基于混合料溫度場監(jiān)測的瀝青面層施工質(zhì)量控制研究

摘 要

瀝清整體面層施工過程中，優(yōu)良的夯實加工工藝可以明顯提升固層品質(zhì)。因而，在輾壓階段，當(dāng)混和料的溫度處在適度范疇時立即地進行工作，針對提升密實度具備關(guān)鍵的實際意義。文中根據(jù)對瀝青混合料攤鋪后的制冷減溫全過程開展監(jiān)控和科學(xué)研究，進一步討論瀝清混凝土墊層的輾壓加工工藝。近期多年至今，歸功于紅外熱像儀等武器裝備技術(shù)水平的發(fā)展趨勢，對地表溫度的大范疇即時精確測量早已不會太難完成。文中運用這種新武器裝備技術(shù)性對云南某高速路實驗道路瀝青混合料的減溫特點實現(xiàn)了科學(xué)研究，并講述了一種對瀝清層溫度數(shù)據(jù)信息做好剖析的方式。評測數(shù)據(jù)信息表明，瀝清表層溫度場與內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度場具備明顯的關(guān)聯(lián)性，是表現(xiàn)混和料溫度勻稱性和具體指導(dǎo)施工質(zhì)量過程控制的優(yōu)良指標(biāo)值。

關(guān)鍵字

瀝清整體面層 | 溫度場檢測 | 地面品質(zhì)

溫度對瀝青混合料特性的直接影響是極其明顯的。在瀝清整體面層施工過程中，務(wù)必趁混和料的溫度處在適度范疇時立即地進行輾壓工作，這對提升密實度、提高固層品質(zhì)和耐用性具備關(guān)鍵的實際意義。在我國施工工藝中對施工過程中的攪拌料溫度和自然環(huán)境溫度也是有嚴(yán)格管理。

施工企業(yè)對混和料溫度的檢測一般是運用插式數(shù)顯式溫度計，它使用方便、數(shù)據(jù)信息靠譜。但不足之處是只有檢測極個別的位置，不可以檢測全部攤鋪面的溫度，更難以體現(xiàn)攤鋪層的減溫速率。

閥值討論

世界各國科研成果參照

英國專家學(xué)者E.R.Brown曾在NCHRP-441項目報告中明確提出了以瀝青混合料空隙率差別來點評離析的等級劃分規(guī)范。設(shè)計方案空隙率為4.0%，根據(jù)房間內(nèi)實驗校準(zhǔn)了溫度差別造成的孔隙率差別的關(guān)聯(lián)，按此點評，可以基本明確溫度離析的允許起伏范疇，實際見表1。

中國專家學(xué)者在科學(xué)研究擊實溫度對瀝青混合料的相對密度危害時，用同樣配合比的AH-70瀝青混合料，在不一樣溫度下開展馬歇爾擊實試驗，并測量了試樣的相對密度和空隙率，摘引其實驗結(jié)果如表2和圖1。

針對中下邊層一般瀝青混合料，在98%的密實度的前提下，空隙率超過7%時，就可以判斷為離析。從圖中可看得出，當(dāng)溫度比設(shè)計方案溫度誤差力度為±10℃時，瀝青混合料的空隙率各自為6.1%和6.4%。可以覺得，溫度誤差力度超出±10℃為瀝青混合料原始離析狀況的逐漸。

以上三例全是根據(jù)房間內(nèi)實驗情況下創(chuàng)建的孔隙率與成形溫度相互關(guān)系，為了更好地進一步認(rèn)證，還必須得到當(dāng)場工程施工的數(shù)據(jù)信息具體分析。

云南評測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

小編在云南某高速路開展了抽樣檢測。瀝清下邊層原材料為中粒式AC-20混和料，選用70號重交瀝清，當(dāng)場工程施工溫度為18℃，輕風(fēng)，初壓溫度操縱范疇是145～150℃，設(shè)計方案總體目標(biāo)空隙率為4.1%。

應(yīng)用FLIRVS70型紅外熱像儀對初壓前的瀝青混合料攤鋪面開展觀查，對存有顯著溫度差別的攤鋪面搞好標(biāo)識，待輾壓結(jié)束后用無核密度儀測量相對應(yīng)定位點的攪拌料相對密度，為此點評溫度離析對地面原材料相對密度相互關(guān)系，實際實驗結(jié)果如表3所顯示。

從以上研究的數(shù)據(jù)信息上看，當(dāng)溫度起伏在0～10℃中間時，空隙率誤差的平均值為0.9%，標(biāo)準(zhǔn)差為0.42%，大部分可以覺得不會有離析狀況。

當(dāng)溫度起伏在10～25℃中間時，樣版的空隙率誤差平均值為1.8%，標(biāo)準(zhǔn)差為0.31%。所測量點的空隙率占空隙率離析規(guī)范的100%。溫度誤差在25～35℃中間時，空隙率的誤差值為3.3%，這時樣版數(shù)目較少，離散性比較大，所測量點占空隙率離析規(guī)范的占比為50%。溫度誤差超過35℃時，空隙率誤差為5.2%，大部分也是處在輕中度離析的范疇，這也許與輾壓加工工藝、型號和機構(gòu)有關(guān)系。充分考慮建筑施工、自然環(huán)境氣候的差異等緣故，混和料溫度離析的級別規(guī)范可列入。

檢測設(shè)備

為了更好地完成對攤鋪層平穩(wěn)連續(xù)的溫度檢測，小編制定了一種全自動紅外檢測像監(jiān)控系統(tǒng)。將工業(yè)生產(chǎn)紅外熱像儀安裝在攤鋪機后才，并與一個中小型工控電腦相接(工控電腦也放置在攤鋪機里)，即時將傳輸數(shù)據(jù)到工控電腦上。這種熱像數(shù)據(jù)信息根據(jù)一個置入程序流程轉(zhuǎn)換為引流矩陣數(shù)據(jù)信息，并從而產(chǎn)生一個二維溫度等值線圖。為了更好地標(biāo)志檢測的部位，還選用了一個GPS接收器，進而將溫度數(shù)據(jù)信息和GPS部位關(guān)系了起來。

螺旋式面料器的溫度離析

螺旋式面料器是攤鋪機執(zhí)行攤鋪每日任務(wù)的主要構(gòu)件，是對瀝青混合料的最后一次“拌和”，也是減少離析的最后一個大關(guān)。在螺旋式面料器功效下，面料槽中的攪拌料難以避免地造成送料不勻稱狀況，并且這類不勻稱狀況伴隨著攤鋪過程在不斷而持續(xù)延續(xù)。這也是由這類等直徑等牙距的螺旋式構(gòu)造所產(chǎn)生的原有狀況。

圖2為攤鋪機螺旋式面料器的紅外檢測像照片，對其橫著的表層溫度開展剖析。選擇圖片中的L1平行線上的溫度值，不會太難發(fā)覺網(wǎng)上溫度基本上遍布在170℃，攤鋪全過程中操縱溫度為(160~170℃)，與工程施工操縱溫度基本一致，3處螺旋齒輪溫度較低。精確測量結(jié)果顯示，全幅掩埋式的攤鋪方法可以有效的降低溫度離析。

等料后再次攤鋪時的溫度狀況

瀝青路面施工中經(jīng)常因為當(dāng)場料車不夠、設(shè)備故障等因素而發(fā)生小禁區(qū)攤鋪機關(guān)機待料，圖3為作業(yè)流程中的關(guān)機待料的紅外檢測像圖:

由圖得知，等料前同一點的溫度顯著小于來料檢驗報告后的溫度，等料前的溫度為80℃、來料后的終壓溫度為120℃，人眼由此可見等料時的路表層存有顯著的因為溫度過低導(dǎo)致的空隙率稍大的地區(qū)。關(guān)機待料導(dǎo)致的超低溫地區(qū)內(nèi)的高空隙率也是將來易產(chǎn)生初期毀壞的薄弱點。

機器設(shè)備轉(zhuǎn)化成的二維等值線圖更為直接地表明了關(guān)機等料的危害。如下圖4所顯示，在關(guān)機等料的位置存有一個顯著的溫度梯度方向巨大的地區(qū)，等值線聚集且?guī)缀跖c攤鋪方位豎直。

對全自動紅外檢測像設(shè)備的一些思索

(1)現(xiàn)階段紅外熱像儀生產(chǎn)技術(shù)已趨完善，許多生產(chǎn)商帶來了多種多樣可供集成化和二次開發(fā)的熱像機器設(shè)備，可以比較容易地組裝在攤鋪機的反面。

(2)紅外熱像儀必須一臺工控電腦(或便攜式計算機)來儲存圖象，大的廠商會給予相關(guān)數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換工具控制模塊，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為彩色圖、灰度圖、等價圖或標(biāo)值引流矩陣等多種方式。

(3)紅外熱像儀配用的雙光透鏡一般角度較狹小。在文中實踐活動中，它務(wù)必看準(zhǔn)攤鋪整體機身后17m的部位，以得到7m總寬的視線。當(dāng)必須拍照螺旋式面料器時，迫不得已手動式調(diào)節(jié)監(jiān)控攝像頭的視角。更強的方式也許是立即換用超廣角鏡頭，熱像儀拍照的地區(qū)與此同時包含面料器和背后一段全總寬的攤鋪地區(qū)。

(4)假如要使檢測管理體系愈發(fā)健全，可以提升GPS接收器來標(biāo)志數(shù)據(jù)采集的部位，還可以在工控主板上改裝4G網(wǎng)口，將信息即時傳送到虛擬服務(wù)器，完成更為高檔的運用或剖析作用。體系結(jié)構(gòu)如下圖5。

攤鋪層表層溫度與內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度的關(guān)聯(lián)

紅外熱像儀的使用達到了即時觀察全總寬攤鋪地區(qū)的表層溫度。可是真真正正影響到密實度和孔隙率的關(guān)鍵因素是固層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度。顯而易見，瀝清層表層比內(nèi)部結(jié)構(gòu)制冷快得多。施工工地的溫度、風(fēng)速及其鋼輪壓路機的撒水，都是會顯著地危害所有或部分的表面溫度。針對表面溫度與內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度的相關(guān)分析，下列好多個影響因素可能是較為主要的:固層的薄厚、瀝青混合料配合比種類及其氣候條件。有一些較專業(yè)的振動壓路機在出產(chǎn)時已配置了紅外熱像儀，向操作員給予固層表層溫度信息內(nèi)容，操作員只有籍此憑工作經(jīng)驗推斷固層內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度。因而，假如能相對性精確地創(chuàng)建一個轉(zhuǎn)換關(guān)聯(lián)，將進一步提高夯實品質(zhì)的可操控性。

在實驗道路上，小編任意選擇了多個定位點并與此同時測量了其表面溫度與內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度。將這兩個數(shù)據(jù)信息編碼序列對比較為，表明出較強的關(guān)聯(lián)性(見圖6)。這類關(guān)聯(lián)性表明，創(chuàng)建一個從表面溫度到內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度的比較靠譜的測算關(guān)聯(lián)是有可能的，表面溫度徹底可以做為關(guān)鍵溫度的靠譜表現(xiàn)。

為了更好地創(chuàng)建一個初始的純回歸分析，將表面溫度值x做為變量，將時間t做為應(yīng)自變量，重歸得式(1):

再將時間t做為變量，將內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度y做為應(yīng)自變量，重歸得式2:

將式1帶入式2，即獲得表層溫度到內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度的轉(zhuǎn)換式，因為構(gòu)造較繁雜，在這里不贅述。將換算公式計算的內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度與評測內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度比照，如下圖7。

總結(jié)

運用紅外熱像儀可高效檢驗瀝清整體面層攤鋪時的溫度離析，并剖析溫度降低的速度。文中詳細(xì)介紹了一種依靠紅外熱像儀對一整張地面開展持續(xù)掃描儀、即時收集和分析數(shù)據(jù)的設(shè)備及方式，可精確快速分辨瀝青道路的離析地區(qū)，與此同時此系統(tǒng)軟件具備極度的擴展性。

評測數(shù)據(jù)信息表明，瀝清攤鋪表面溫度與內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度具備較強的關(guān)聯(lián)性，表面溫度徹底可以做為關(guān)鍵溫度的靠譜表現(xiàn)，因而創(chuàng)建一個從表面溫度到內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度的測算關(guān)聯(lián)十分必要。僅限于篇數(shù)，文中僅進行了較初階段的重歸線性擬合。針對這個問題也有待獲得大量的評測數(shù)據(jù)信息，創(chuàng)建更為簡要適用的數(shù)學(xué)分析模型。