基于混合料温度场监测的沥青面层施工质量控制研究

摘 要

沥清整体面层施工过程中，优良的夯实加工工艺可以明显提升固层品质。因而，在辗压阶段，当混和料的温度处在适度范畴时立即地进行工作，针对提升密实度具备关键的实际意义。文中根据对沥青混合料摊铺后的制冷减温全过程开展监控和科学研究，进一步讨论沥清混凝土垫层的辗压加工工艺。近期多年至今，归功于红外热像仪等武器装备技术水平的发展趋势，对地表温度的大范畴即时精确测量早已不会太难完成。文中运用这种新武器装备技术性对云南某高速路实验道路沥青混合料的减温特点实现了科学研究，并讲述了一种对沥清层温度数据信息做好剖析的方式。评测数据信息表明，沥清表层温度场与内部结构温度场具备明显的关联性，是表现混和料温度匀称性和具体指导施工质量过程控制的优良指标值。

关键字

沥清整体面层 | 温度场检测 | 地面品质

温度对沥青混合料特性的直接影响是极其明显的。在沥清整体面层施工过程中，务必趁混和料的温度处在适度范畴时立即地进行辗压工作，这对提升密实度、提高固层品质和耐用性具备关键的实际意义。在我国施工工艺中对施工过程中的搅拌料温度和自然环境温度也是有严格管理。

施工企业对混和料温度的检测一般是运用插式数显式温度计，它使用方便、数据信息靠谱。但不足之处是只有检测极个别的位置，不可以检测全部摊铺面的温度，更难以体现摊铺层的减温速率。

阀值讨论

世界各国科研成果参照

英国专家学者E.R.Brown曾在NCHRP-441项目报告中明确提出了以沥青混合料空隙率差别来点评离析的等级划分规范。设计方案空隙率为4.0%，根据房间内实验校准了温度差别造成的孔隙率差别的关联，按此点评，可以基本明确温度离析的允许起伏范畴，实际见表1。

中国专家学者在科学研究击实温度对沥青混合料的相对密度危害时，用同样配合比的AH-70沥青混合料，在不一样温度下开展马歇尔击实试验，并测量了试样的相对密度和空隙率，摘引其实验结果如表2和图1。

针对中下边层一般沥青混合料，在98%的密实度的前提下，空隙率超过7%时，就可以判断为离析。从图中可看得出，当温度比设计方案温度误差力度为±10℃时，沥青混合料的空隙率各自为6.1%和6.4%。可以觉得，温度误差力度超出±10℃为沥青混合料原始离析状况的逐渐。

以上三例全是根据房间内实验情况下创建的孔隙率与成形温度相互关系，为了更好地进一步认证，还必须得到当场工程施工的数据信息具体分析。

云南评测数据统计分析

小编在云南某高速路开展了抽样检测。沥清下边层原材料为中粒式AC-20混和料，选用70号重交沥清，当场工程施工温度为18℃，轻风，初压温度操纵范畴是145～150℃，设计方案总体目标空隙率为4.1%。

应用FLIRVS70型红外热像仪对初压前的沥青混合料摊铺面开展观查，对存有显著温度差别的摊铺面搞好标识，待辗压结束后用无核密度仪测量相对应定位点的搅拌料相对密度，为此点评温度离析对地面原材料相对密度相互关系，实际实验结果如表3所显示。

从以上研究的数据信息上看，当温度起伏在0～10℃中间时，空隙率误差的平均值为0.9%，标准差为0.42%，大部分可以觉得不会有离析状况。

当温度起伏在10～25℃中间时，样版的空隙率误差平均值为1.8%，标准差为0.31%。所测量点的空隙率占空隙率离析规范的100%。温度误差在25～35℃中间时，空隙率的误差值为3.3%，这时样版数目较少，离散性比较大，所测量点占空隙率离析规范的占比为50%。温度误差超过35℃时，空隙率误差为5.2%，大部分也是处在轻中度离析的范畴，这也许与辗压加工工艺、型号和机构有关系。充分考虑建筑施工、自然环境气候的差异等缘故，混和料温度离析的级别规范可列入。

检测设备

为了更好地完成对摊铺层平稳连续的温度检测，小编制定了一种全自动红外检测像监控系统。将工业生产红外热像仪安装在摊铺机后才，并与一个中小型工控电脑相接(工控电脑也放置在摊铺机里)，即时将传输数据到工控电脑上。这种热像数据信息根据一个置入程序流程转换为引流矩阵数据信息，并从而产生一个二维温度等值线图。为了更好地标志检测的部位，还选用了一个GPS接收器，进而将温度数据信息和GPS部位关系了起来。

螺旋式面料器的温度离析

螺旋式面料器是摊铺机执行摊铺每日任务的主要构件，是对沥青混合料的最后一次“拌和”，也是减少离析的最后一个大关。在螺旋式面料器功效下，面料槽中的搅拌料难以避免地造成送料不匀称状况，并且这类不匀称状况伴随着摊铺过程在不断而持续延续。这也是由这类等直径等牙距的螺旋式构造所产生的原有状况。

图2为摊铺机螺旋式面料器的红外检测像照片，对其横着的表层温度开展剖析。选择图片中的L1平行线上的温度值，不会太难发觉网上温度基本上遍布在170℃，摊铺全过程中操纵温度为(160~170℃)，与工程施工操纵温度基本一致，3处螺旋齿轮温度较低。精确测量结果显示，全幅掩埋式的摊铺方法可以有效的降低温度离析。

等料后再次摊铺时的温度状况

沥青路面施工中经常因为当场料车不够、设备故障等因素而发生小禁区摊铺机关机待料，图3为作业流程中的关机待料的红外检测像图:

由图得知，等料前同一点的温度显著小于来料检验报告后的温度，等料前的温度为80℃、来料后的终压温度为120℃，人眼由此可见等料时的路表层存有显著的因为温度过低导致的空隙率稍大的地区。关机待料导致的超低温地区内的高空隙率也是将来易产生初期毁坏的薄弱点。

机器设备转化成的二维等值线图更为直接地表明了关机等料的危害。如下图4所显示，在关机等料的位置存有一个显著的温度梯度方向巨大的地区，等值线聚集且几乎与摊铺方位竖直。

对全自动红外检测像设备的一些思索

(1)现阶段红外热像仪生产技术已趋完善，许多生产商带来了多种多样可供集成化和二次开发的热像机器设备，可以比较容易地组装在摊铺机的反面。

(2)红外热像仪必须一台工控电脑(或便携式计算机)来储存图象，大的厂商会给予相关数据信息转换工具控制模块，将数据转换为彩色图、灰度图、等价图或标值引流矩阵等多种方式。

(3)红外热像仪配用的双光透镜一般角度较狭小。在文中实践活动中，它务必看准摊铺整体机身后17m的部位，以得到7m总宽的视线。当必须拍照螺旋式面料器时，迫不得已手动式调节监控摄像头的视角。更强的方式也许是立即换用超广角镜头，热像仪拍照的地区与此同时包含面料器和背后一段全总宽的摊铺地区。

(4)假如要使检测管理体系愈发健全，可以提升GPS接收器来标志数据采集的部位，还可以在工控主板上改装4G网口，将信息即时传送到虚拟服务器，完成更为高档的运用或剖析作用。体系结构如下图5。

摊铺层表层温度与内部结构温度的关联

红外热像仪的使用达到了即时观察全总宽摊铺地区的表层温度。可是真真正正影响到密实度和孔隙率的关键因素是固层的内部结构温度。显而易见，沥清层表层比内部结构制冷快得多。施工工地的温度、风速及其钢轮压路机的撒水，都是会显著地危害所有或部分的表面温度。针对表面温度与内部结构温度的相关分析，下列好多个影响因素可能是较为主要的:固层的薄厚、沥青混合料配合比种类及其气候条件。有一些较专业的振动压路机在出产时已配置了红外热像仪，向操作员给予固层表层温度信息内容，操作员只有籍此凭工作经验推断固层内部结构温度。因而，假如能相对性精确地创建一个转换关联，将进一步提高夯实品质的可操控性。

在实验道路上，小编任意选择了多个定位点并与此同时测量了其表面温度与内部结构温度。将这两个数据信息编码序列对比较为，表明出较强的关联性(见图6)。这类关联性表明，创建一个从表面温度到内部结构温度的比较靠谱的测算关联是有可能的，表面温度彻底可以做为关键温度的靠谱表现。

为了更好地创建一个初始的纯回归分析，将表面温度值x做为变量，将时间t做为应自变量，重归得式(1):

再将时间t做为变量，将内部结构温度y做为应自变量，重归得式2:

将式1带入式2，即获得表层温度到内部结构温度的转换式，因为构造较繁杂，在这里不赘述。将换算公式计算的内部结构温度与评测内部结构温度比照，如下图7。

总结

运用红外热像仪可高效检验沥清整体面层摊铺时的温度离析，并剖析温度降低的速度。文中详细介绍了一种依靠红外热像仪对一整张地面开展持续扫描仪、即时收集和分析数据的设备及方式，可精确快速分辨沥青道路的离析地区，与此同时此系统软件具备极度的扩展性。

评测数据信息表明，沥清摊铺表面温度与内部结构温度具备较强的关联性，表面温度彻底可以做为关键温度的靠谱表现，因而创建一个从表面温度到内部结构温度的测算关联十分必要。仅限于篇数，文中仅进行了较初阶段的重归线性拟合。针对这个问题也有待获得大量的评测数据信息，创建更为简要适用的数学分析模型。