畢玉

（黃茅?？绾Ｍǖ拦芾碇行模瑥V東 珠海 519055）

TLA（Trinidad Lake Asphalt，特立尼達(dá)湖瀝青的簡(jiǎn)稱）是一種天然石油瀝青，物化性能穩(wěn)定、溫度敏感性及耐老化能力強(qiáng)[1]。國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究表明，TLA的摻入能有效提升普通瀝青混合料的高溫及抗疲勞性能，同時(shí)可提高抗滑及抗裂性能[2-4]。我國(guó)在江陰大橋的橋面鋪裝中第一次應(yīng)用了TLA混合料，長(zhǎng)期路用性能優(yōu)異[5-6]。但目前，國(guó)內(nèi)針對(duì)TLA改性瀝青混合料的綜合性能缺乏完善的系統(tǒng)研究。

本文基于AC-13級(jí)配，研究了不同TAL摻量下普通瀝青混合料的性能，并通過(guò)工程實(shí)例驗(yàn)證了應(yīng)用效果。

一、室內(nèi)試驗(yàn)

（一）試驗(yàn)材料

1.基質(zhì)瀝青

選用埃索A級(jí)90號(hào)瀝青，相關(guān)性能如表1所示，TLA主要性能檢測(cè)如表2所示。

表1 90號(hào)基質(zhì)瀝青相關(guān)性能

表2 TLA主要性能指標(biāo)

2.集料

集料選用玄武巖碎石，礦料為石灰?guī)r粉末，相關(guān)性能如表3所示。

表3 集料性能檢測(cè)結(jié)果

（二）配合比設(shè)計(jì)

1.級(jí)配設(shè)計(jì)

選用AC-13型級(jí)配，合成級(jí)配如表4所示。

表4 AC-13合成級(jí)配

2.確定最佳油石比

初選4.0%～6.0%為油石比，分別制備試件開(kāi)展馬歇爾試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示，可知最佳瀝青用量OAC1為4.9%、OAC2為4.7%，由此得到最佳油石比為4.8%，最佳油石比4.8%所對(duì)應(yīng)的馬歇爾體積參數(shù)如表6所示。

表5 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

表6 最佳油石比對(duì)應(yīng)馬歇爾體積參數(shù)

（三）試驗(yàn)方案

TLA的摻量分別取0%、20%、30%及40%，參照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）制備TLA改性瀝青混合料試件，試驗(yàn)方案如表7所示。

表7 室內(nèi)試驗(yàn)方案

二、室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果分析

（一）高溫穩(wěn)定性

車轍試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，相比于基質(zhì)瀝青混合料，摻入TLA后，高溫穩(wěn)定性能增長(zhǎng)顯著，當(dāng)摻量分別為20%、30%、40%時(shí)，動(dòng)穩(wěn)定度分別增加了18.26%、35.35%和39.70%；當(dāng)TLA的摻量達(dá)到20%后，動(dòng)穩(wěn)定度值開(kāi)始優(yōu)于SBS瀝青混合料，高溫穩(wěn)定性提升顯著。

圖1 不同瀝青混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果

（二）低溫穩(wěn)定性

低溫小梁彎曲試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，相比于基質(zhì)瀝青混合料，摻入TLA后，低溫抗裂性能先增后降，當(dāng)摻量分別為20%、30%時(shí)，彎拉破壞應(yīng)變分別增加8.48%和5.81%，低溫抗裂性能一定程度增加，但當(dāng)摻量為40%時(shí)，彎拉破壞應(yīng)變降低了10.40%，表明過(guò)量TLA摻入后，對(duì)低溫抗裂性能有一定抑制；對(duì)比不同瀝青混合料的低溫穩(wěn)定性能可知，SBS改性瀝青混合料最優(yōu)。另一方面，當(dāng)TLA摻量達(dá)到40%后，彎拉破壞均應(yīng)變將不滿足規(guī)范≥2500uε的要求，因此，在工程應(yīng)用中應(yīng)注意TLA的摻量不宜超過(guò)40%。

圖2 不同瀝青混合料小梁彎曲試驗(yàn)結(jié)果

（三）水穩(wěn)定性

水穩(wěn)定性能試驗(yàn)結(jié)果分別如圖3、圖4所示。

由圖3、圖4可知，殘留穩(wěn)定度與劈裂強(qiáng)度比均滿足相應(yīng)規(guī)范要求（前者規(guī)范要求≥85%，后者規(guī)范要求≥80%）。摻入TLA后，殘留穩(wěn)定度與劈裂強(qiáng)度比均逐漸提升，水穩(wěn)定性能有一定提升，但相比于SBS改性瀝青混合料，當(dāng)TLA摻量小于30%時(shí)，水穩(wěn)定性能稍差，但當(dāng)TLA摻量達(dá)到40%后，兩者水穩(wěn)定性能相當(dāng)。

圖3 浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

圖4 凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果

三、工程應(yīng)用

（一）工程概況

某新建高速公路二期工程，全長(zhǎng)13.561km，作為連接前后重要交通節(jié)點(diǎn)的路段，交通流量大，重載交通多，全年溫度較高，路面結(jié)構(gòu)采用瀝青路面，具體路面結(jié)構(gòu)形式如圖5所示。工程應(yīng)用中TLA摻量取30%，瀝青、集料等材料同室內(nèi)試驗(yàn)，配合比設(shè)計(jì)參照室內(nèi)試驗(yàn)。

圖5 瀝青路面結(jié)構(gòu)形式

（二）施工要點(diǎn)

1.拌和

相比于普通瀝青，湖瀝青黏稠度較高，拌和時(shí)應(yīng)注意適當(dāng)提高混合料的拌和時(shí)間，確保干拌料≥10s，濕拌料≥40s，保證拌和均勻。拌和過(guò)程中相關(guān)溫度控制如表8所示。

表8 溫度控制標(biāo)準(zhǔn)

2.運(yùn)輸

由于TLA混合料黏度較大，溫度降低過(guò)大將導(dǎo)致攤鋪、碾壓困難，運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)采用苫布覆蓋以確保溫度下降幅度不超過(guò)10℃；同時(shí)注意在車廂底部涂刷隔離劑，防止黏結(jié)；運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)卸料過(guò)程中，應(yīng)分三次卸貨，確保每次卸貨時(shí)的高度不過(guò)高，避免混合料離析。

3.攤鋪

攤鋪施工前的半小時(shí)到一小時(shí)內(nèi)應(yīng)預(yù)熱攤鋪機(jī)的熨平板，確保溫度不小于140℃，防止攤鋪過(guò)程中熨平板“拉毛”；攤鋪過(guò)程中要時(shí)刻安排工作人員檢測(cè)路面的平整度、厚度，發(fā)現(xiàn)缺料或離析等情況時(shí)，及時(shí)補(bǔ)料并找平。

4.碾壓

碾壓時(shí)應(yīng)遵循從低到高、從外到內(nèi)的流程，應(yīng)連續(xù)、勻速前行，確保碾壓平整度，具體技術(shù)要求如表9所示。

表9 碾壓技術(shù)要求（TLA改性瀝青混合料）

5.施工縫處理

施工時(shí)，路面的橫向接縫與縱向接縫分別采用平接縫與熱接縫。其中，縱向熱接縫的處理方法是碾壓時(shí)將已攤鋪混合料留出10cm～20cm寬暫不碾壓并作為后面攤鋪時(shí)的高程參照跨縫碾壓。

（三）路面性能檢測(cè)

施工時(shí)，對(duì)拌和樓里的混合料隨機(jī)抽樣，制備試件開(kāi)展試驗(yàn)檢測(cè)，結(jié)果如表10所示。

表10 施工現(xiàn)場(chǎng)混合料抽樣檢測(cè)結(jié)果

由表10可知，隨機(jī)抽樣的混合料相關(guān)性能均滿足規(guī)范要求，且與室內(nèi)試驗(yàn)所得結(jié)果相近。該公路上面層施工完成后，參照《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》(JTG 3450-2019)對(duì)該路段開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收檢測(cè)，結(jié)果如表11所示。

表11 路面性能檢測(cè)結(jié)果

由表11可知，現(xiàn)場(chǎng)路面施工完成后的相關(guān)性能檢測(cè)結(jié)果滿足規(guī)范，施工質(zhì)量?jī)?yōu)異。該路段完成施工并通車后，持續(xù)觀測(cè)該路段3年，未出現(xiàn)車轍、明顯裂縫等病害，路面平整度較高，長(zhǎng)期性能較為優(yōu)異。

（四）經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)最新市場(chǎng)定價(jià)，估算得到5%SBS改性瀝青、30%TLA改性瀝青單價(jià)分別為4361元/t、4662元/t，兩者相差301元/t。綜合考慮到瀝青、碎石集料、施工成本等價(jià)格，估算得到4cm厚LAC改性AC-13、4cm厚SBS改性AC-13單價(jià)分別為9.8元/m2、98.7元/m2，兩者相差為1.1元/m2，單價(jià)基本一致。

四、結(jié)語(yǔ)

摻入TLA后瀝青混合料的高溫性能提升顯著，水穩(wěn)定性增長(zhǎng)較高，但低溫抗裂性能增長(zhǎng)幅度不大，并隨TLA摻量增加先增后減；綜合對(duì)比5%SBS改性瀝青混合料與30%TLA改性瀝青混合料的性能，后者高溫性能更優(yōu)異，比前者提升約18.85%，但后者低溫抗裂性能與水穩(wěn)定性能稍遜于前者；工程應(yīng)用表明，采用TLA開(kāi)展路面鋪裝，綜合性能優(yōu)異，高溫穩(wěn)定性能突出，長(zhǎng)期路用性能較好，具有較好推廣前景；綜合考慮性能與經(jīng)濟(jì)效益，建議TLA的最佳摻量取20%～30%。