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实测面层施工中防水层温度数据分析(四)

作者:admin     发布日期: 2021-03-08     二维码分享
实测面层施工中防水层温度数据分析(四)
1、通过对沥青与改性沥青类防水层温度变化实测数据的分析,可以发现在面层摊铺过程中,防水层温度与混合料温度、气温的变化有以下特点:
* 沥青混合料在摊铺后、初压之前的温度损失极大,一般每分钟为4~12℃,而初压后其冷却速率大大降低;沥青混合料与气温的温差越大,沥青混合料温度下降愈快。
* 防水层温度随时间变化可划分4个阶段,首先是防水层受到初始的热冲击急剧升温,一般在沥青混合料铺设2~4分钟达到顶峰温度;随后防水层在顶峰温度范围相对稳定一段时间;防水层温度在第三阶段迅速下降;第四阶段防水层温度缓慢下降至环境温度。
* 随着气温的升高、面层厚度增加和摊铺温度提高,有效压实时间和防水层顶峰温度迅速增加,反之,有效压实时间和防水层顶峰温度急剧下降。
* 防水层顶峰温度高低与防水材料类型和厚度有关。
* 防水层顶峰高低与防水材料类型和厚度有关。
* 有效压实时间和防水层顶峰温度持续时间有重要关系,一般为有效压实时间的1/3左右。
* 沥青混合料有效压实时间的长短与气温、面层厚度(摊铺厚度)、碾压温度、太阳辐射、风速等因素有关。
2、由以上分析可知,防水层顶峰温度的持续时间对于.低流淌温度的研究极为重要,为确定防水层顶峰温度的持续时间必须对沥青混合料有效压实时间进行研究,这里结合我国《公路沥青路面施工技术规范》和工地实际情况确定以沥青混合料温度下降80℃的时间为有效压实时间。
* 气温和初压温度对有效压实时间的影响,在其它条件相同的情况下,随着气温的升高,有效压实时间迅速增加,如25℃时的有效压实时间与10℃时相比,几乎增加一倍;而随着气温的降低,特别是在气温低于10℃时,有效压实时间急剧下降。初压后沥青混合料温度下降速率明显降低。
* 面层厚度(摊铺厚度)对有效压实时间的影响,限于条件,在施工现场很难对风力和太阳辐射作出..的测量,只能凭经验判断,通过对实测数据显然可以得出,随着风力的增大和天气由晴变阴,有效压实时间随之减少,特别是风力大于3级时,混合料冷却速率显著增大。风力大小主要影响面层表面温度,面层厚度越大,风力对混合料温度影响越小。
* 有效压实时间的多因素回归分析与预估,通过以上单因素影响分析,初步建立了各影响因素与有效压实时间的关系,为得到实用的有效压实时间预测模型,需进一步对各因素进行多元回归。
3、当热沥青混合料接触到防水材料时,其带来的热量冲击作用使得防水材料的温度骤然上升,防水材料吸收的热量使其温度升高的同时,也造成高分子热运动加剧,材料物理状态发生变化。由于防水层处于混凝土桥面与沥青层之间,它与两者均存在着热传递,而桥面混凝土的体积与防水层比较起来是庞大的,防水层只相当于是一层热传递的介质,热量通过它传到混凝土板内,使桥面板的温度也升高,所以防水层的温度达不到沥青混合料的铺摊温度,两者之间存在一定的温度差。由于不同类型的防水材料分子热运动的形式不同,吸收热量的程度不同,因此防水材料类型是决定防水层温度变化的主要因素。在沥青层摊铺过程中混合料还不断地与外界空气发生热量传递,所以防水材料的温度还受沥青层厚度和摊铺时气温的影响。
* 沥青层厚度对防水薄膜温度的影响,当沥青层厚度增加时,防水薄膜与摊铺温度之间差值整体趋势在减小,当厚度达到8cm时温度差变化已不明显,这说明沥青层达到一定厚度后,沥青混合料与外界空气的热传递已经 影响防水材料温度的上升。
* 气温对防水薄膜温度的影响,不同气温条件下防水材料温度与沥青摊铺温度的关系。因此,按照前面分析的结果,提出涂膜类防水材料、塑性体和弹性体改性沥青防水材料的顶峰温度范围,对摊铺温度为160℃~180℃、厚度为4~7cm的SMA,防水层的顶峰温度范围,对摊铺温度为130℃~160℃、厚度为4~7cm沥青混凝土和沥青砂,防水层的顶峰温度范围。
4、实测通车后防水层温度数据分析,通过对沥青与改性沥青类防水层温度变化实测数据的分析,可以发现在夏季防水层温度、桥面温度、沥青面层温度、气温变化的特点如下:
* 防水层和沥青面层的温度均高于气温。
* 在太阳照射下,防水层温度低于沥青面层温度,在夜晚,防水层温度高于沥青面层温度。
* 防水层与沥青面层的温差大小主要与面层厚度有关,在沥青面层温度到达.高温度的初期,沥青面层温度越高温差越大,然后,随沥青层高温持续时间的增加温差减少。
* 对于4~6cm和8~10cm的沥青面层,防水层与沥青面层的温差.大分别在20~25℃和10~15℃左右。
* 防水层到达.高温度的时间滞后于沥青面层1~3小时,滞后时间长短与面层厚度有关,面层越厚滞后时间越长。但是,防水层处于高温的持续时间大于沥青面层,其高温持续时间基本与桥面混凝土相同,在4~5小时之间。
分析可知,与防水层处于通车后的温度环境相比,防水层在施工阶段的温度环境是不利的,因此,在研究防水层高温性能时可以不考虑防水层处于通车后的温度环境。但是,研究防水层处于通车后的温度环境是研究防水层低温性能和进行层间抗剪强度验算所必需的。

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