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超宽幅沥青路面摊铺施工温度场分布与平整度控制

作者

仇雨

安徽建工建设投资集团有限公司

一、超宽幅沥青路面摊铺施工温度场分布特点

1. 横向温度分布差异

在超宽幅沥青路面摊铺过程中,横向温度分布存在明显差异。摊铺机螺旋布料器在向两侧布料时,混合料与空气的接触面积不同,边缘部分混合料散热较快,温度下降明显,而中间部分温度相对较高。这种横向温度差异会随着摊铺宽度的增加而增大。例如,在某超宽幅路面摊铺工程中,摊铺宽度达到 20 米,边缘温度比中间温度低 10-15C 。环境温度、风速等因素也会加剧横向温度分布的不均匀性。当环境温度较低且风速较大时,边缘混合料的温度散失速度更快,导致横向温度梯度进一步增大。

2. 纵向温度变化规律

纵向温度变化主要与摊铺速度和混合料运输时间有关。在摊铺初期,由于混合料刚从运输车辆倒入摊铺机料斗,温度较高。随着摊铺的进行,摊铺机不断前进,混合料在输送和摊铺过程中持续散热,温度逐渐降低。而且,若摊铺速度不稳定,时快时慢,会导致纵向温度分布更加复杂。当摊铺速度较快时,混合料在摊铺机内停留时间短,温度下降相对较慢;反之,摊铺速度较慢时,混合料散热时间长,温度下降明显。在实际施工中,应根据环境条件和混合料特性合理调整摊铺速度,以保证纵向温度的相对稳定。

3. 竖向温度梯度

竖向温度梯度是指从路面表面到内部的温度变化。在摊铺完成后,路面表面直接与空气接触,散热迅速,温度较低,而路面内部由于有一定的保温作用,温度相对较高。这种竖向温度梯度会影响路面的压实效果。在压实过程中,表面温度过低会导致混合料的流动性变差,难以压实,而内部温度过高则可能使压实后路面出现推移现象。因此,在施工中需要采取适当的保温措施,如覆盖保温毡等,以减小竖向温度梯度,保证路面的压实质量。

二、影响超宽幅沥青路面平整度的因素

1. 摊铺工艺因素

摊铺工艺对超宽幅沥青路面平整度有着重要影响。摊铺速度的稳定性至关重要。如果摊铺速度不均匀,会导致混合料的堆积和摊铺厚度不一致,从而影响路面平整度。例如,当摊铺速度突然加快时,摊铺机前方的混合料来不及均匀分布,会出现局部厚度变薄的情况;而摊铺速度突然减慢时,又会造成混合料堆积,使路面出现波浪状起伏。摊铺机的螺旋布料器转速和高度也会影响平整度。螺旋布料器转速不均匀会导致混合料在横向分布不均,影响路面的横向平整度;布料器高度不合适则可能导致混合料离析,进而影响路面的整体质量和平整度。

2. 压实设备因素

压实设备的性能和操作方式直接关系到路面的压实效果和平整度。压路机的吨位、振动频率和振幅等参数选择不当,会导致路面压实度不足或过度压实。例如,使用吨位过小的压路机,可能无法达到规定的压实度,使路面容易出现早期病害;而振动频率和振幅过大,则可能使路面产生过度振动,破坏混合料的结构,影响平整度。压实顺序也非常关键。合理的压实顺序应该是先轻后重、先慢后快、先边后中。如果压实顺序混乱,会导致路面压实不均匀,出现局部隆起或凹陷现象。

3. 原材料质量因素

原材料的质量是保证路面平整度的基础。沥青的标号、针入度、软化点等指标不符合要求,会影响混合料的性能和施工质量。例如,沥青标号过低,混合料的高温稳定性差,在高温季节容易出现车辙;沥青标号过高,则混合料的低温抗裂性能不足,在低温环境下容易产生裂缝。集料的级配、含泥量等指标也会对路面平整度产生影响。集料级配不合理,会导致混合料的空隙率和密度不均匀,影响压实效果和平整度;含泥量过高则会降低混合料的粘结力,使路面容易出现松散现象。

三、超宽幅沥青路面平整度控制措施

1. 优化摊铺工艺

为了提高超宽幅沥青路面的平整度,需要优化摊铺工艺。要确保摊铺速度的均匀性。根据混合料的供应能力、摊铺机的性能和环境条件,合理确定摊铺速度,并在施工过程中保持稳定。一般来说,摊铺速度宜控制在 2- 6m/min 之间。要调整好摊铺机螺旋布料器的转速和高度。螺旋布料器的转速应根据摊铺速度和混合料的特性进行调整,保证混合料在横向均匀分布;布料器高度应根据摊铺厚度进行合理设置,避免混合料离析。还可以采用多台摊铺机梯队作业的方式,减少横向接缝,提高路面的整体平整度。

2. 合理选择和操作压实设备

合理选择压实设备是保证路面平整度的关键。应根据路面的设计要求和混合料的特性,选择合适吨位、振动频率和振幅的压路机。在压实过程中,要严格按照规定的压实顺序进行操作。初压应采用轻型钢筒压路机或关闭振动装置的振动压路机静压 1 - 2 遍,使混合料初步稳定;复压应采用重型轮胎压路机或振动压路机振压 4 - 6 遍,达到规定的压实度;终压应采用轻型钢筒压路机静压 1 - 2 遍,消除轮迹。要控制好压路机的行驶速度,避免急刹车和急转弯,防止对路面造成破坏。

3. 加强原材料质量管控

加强原材料质量管控是保证路面平整度的基础。在沥青采购过程中,要严格按照设计要求选择合适标号的沥青,并对其质量进行严格检验。对于集料,要控制好级配和含泥量。定期对集料进行筛分试验,确保级配符合设计要求;对含泥量超标的集料,要进行水洗等处理。在混合料生产过程中,要严格控制配合比,保证混合料的质量稳定。加强对原材料和混合料的质量检测,及时发现问题并进行调整,确保为路面施工提供高质量的原材料。

结语

超宽幅沥青路面摊铺施工中的温度场分布与平整度控制是一个复杂而关键的问题。温度场分布的不均匀性会对沥青混合料的性能和路面压实效果产生显著影响,进而影响路面的平整度。横向、纵向和竖向的温度差异会导致混合料压实度不一致,出现各种路面病害,降低路面的使用性能和使用寿命。

未来,随着交通事业的不断发展,超宽幅沥青路面的应用将会更加广泛。我们需要进一步深入研究温度场分布的规律和影响因素,探索更加有效的平整度控制技术。例如,利用先进的传感器技术和数据分析方法,实时监测温度场变化和平整度指标,实现施工过程的智能化控制。加强对施工人员的培训和管理,提高他们的专业技能和质量意识,确保各项控制措施能够得到有效执行。只有这样,才能不断提高超宽幅沥青路面的施工质量,为交通基础设施建设提供更加可靠的保障。

参考文献:

[1]吴向辉.常规摊铺机施工超宽幅沥青混凝土路面的质量控制[J].科技与企业,2012,(07):225-225.

[2]闫古强.城市交通道路沥青路面施工技术与质量控制研究[J].工程机械与维修,2025,(04):70-72.