基于混合料溫度場監測的瀝青面層施工質量控制研究

摘 要

瀝清整體面層施工過程中，優良的夯實加工工藝可以明顯提升固層品質。因而，在輾壓階段，當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鍵的實際意義。文中根據對瀝青混合料攤鋪后的制冷減溫全過程開展監控和科學研究，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水平的發展趨勢，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性對云南某高速路實驗道路瀝青混合料的減溫特點實現了科學研究，并講述了一種對瀝清層溫度數據信息做好剖析的方式。評測數據信息表明，瀝清表層溫度場與內部結構溫度場具備明顯的關聯性，是表現混和料溫度勻稱性和具體指導施工質量過程控制的優良指標值。

關鍵字

瀝清整體面層 | 溫度場檢測 | 地面品質

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、提高固層品質和耐用性具備關鍵的實際意義。在我國施工工藝中對施工過程中的攪拌料溫度和自然環境溫度也是有嚴格管理。

施工企業對混和料溫度的檢測一般是運用插式數顯式溫度計，它使用方便、數據信息靠譜。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范。設計方案空隙率為4.0%，根據房間內實驗校準了溫度差別造成的孔隙率差別的關聯，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。

中國專家學者在科學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，當溫度比設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。

以上三例全是根據房間內實驗情況下創建的孔隙率與成形溫度相互關系，為了更好地進一步認證，還必須得到當場工程施工的數據信息具體分析。

云南評測數據統計分析

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，當場工程施工溫度為18℃，輕風，初壓溫度操縱范疇是145～150℃，設計方案總體目標空隙率為4.1%。

應用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識，待輾壓結束后用無核密度儀測量相對應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系，實際實驗結果如表3所顯示。

從以上研究的數據信息上看，當溫度起伏在0～10℃中間時，空隙率誤差的平均值為0.9%，標準差為0.42%，大部分可以覺得不會有離析狀況。

當溫度起伏在10～25℃中間時，樣版的空隙率誤差平均值為1.8%，標準差為0.31%。所測量點的空隙率占空隙率離析規范的100%。溫度誤差在25～35℃中間時，空隙率的誤差值為3.3%，這時樣版數目較少，離散性比較大，所測量點占空隙率離析規范的占比為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、型號和機構有關系。充分考慮建筑施工、自然環境氣候的差異等緣故，混和料溫度離析的級別規范可列入。

檢測設備

為了更好地完成對攤鋪層平穩連續的溫度檢測，小編制定了一種全自動紅外檢測像監控系統。將工業生產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)，即時將傳輸數據到工控電腦上。這種熱像數據信息根據一個置入程序流程轉換為引流矩陣數據信息，并從而產生一個二維溫度等值線圖。為了更好地標志檢測的部位，還選用了一個GPS接收器，進而將溫度數據信息和GPS部位關系了起來。

螺旋式面料器的溫度離析

螺旋式面料器是攤鋪機執行攤鋪每日任務的主要構件，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。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延續。這也是由這類等直徑等牙距的螺旋式構造所產生的原有狀況。

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，不會太難發覺網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

瀝青路面施工中經常因為當場料車不夠、設備故障等因素而發生小禁區攤鋪機關機待料，圖3為作業流程中的關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致的空隙率稍大的地區。關機待料導致的超低溫地區內的高空隙率也是將來易產生初期毀壞的薄弱點。

機器設備轉化成的二維等值線圖更為直接地表明了關機等料的危害。如下圖4所顯示，在關機等料的位置存有一個顯著的溫度梯度方向巨大的地區，等值線聚集且幾乎與攤鋪方位豎直。

對全自動紅外檢測像設備的一些思索

(1)現階段紅外熱像儀生產技術已趨完善，許多生產商帶來了多種多樣可供集成化和二次開發的熱像機器設備，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數據信息轉換工具控制模塊，將數據轉換為彩色圖、灰度圖、等價圖或標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，它務必看準攤鋪整體機身后17m的部位，以得到7m總寬的視線。當必須拍照螺旋式面料器時，迫不得已手動式調節監控攝像頭的視角。更強的方式也許是立即換用超廣角鏡頭，熱像儀拍照的地區與此同時包含面料器和背后一段全總寬的攤鋪地區。

(4)假如要使檢測管理體系愈發健全，可以提升GPS接收器來標志數據采集的部位，還可以在工控主板上改裝4G網口，將信息即時傳送到虛擬服務器，完成更為高檔的運用或剖析作用。體系結構如下圖5。

攤鋪層表層溫度與內部結構溫度的關聯

紅外熱像儀的使用達到了即時觀察全總寬攤鋪地區的表層溫度。可是真真正正影響到密實度和孔隙率的關鍵因素是固層的內部結構溫度。顯而易見，瀝清層表層比內部結構制冷快得多。施工工地的溫度、風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。針對表面溫度與內部結構溫度的相關分析，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。有一些較專業的振動壓路機在出產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容，操作員只有籍此憑工作經驗推斷固層內部結構溫度。因而，假如能相對性精確地創建一個轉換關聯，將進一步提高夯實品質的可操控性。

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部結構溫度。將這兩個數據信息編碼序列對比較為，表明出較強的關聯性(見圖6)。這類關聯性表明，創建一個從表面溫度到內部結構溫度的比較靠譜的測算關聯是有可能的，表面溫度徹底可以做為關鍵溫度的靠譜表現。

為了更好地創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做為應自變量，重歸得式(1):

再將時間t做為變量，將內部結構溫度y做為應自變量，重歸得式2:

將式1帶入式2，即獲得表層溫度到內部結構溫度的轉換式，因為構造較繁雜，在這里不贅述。將換算公式計算的內部結構溫度與評測內部結構溫度比照，如下圖7。

總結

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。文中詳細介紹了一種依靠紅外熱像儀對一整張地面開展持續掃描儀、即時收集和分析數據的設備及方式，可精確快速分辨瀝青道路的離析地區，與此同時此系統軟件具備極度的擴展性。

評測數據信息表明，瀝清攤鋪表面溫度與內部結構溫度具備較強的關聯性，表面溫度徹底可以做為關鍵溫度的靠譜表現，因而創建一個從表面溫度到內部結構溫度的測算關聯十分必要。僅限于篇數，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據信息，創建更為簡要適用的數學分析模型。