成 果 简 介

应用场景

北方高纬度地区在春秋季的日温差经常达到20℃以上，而在青藏高原的高海拔地区即使是夏季也经常“早穿棉袄午穿纱”。在低温或大温差环境下铺筑沥青路面时，沥青混合料迅速降温，致使混合料难以压密或产生压实度离析。不密实可能使得沥青混路面的各种病害早早就出现

主要解决的问题

为了提高低温及大温差环境下的压实质量，改善压实均匀性，必须拓宽沥青混合料的可压实温度区间。通过本技术，可有效延长沥青混合料的有效压实时间，进而在低温或大温差条件下压密。

技术要点

（1）建立了基于通用CAE软件的一维沥青路面铺筑温度场仿真模型

建立了基于通用CAE软件的一维铺筑温度场仿真模型。该模型的特点是采用在铺筑过程中随碾压次数和温度而改变的材料热物性，以及随施工表面温度和压实遍数动态变化的对流、有效辐射和洒水三种边界换热条件，同时层厚在铺筑过程中随碾压次数非连续变化。仿真模型准确，试验结果与观测结果一致。

（2）揭示了沥青路面低温铺筑热扩散影响因素的敏感性

分析证明，环境因素对热扩散的影响敏感性排序为：风速>气温－底层温度>天空阴晴状态>太阳辐射强度；铺层影响因素的排序为：厚度>初始温度>铺层材料热物性；与热态沥青层相接的底层材料热物性对热扩散过程有明显影响；施工工艺对温度衰减规律无显著影响。一般工程条件下（取决于环境、路面结构和混合料类型的铺层温度衰减速率不可改变），放宽混合料可压实温度域以及采用高效率铺筑压实工艺缩短铺筑时间是有效的低温施工解决办法。

（3）研究了适于低温环境施工的宽域温度施工沥青混合料技术

混合料技术改进方向确定为保持高温拌合并降低允许碾压温度，同时提出用沥青阶段降粘技术实现上述研究目的。通过沥青阶段降粘技术实现混合料热拌后维持温铺性的技术原理是平衡拌合－铺筑－使用三个阶段的沥青降粘作用影响。通过对不同降粘技术的原理分析与试验，降粘剂对拌合温度的降幅和压实温度的降幅并非相等，相对乳化、发泡和高熔点相变降粘机理，稀释机理降粘技术具有更好的热拌—温铺的技术可行性。

研究采用稀释+表面活性结合的方式降低沥青（及混合料）的高温黏度，通过室内和现场试验验证了这种效果，复配制剂能使高温拌合的基质和改性沥青混合料的最佳压实温度相对降低20℃以上，即可压实温度范围扩展20℃，相应有效压实时间在低温环境下明显延长。同时，混合料的服役性能在养护后和普通沥青混合料持平。

（4）研究了适于低温环境施工的工艺技术

基于统筹原理，以摊铺设备为第一主导机械，研究了高效率机群配套技术。通过采用高效率压实设备和高效率机群配套技术，可以在现有条件下尽量缩短铺筑时间，保证混合料在低温环境下的有效压实时间内完成压实。

基于厚度对铺层温度衰减规律具有极大的影响，分析了双层同摊铺技术对低温施工环境的适应性。

应用成效

（1）社会效益

克服不利环境尽快或及时完成公路或市政工程项目，对社会经济发展、政治稳定、科学技术发展具有明显的促进作用；

同时，将低温环境限定在0℃以上时，而不追求特定极端低温（-10~-20℃）进行施工，则可采用该技术温拌，从而大幅度降低能源消耗和污染排放。

（2）经济效益

本项目的衍生经济效益影响中正面影响占绝对优势地位，成本只增加约1/10。

适用范围

提高低温及大温差环境下，沥青路面施工时的压实质量，改善其压实均匀性。

联 系 人：孟庆焕

联系电话：0451-82190721

科学技术研究院