论文-沥青混凝土路面冬季低温施工保证措施

汪春梅 张文

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李伟

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陈仕周

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（1，重庆中交科技股份有限公司，重庆 400054；2，重庆鹏方路面工程技术研究院，重庆，

400054）

摘 要：分析了沥青混凝土在低温施工时所存在的问题，提出了解决沥青混凝土低温施工时

的措施，指出添加适量的降粘材料Sasobit/Sasobit LM是一种有效的解决方案，其可保证沥青混凝土在温度较低时的压实度，提高施工质量。

关键词：低温施工 降粘 Sasobit/Sasobit LM 压实度

1.引言

根据上海世博会基础设施建设规划，所有建设项目要求在2010年2月前完成。据了解，截至目前为止，仍然有很多公路项目正在紧张的进行当中，要想在短短5个月之内将上海世博会所覆盖的所有道路工程建设项目圆满完成，将不可避免的要在冬季进行施工。

沥青混凝土路面对施工气候的要求较为苛刻，《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中规定地区路面不得在气温低于10℃（高速公路和一级公路）或5℃（其他等级公路），以及雨天、路面潮湿的情况下施工。正常情况下，要求沥青混合料的生产温度不低于145℃，摊铺温度不低于135℃，压实终了温度不低于70℃。鉴于上海地区11月至次年2月间环境温度日平均温度普遍低于10℃，且日平均温度低于5℃的时间也几乎过半。为此，为了保证上海地区沥青路面在冬季能顺利施工，在咨询有关路面专家后，提出了沥青混凝土路面冬季低温施工保证措施，以便在保证工程质量的同时，延长了上海地区沥青混凝土路面的可施工时间，加快工程进度。

2.沥青混合料强度形成机理及施工温度场

2.1沥青混合料的强度机理

沥青混合料的强度由两部分组成，一是矿料之间的嵌挤力与内摩阻力，它们取决于矿料的尺寸均匀度、颗粒形状及表面粗糙度，立方状、颗粒均匀、有棱角、表面粗糙的矿料所组成的混合料具有较大的内摩阻力；相反，沥青的粘度对混合料内摩阻力影响极小。二是混合料之间的粘结力，其影响因素有:沥青与矿料的性质、沥青用量及矿料的比表面积，混合料

压实密实度。而低温施工易造成混合料压实度不足，粘结力低，影响沥青混合料的强度，表现为通车初期产生的车辙现象，且由于空隙率大，混合料经雨水浸泡，易形成松散、坑槽破坏。

2.2沥青混凝土路面施工温度场的影响

试验研究表明，摊铺时热拌沥青混合料的热量既向空中传递又向路面以下传递。向上使混合料表面5cm、15cm、30cm高度处空气温度在0～9min内缓慢上升，12min后开始下降，而50cm、80cm高度处摊铺前后变化不大，其效果是在混合料表面附近的空气中形成较高温度屏蔽区域，保护了热拌混合料热量的更多损失；热量向下传递的方式使得沥青混合料的温度在15min内急剧下降，而下承层的温度急剧上升，15min后各层温度趋于平缓，1h左右后趋于相等

【1】

。虽然沥青混合料损失了一部分热量，但给下层的路面进行了一定的加热，有

助于上下层的联结。通过观测发现，沥青路面摊铺时沥青混合料及周围温度的分布与沥青混合料的初始温度、天气、风力等因素有关。

3. 冬季施工所面临的主要问题

3.1沥青混合料温度下降快，产生废料的比例较大

由于冬季温度低，热拌沥青混合料与环境温度温差较大，易导致沥青混合料的温度下

降得过快，可碾压的时间很短，混合料的温度很容易就满足不了施工要求，易产生废料。

3.2压实度难保证，质量控制困难

由于温度下降快，沥青粘度增大，沥青混合料和易性变差，此时，所需的压实功将增大，路面压实度较难达到，质量也就难以保证。

4.针对冬季低温施工采取的措施

鉴于项目的特殊性，必须在冬季抢工，建议采取以下几种措施，切实保证路面的最终质量。

4.1施工工艺的控制

4.1.1提高混合料的拌和、运输、摊铺和碾压温度

适当提高混合料拌和、运输、摊铺、碾压温度10℃～20℃，具体见表1。

表1 低温施工温度的控制

施工工序 沥青混合料出料温度（℃） 运输到现场温度（℃），不低于 混合料摊铺温度（℃），不低于 初压温度（℃），不低于 碾压终了温度（℃），不低于 普通沥青混凝土 165～175 160 150 145 80 改性沥青混凝土 180～190 175 170 160 90 采取提高施工温度的方式，虽然在一定程度上能改善混合料的压实度，保证施工质量，但是其具有以下缺点：

（1）沥青加热温度或混合料拌和温度过高，沥青老化现象将明显，影响沥青及沥青混合料的质量；

（2）温度不易控制,相关资料表明，混合料温度越高，其温度下降的速率越大。 4.1.2 适当增加压路机的数量

适当增加碾压设备，根据拌和站的产量和摊铺机的摊铺速度确定压路机的数量，在此基础上再增加2台压路机，尽量保持连续摊铺作业，强调“紧跟”摊铺机进行碾压。 4.1.3 适当增加油石比

可以考虑增加拌和时间及最佳沥青用量（约0.1%），但会增加造价，同时会影响路面的高温性能。

此外，运输过程中注意保温处理，运料车必须采取覆盖措施；尽量采用大型运输车；摊铺时宜选择风力不超过4级的晴朗天气；摊铺机开工前应提前0.5～1.0h预热熨平板至不低于100℃

【2】

。这些措施的采用，也可适当缓解冬季施工的问题。

4.2采用降粘剂改善混合料施工和易性，提高压实度

由于采用直接升高施工温度的方法对混合料性能会产生不利影响，因此，建议采用降粘剂来保证低温环境下混凝土的压实度。热沥青混合料的施工温度按照正常施工时的温度进行控制，通过采用降粘剂的方式使混合料即使在较低温度下仍然能够较轻易的压实。通常情况下，沥青混合料的有效的碾压时间只有10～15min

【3】

，超过这个时间段，就很难保证压实

度，而采用降粘剂后，能大大延长可碾压密实时间域，为施工争取了宝贵的时间，因为降粘剂降低了沥青粘度后，使混合料在较低温度下也不需要额外增加压实功，压实效果非常好。

此外，值得一提的是，气温低于10℃，铺装层之间透层或粘层油的采用最好不要采用乳化沥青，因为乳化沥青破乳困难，可以选用反应型防水粘结材料作粘层、透层，保证沥青混凝土路面与下承层的结合，防止因层间粘结不好导致的推移、拥包等病害的产生。

5.Sasobit/SasobitLM降粘剂用于冬季沥青混凝土的施工

目前常用Sasobit/SasoLM脂肪族烷烃类降粘剂用于沥青混合料中，添加量为沥青质量的1.5～2%；其在改善施工和易性的同时，可提高沥青混合料的路用性能，且添加工艺简单，无需增添特殊设备，不会增加额外的加工成本。在美国，Sasobit LM称为Sasobit h-8，在欧洲，称为Sasobit WMX或Sasobit®。

降粘剂作用机理：

熔点在80-105℃之间，105℃以上与沥青完全相溶，在加热的胶结料中均匀分布，增强沥青的流动性；在熔点以下,它形成一个精细的晶体结构,构成一个分叉的部分相间的固化弹性结构，提高混合料的高温稳定性。

图1 sasobit在胶结料中电子显微镜扫描图

对添加了Sasobit的沥青及混合料进行试验室测试，以及对摊铺、碾压过程中的状况进行研究，得出结论如下：

（1）Sasobit可降低沥青混合料的135℃运动粘度（见图2），以提高施工和易性，同时可提高沥青60℃的粘度（见图2），改善沥青对集料的粘附性，提高混合料的抗水损害性能。

图2 Sasobit对沥青粘度的影响

（2） 可以使沥青混合料具有更多的摊铺和碾压时间，使混合料在冬季或夜间温度较低的时段内能够顺利摊铺（见图3）；基于这一点，如果施工环境温度较高（例如夏季施工），有足够的施工和压实时间的情况下，此时，降低施工温度和减少废物排放量和环保将成为追求的目标，因此，Sasobit也可作为温拌剂使用

【4】

。

（3） 可以使沥青混合料具有优越的压实性能，包括SMA、OGFC等难压实的混合料被轻易压实。在沥青中添加1.5～2.0%的Sasobit材料，能至少降低混合料的孔隙率1～2个百分点【5】（见3图）。

图3 碾压温度与空隙率示意图

碾压温度（℃） （4）Sasobit具有一定的改性作用，掺入到沥青中一定比例时（1.5～2.0%），可相应减少相同比例的SBS掺量，而同时，可至少提高沥青高温性能一个PG等级，而不影响其低温性能【5】。

（5） Sasobit是一种不含水的降粘剂，可以使沥青混合料具有较好的路用性能，提高了混合料的高温抗车辙能力、抗水损害能力和抗老化能力等。

6.结束语

通过分析低温施工对沥青路面性能的影响，对低温施工技术的探讨，根据工程实践，得出以下几点结论：低温季节施工天气要选在风力小于4级的晴朗时间，雨雪天避免施工；要确保沥青路面的施工温度；必须严格控制施工工艺，要求现场各种机械设备齐全且须有备用

设备；设计合理的低温季节沥青降粘添加材料。只有认真施工，严格控制，选择合适的低温施工添加材料，保证各个环节的紧密衔接，方能保证低于规范规定的气温条件下沥青路面的施工质量。

参考文献：

【1】 沥青混合料摊铺时温度场的影响因素分析 姜小琴 《湖南交通科技》2005年4月 【2】 浅谈低温季节混凝土施工措施 杜巍 李剑 《人民长江》 2007年第5期 【3】 沥青混凝土低温施工技术 李铁山 《交通世界（建养机械）》 2009年1期 【4】 添加Sasobit的沥青与沥青混合料性能分析 张锐 黄晓明 《交通工程运输学报》

2007年8月第7卷第4期

【5】 Sasobit in worm mix asphalt applications 9 years of global successes,world

of Asphalt Conference March 14 ,2006。

作者简介：

汪春梅，籍贯江西，1986年3月5日出生，2008年7月毕业于重庆交通大学，助理工程师，主要从事沥青改性方面的技术工作。