C以内; (3)摊铺后温度迅速下降,摊铺机铺贴后路面温度下降10°C至6~7 m。

在江苏省沥青路面施工期间,两个摊铺机之间的距离已经调整到最低要求,现场确实实现了这一点。在这种情况下,摊铺机之间的路面温差仍然大于10℃。作为分离判断的10°C标准可能过于严格。结合夜间施工数据,研究小组建议铺设后20°C的路面温差值可作为关节分离测定的关键标准。同时,为了充分利用温度资源,应保证路面压实度,摊铺后应进行轧制和及时轧制。

为了进一步了解拼接时拼接后的温度变化,在近距离处分析试验。可以看出,轧制后摊铺机接头的温差非常明显。铺砌后的混合物的铺装温度高于摊铺后的铺设温度,初始压力为20℃或更高,甚至更高,为两层。路面交界处的温度非常低。为了找到原因,研究小组拍摄了铺砌路面的一面。

可以看出,铺设后的侧面温度远低于铺路面温度,极值大致在30℃至40℃之间。在辊的初始压力之后,路面的表面温度降低更快,而铺砌面的极端温度仍然比铺面温度低20°C。

在宏观分析中,铺路的外侧处于不受约束的状态,直接暴露在大气中,并且由于大气温度和风速的影响,其温度迅速降低,超过了表面温度下降率。在轧制过程中,外部温度和表面温度降低的因素也不同,下降程度与周围环境有关,并且不依赖于轧制道次数。这解释了为什么两个摊铺机的接缝是横截面温度分布中的最低温度区域。

从以上分析可以看出,在轧制过程中,外部因素对温差产生影响。此时,不应将温差用作分离标准。结合上述分析结果,建议对煤层温度偏析的评价应基于摊铺后未压实的路面温度数据。

温度衰减定律

件下新铺设的中面沥青路面连续红外成像温度测量。结果表明,在没有轧制的情况下,路面温度在6分钟内下降10°C。

此外,还研究了上层沥青混合物的温度。从以上数据分析可知,螺旋输送机在输送过程中的温度基本上没有衰减;在铺设和初始振动之后,沥青混合物的温度下降约10℃并且在横截面中不均匀地分布。州;在滚筒压实机的初始轧制之后,沥青混合物的温度下降速率开始加速。

结论

通过对不同施工阶段和不同薄弱环节的温度分布数据的分析,得出以下结论,并提出相应的技术标准。

(1)红外摄像机测量表面温度,而玻璃温度计测量内部温度。结果表明,沥青混合料铺设后,内部温度比表面温度高约10℃;

(2)在沥青混合料的输送过程中,沥青混合料的温度不会显着降低。除最远端外,整个截面的温差很小。在10°C范围内,温度偏析现象不明显; p>

(3)在道路轧制过程中,会有更多因素影响路面的温度分布。为了减少这些因素的影响,研究小组建议在铺路后立即使用剖面温度数据进行温度分析;

(4)通过对摊铺机的中缝,摊铺机的拼接,摊铺机的边缘和摊铺机的铲斗等薄弱环节的分析,可以将该部分的温差用作温度分离评价指标,但不同位置评价标准应不同;

(5)为了减少温度偏析,两个摊铺机之间的距离应在施工过程中保持在5米以内。铺路后,应及时,紧密地进行滚动。在轧制过程中,钢轮的温度应尽可能降低。保护的负面影响。