机场新铺沥青道面多种降温方式的试验研究

2014-11-09王剑飞刘杰张鹏

山西建筑 2014年25期

王剑飞刘杰张鹏

(北京首都国际机场股份公司，北京 100621)

热补沥青是一种重要施工材料，具有养护简单、铺筑方便的特点。为发挥其沥青粘结性、塑性等功能，在满足生产、运输、摊铺、碾压、接缝等工艺的前提下，新铺筑沥青道面的开放使用温度不应大于50℃［1］。对于机场新铺筑的热补沥青道面，其开放使用同样有温度要求［2］。通常沥青材料的自然冷却时间较长，很难满足大型机场的运行要求。基于提高新铺沥青道面降温效果的目的，采用自来水、干冰以及自然方式来对沥青道面降温进行了试验研究。

1 试验方法

本试验地点选在某机场场务院东侧的行车道，该区域坏块较多。为保证试验结果真实、有效，试验段采用与跑滑区域道面铺筑完全相同的热补沥青施工工艺，即切割—摊铺—碾压—晾晒。参照现有道面摊铺层数的要求，试验段共分8处，每处区域的尺寸为50 cm×50 cm。其中4处切割8 cm，摊铺1层沥青混凝土，另4处切割16 cm，将分2次摊铺沥青混凝土，每层8 cm(见表1)。试块之间采用橡胶板进行隔离，以避免水、干冰对相邻试块温度造成干扰。

表1 试验说明

2 试验结果

本试验现场气温为31℃，采用普通热补沥青，摊铺温度为161℃，符合温度不低于130℃的要求。试块摊铺完成并晾晒10 min后，开始进行试验，数据记录周期为10 min，采用红外线温度仪进行测量。试块1，2，3，4采用洒水降温，每次洒水1.5 L，水均匀覆盖试块;试块7，8使用干冰降温，为保证干冰均匀铺盖整改试块，每次须使用干冰1 kg;试块5，6使用自然降温方式。按照降温次数及摊铺次数进行对比，共分4种情况，具体结果如下:

1)摊铺1次、单次降温情况。

对于摊铺1次的沥青道面，单次降温效果如图1所示。可以看到，铺洒干冰的试块7初始降温效果显著，温度由103℃大幅降温59℃，但随着干冰的快速挥发以及沥青里层热量的传递，道面的温度又呈明显的升温现象，整体降温效果反而不如采用洒水降温的试块1。虽然试块1同样出现了温度升高的情况，这是由水的挥发损失造成的，但与自然降温相比，道面温度总体仍较低。60 min后，试块1比试块5低10℃以上，道面摊铺完成120 min后，其道面温度仍然比试块5低5℃左右，这说明单次洒水起到了道面降温的作用。

图1 单层摊铺、单次降温效果对比图

2)摊铺2次、单次降温情况。

图2 两层摊铺、单次降温效果对比图

由图2可以看到，与自然降温、干冰降温效果相比，洒水降温的效果较为明显。由于干冰冷却效果好，采用干冰降温的道面初期降温显著，但70 min后，其降温曲线基本与自然降温曲线重合，说明干冰基本已挥发完毕。而由于水的挥发慢，道面保湿性较强，水仍然能发挥其降温的效果，试验150 min后，洒水降温的试块3温度保持在59℃，比试块6、试块8低10℃左右。

综合以上分析可以看到，洒水降温的效果最好，干冰虽具有初期降温效果好的优点，但考虑到其挥发快及成本较高的因素，不宜用于沥青道面降温。

本试验在对试块2，试块4初次洒水40 min后，又进行了第2次洒水，并将试块1，试块3进行了对比，以确定洒水次数对沥青道面降温效果的影响。

3)摊铺1次、不同洒水次数情况。

图3 单层摊铺、不同洒水次数的降温效果对比图

由图3可以看到，试块1，2在洒1次水后，两者表现出几乎相同的降温规律。但40 min后对试块2进行了2次洒水，其道面温度下降较为明显，在120 min后，道面温度降到50℃左右，而试块1此时的温度较试块2高6℃。这说明对单层摊铺的道面进行了2次洒水，其道面温度下降较快，并且未出现反弹的情况，这对于缩短道面开放使用的时间有利。

4)摊铺2次、不同洒水次数情况。