高富50號瀝青在廣東省高速公路的應用

劉宜聰

（廣州新粵交通技術有限公司，廣東 廣州 510000）

高富50號瀝青在廣東省高速公路的應用

劉宜聰

（廣州新粵交通技術有限公司，廣東 廣州 510000）

2010年，高富50號瀝青在廣東省的多條高速公路項目上得到廣泛的應用，突破了局部試驗段應用范圍的限制，生產的技術水平及質量性能代表了量產情況下正常的水平，具有廣泛的代表性。本文就高富50號瀝青在生產、施工使用等各個環節對其進行質量跟蹤，研究其性能指標，介紹了高富50號瀝青的情況。

50號瀝青；公路路面；技術應用

1 概述

50號瀝青相對使用較普遍的70號瀝青標號低，具有更好的抗高溫抗車轍的性能，同時，廣東省屬于我國夏天炎熱冬天溫暖的氣候分區，氣候條件決定廣東省對瀝青路面抗低溫開裂的要求不高，為50號瀝青的廣泛應用提供了客觀基礎，另外，此前50號瀝青在個別試驗路的應用也提供了經驗基礎。監于此，廣州新粵瀝青有限公司作為中油高富的戰略合作單位，向省內多條高速推廣應用50號瀝青，2010年，湛徐、江肇、廣珠西二期、廣州南二環、韶贛等多條高速公路的柔性基層及瀝青下面層均使用50號瀝青，總用量超過11萬噸，使50號瀝青的應用真正走出了局部試驗路段應用的范圍限制。高富50號瀝青的廣泛應用，一方面使得廣東省在50瀝青路面新材料使用上向前邁出了一大步；另一方面，也積累了經驗，為50號瀝青的發展與改進提供的空間。

2 高富50號瀝青的生產

中油高富利用其母公司中燃油公司在上游資源的優勢，進口南美洲委內瑞拉環烷基具有含蠟量低、含硫高的BSD（玻斯坎）及MR16（瑪端16）重質原油作為原料。由于50號瀝青比70號瀝青標號低，在低溫延度指標上不及70號瀝青優良，但我國《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40-2004）對1-4分區兩種標號的瀝青延度要求是相同的。因此，生產中，解決50號瀝青10℃延度指標成為關鍵技術難點，造成50號瀝青延度降低的主要原因是瀝青里的膠質及瀝青質含量較高，個別組分凝點偏高，在溫度下降到一定程度時，達到了這些組分的凝點，這些組分就由液態向固態轉變，生成結晶或發生玻璃化，一方面會減少瀝青中可流動的液相分子數量，另一方面它們也會對其他可流動分子的移動產生影響；做拉伸試驗時，當拉伸速度大于允許流動速度時，試件將發生斷裂。經過廠家大量的試驗研究，使用BSD及MR16的混合原料，用蒸餾法先深拔低于50號的瀝青，然后再加入延度改進劑，延度改進劑是一種即能改善延度，又能平衡其他各項指標的改進劑。加入改進劑后，瀝青芳香分比例增加，膠質、瀝青質、飽和分比例下降，使膠體體系混溶性均勻性得到了改善，從而很好地解決延度不足的問題。結果見表1。

表1 高富50號性能指標

3 混合料性能指標

高富50號瀝青由華南理工大學道路工程研究所進行了路用性能試驗室評價，采用閃長巖石料及石灰巖磨細礦粉配制AC-25級配類型，通過馬歇爾試驗，確定目標配合比的最佳瀝青用量（油石比）為4.1%,在此瀝青含量下，各項體積指標見表2：

表2 AC-25體積指標

在最佳瀝青用量下，還進行了水穩定性、高溫穩定性、疲勞性能及低溫性能檢測。

①水穩定性 殘留馬歇爾穩定度為82.4%；凍融劈裂試驗殘留強度比為78.4%。②高溫穩定性 高富50號瀝青AC-25瀝青混合料車轍試驗結果動穩定度DS=3214次/mm。③疲勞性能 采用COOPER UN-14氣動伺服試驗系統和四分點彎曲疲勞試驗裝置測試了混合料的抗疲勞性能，試驗溫度為我國瀝青路面設計規范規定的溫度：15℃；應變水平為300微應變。結果見表3。④低溫性能 采用小梁彎曲破壞試驗在-10℃的條件進行了混合料抗低溫性能測試，結果見表四；

表3 300微應變時50號瀝青混合料應變控制疲勞試驗結果

表4 瀝青混合料小梁-10℃低溫彎曲試驗結果

瀝青混合料試驗結論：由于高富50號瀝青應用于柔性基層及瀝青下面層較常見，且AC-25型瀝青混合料是懸浮密實型結構，能較好地反映瀝青膠漿性能，因此對評價瀝青路用性能具有較好代表性。從以上數據可以得出結論：用中油高富50號瀝青制備的瀝青混合料水穩定性能滿足我國規范相關要求，高溫穩定性滿足車轍試驗動穩定度技術要求，其疲勞性能優良，且低溫抗裂性能較好。

4 高富50號瀝青在高速公路上的應用

2010年，廣東省在建的主要高速公路基本都使用了高富50號瀝青，使用部分集中在瀝青ATB基層、AC-25下面層、AC-20中面層。其中，湛徐使用3.2萬噸，江肇使用3.3萬噸，廣珠西二期使用0.8萬噸，廣州南二環使用1.7萬噸，韶贛使用1.5萬噸，廣梧使用0.8萬噸，總用量達到11.3萬噸。至目前看，各項目均已完成交工驗收，質量狀況良好。瀝青是典型的溫感材料，瀝青的標號、品牌、產地、生產工藝的不同，瀝青的溫感特性也不同，這將影響瀝青混合料的施工溫度，包括拌和、攤鋪及攤鋪的溫度。通過使用布氏旋轉粘度試驗，測得高富50號瀝青的粘溫曲線關系式為：y=128.43e-0.0405x，因此，50號瀝青混合料拌和溫度宜為162.9～168.8℃；壓實溫度宜為150.7～156.0℃，相比常見的70號瀝青混合料，施工溫度高10℃左右。從60℃粘度上看，50號瀝青達到463.4 Pa.s的水平，較普通70號瀝青220-240 Pa.s的水平高很多，所以，其混合料具有更高的動穩定度，相應也需要較高的施工溫度。高富50號瀝青在出廠時經過調配，使老化前后的10℃延度指標均能滿足規范的要求，但指標的預留量不大；在施工中，經過出廠→倉儲→施工工地的流程，中間經歷運輸、裝卸、儲存、降溫升溫等環節，使瀝青進一步老化，因此，拌和使用前，出現了個別批次10℃延度指標低于規范要求的情況。為此，建設單位針對50號瀝青的性能指標及廣東省的氣候條件，依據施工規范的要求，對10延度指標不作為施工質量檢驗指標。

5 小結及改進建議

5.1 高富50號瀝青混合料高溫穩定性明顯優于70號瀝青混合料，在夏季溫度較高，夏季持續時間較長的地區，在華南地區，使用50號瀝青鋪筑路面的中、下面層及柔性基層是一個很好的選擇。

5.2 出廠時為保證10℃延度指標合格，將針入度指標設置為52，如果針入進一步下降，那么延度指標難以達到規范要求。此時，高富50號瀝青SHRP性能分級為PG64-22，眾所周知，PG分級體系是美國戰略公路研究計劃的重要成果，對瀝青膠結的評價及使用更為直觀及科學。根據廣東省的氣候情況，對于低溫等級，廣東省各層瀝青路面的瀝青低溫等級應要求達到PG-10，對于粵北地區如：連州、韶關、連平等地區瀝青低溫等級應要求達到PG-16。對于高溫等級，中、上面層應采用PG70及以上的瀝青材料，對于交通量大，重車多的高速公路，應根據實際情況考慮PG等級的“跳級”。對于下面層，可采用高溫等級較中、上面層低一級的瀝青材料。根據這種思路，廠家試驗室調制了針入度為42的50號瀝青，此時，對應老化前的10℃延度結果為7cm，老化后的10℃延度結果為1cm。同時，SHRP性能分級為PG70-16，即在低溫等級上達到廣東省氣候條件的要高，在高溫等級上，應用瀝青下面層及基層，也能滿足“跳級”要求。因此，為使50號瀝青混合料性能的進一步發揮，在廣東省使用時應充分考慮到規范里附注所提到的“10℃延度可作為選擇性指標，也可不作為施工質量檢驗指標”，不應被具體的限值束縛。

TU761

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