黃吉國，黃 蛟

（1．貴州省遵義公路管理局，貴州 遵義 563000；貴州省都勻公路管理局，貴州 都勻 558000）

0 引言

重載是工礦區(qū)、港口堆場和大型物流園區(qū)道路的主要交通特征。由于載荷重和交通流量大，對道路的損害嚴重，特別是在不利環(huán)境下路面首先被破壞，很難達到預期的設計壽命，是公路部門必須研究攻克的一大難題。為此，作者所在的課題組依托貴州G210、G326及S205國省道改擴建項目與養(yǎng)護工程，與宏福石化及殼牌（中國）有限公司北京試驗中心合作，開展對這一課題的攻關，取得了非常顯著的成果。

課題組選擇了SEAM硫磺改性增塑劑對茂名普通90?；|瀝青進行改造，大幅提升了普通瀝青混合料的強度和高溫抗車轍能力，同時達到了溫拌施工和節(jié)能減排的要求，經濟效益、社會效益和環(huán)境效益十分顯著，其低溫抗裂性能和抗水損害能力也得到一定提升。

1 HMA重載交通路面的主要破壞特征

通過對貴州山區(qū)普遍使用的熱拌瀝青混合料（HMA）路面破壞形式的調查統(tǒng)計分析，其在重載交通條件下的主要破壞形式有四種類型：

1．1 車轍破壞

這是一種在常溫特別是在高溫狀態(tài)下的破壞形式，屬于典型的疲勞變形破壞，一般與氣溫呈正相關關系，主要與HMA的高溫穩(wěn)定性不足有關，通常發(fā)生在重交通的渠化路段，是礦區(qū)重載道路的主要破壞形式。

1．2 松散脫落

HMA在材料配合比與瀝青用量都滿足規(guī)范的前提下，發(fā)生上面層材料脫落、松散甚至脫皮現(xiàn)象，主要是超重車輛載荷與地表水共同作用的結果，特別是在急彎陡坡地段更容易發(fā)生此類病害，屬于典型的水損害破壞，與HMA抗水損害能力有關，是貴州山區(qū)重載交通道路又一主要破壞形式。

1．3 開裂脆斷

貴州山區(qū)國省道普遍采用水泥穩(wěn)定碎石基層，在該半剛性基層完好狀態(tài)下，面層出現(xiàn)開裂破壞，通常發(fā)生在溫度偏低的冬季，長大縱坡與急彎路段是發(fā)生開裂脆斷的主要地方，這與HMA低溫變硬變脆、抗變形能力減弱等特性有關，也是貴州山區(qū)公路主要的破壞形式之一。

1．4 面層推移

面層推移一般發(fā)生在高溫的夏季，特別是在長大縱坡和平交路段更容易發(fā)生，這主要是高溫使HMA變軟，造成路面板剛度不足或滑動，通常表現(xiàn)為波浪、擁包等病害，這與HMA的高溫穩(wěn)定性和層間聯(lián)結有關，是山區(qū)公路常見的一種病害。

2 Thiopave瀝青混合料路用性能

2．1 高溫穩(wěn)定性

Thiopave瀝青混合料高溫穩(wěn)定性一般用馬歇爾動穩(wěn)定度來描述，通常通過車轍實驗獲得。它反映瀝青混合料的高溫抗變形能力，是衡量其抗疲勞和耐久性能的重要指標，關系到道路的使用品質和使用壽命。對實驗路段Thiopave瀝青混凝土進行同步實驗，其動穩(wěn)定度實驗結果如表1所示。

表1 Thiopave瀝青混凝土車轍檢測結果表

從表1可知，Thiopave改性瀝青混凝土動穩(wěn)定度是普通瀝青混凝土的2倍，說明SEAM改性劑的加入，大幅度提升了高溫抗車轍能力，其耐久性成倍增加。

2．2 低溫穩(wěn)定性

瀝青混合料低溫抗裂性是評價其路用性能的主要指標，我國規(guī)范規(guī)定采用低溫小梁彎曲試驗對小梁彎曲破壞應變進行評價。通過實驗室同步檢測，其結果如表2所示。

表2 Thiopave瀝青混凝土低溫小梁抗彎性能實驗結果表

從表2可知，Thiopave瀝青混凝土低溫抗裂性能與普通瀝青混凝土相當（≤2%），說明SEAM改性劑的加入，雖然增加了普通瀝青混凝土硬度和板體性，但對低溫脆性幾乎沒有影響。文獻［1］研究表明，要改善Thiopave瀝青混凝土低溫抗裂性能，只要將普通基質瀝青改為SBS改性瀝青，就能得到很大的提高（＞35%）。

2．3 抗水損害能力

我國規(guī)范《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTGE20－2011）規(guī)定，瀝青混合料抗水損害性能采用凍融劈裂強度比或浸水馬歇爾試驗測定的殘留穩(wěn)定度比來進行評價。本次僅對最佳油石比條件下的Thiopave瀝青混凝土及普通HMA浸水馬歇爾試驗殘留穩(wěn)定度比進行了實驗，結果如表3所示。

表3 最佳油石比條件下的浸水馬歇爾實驗結果表

從實驗結果來看，Thiopave瀝青混凝土較普通瀝青混凝土抗水損害能力有所提高，但提高幅度在5%以下，即使使用的基質瀝青為SBS改性瀝青，抗水損害性能也不會有很大改善。

3 Thiopave溫拌改性瀝青試驗路鋪筑與效果評估

3．1 試驗路原材料選定

試驗路基質瀝青選用茂名普通90＃石油瀝青，Thiopave改性瀝青選用殼牌有限公司生產的SEAM硫磺增塑改性劑通過參配獲得（35／65），粗細集料均選用當?shù)仄毡槭褂玫氖沂庸ざ?，礦粉采用宏福集團生產的磷渣超微粉，其物理性能見表4、表5。

3．2 Thiopave瀝青混合料配合比設計

通過對石料場取樣篩分結果的分析，10～15mm與0～5mm兩檔料不符合規(guī)范要求。為此將三檔石料篩分為4檔石料，即將9．5mm篩余量作為1＃料，將4．75～9．5mm篩余量作為2＃料，將2．36～4．75mm篩余量作為3＃料，將2．36mm以下的石料作為4＃料。通過試配與調整，最后得到了AC－13瀝青混合料配合比設計表，如表6、表7所示。

表4 集料及瀝青密度試驗結果表

表5 Thiopave顆粒質量技術要求表

表6 礦料配合比及油石比設計表

表7 級配設計組成結果表

3．3 實驗路鋪筑

課題組依托養(yǎng)護中心在S205線福泉龍昌至營定街段和G210線江西坡段鋪筑了3km試驗路，隨后又在G210線遵義婁山關和G326線草鞋埡及鴨溪運煤大道等國省道改造項目中推廣運用。試驗路分別鋪筑在低溫高寒、水損害嚴重、重載交通、長大縱坡和急彎陡坡特征地段。Thiopave瀝青混合料上面層配合比按表6～7選用，厚度為4cm。

Thiopave溫拌瀝青混凝土與普通瀝青混凝土施工工藝相同，對設備沒有特別要求，僅在生產過程中對溫度要求比普通HMA低20℃～30℃。一般重交瀝青溫度控制在135℃～145℃；熱料倉骨料溫度控制在140℃～145℃；Thiopave瀝青混合料出料溫度控制在120℃～145℃。施工時由于有Thiopave改性劑加入，會產生少量SO2和H2S氣體，通常通過加入殼牌公司生產的除味劑W3（摻加量為Thiopave改性劑的2%左右）來消除異味。

試驗段按照瀝青路面施工技術規(guī)范完成后，分別進行了厚度、平整度、密實度檢測和外觀鑒定，全部達到設計規(guī)范要求。

3．4 效果評估

試驗路鋪筑完成后，分別于15d、60d、120d、240d、360d共五次進行了外觀和病害檢查。其結果為：所有試驗段路面平整、色澤均勻，無車轍變形，無松散脫落，無裂縫、無推移，路面泌水密實。工后2～4年繼續(xù)對試驗段和推廣運用的其它路段進行跟蹤觀察，發(fā)現(xiàn)僅有重載交通的急彎陡坡路段在冬季局部面層有輕微的貧油和泛白現(xiàn)象，其余路段完好無病害。

通過對Thiopave瀝青混合料的技術經濟分析，發(fā)現(xiàn)其成本與普通HMA相當，說明其性價比高，具有很高的推廣應用價值。同時，由于施工溫度和出料溫度比普通HMA低20℃～30℃，具有溫拌特征，所以節(jié)能減排效果也非常明顯。

4 結語

考慮工程實際與現(xiàn)實需要，通過一系列室內實驗與現(xiàn)場實踐，經大量分析研究得出以下基本結論：

（1）Thiopave溫拌改性瀝青用于重交通路面是有效可行的，它能增強路面板體性，特別是在高溫環(huán)境下能大幅度提高瀝青混合料的抗車轍和抗變形能力；

（2）Thiopave改性劑對普通基質瀝青的低溫抗裂性和抗水損害能力改善不大，但也不會使其脆性性能變差；

（3）Thiopave瀝青具有溫拌特性，因此具有節(jié)能降耗、減少粉塵和碳排放的綠色環(huán)保效果；

（4）Thiopave瀝青混合料施工工藝與普通HMA相同，不需要專門設備，經濟成本也與普通HMA相當。

綜上所述，用Thiopave溫拌改性瀝青處治重載交通特殊路段，在技術上是有效的，經濟上是可行的，環(huán)境上也是有保障的，因此具有很大的推廣價值和應用前景。