天然巖瀝青改性瀝青在山區公路中的應用

劉小滔++楊新春++莊傳儀++劉欣

摘 要：針對山區瀝青路面的使用性能和耐久性能問題，結合工程實例，分別從巖瀝青摻量的確定方法、配合比以及施工工藝入手，探討天然巖瀝青改性瀝青在山區公路中的應用，并在后續的施工中采用相關技術，提高了國產天然巖瀝青改性瀝青在山區公路中的施工質量，能夠為山區公路施工提供一定參考。

關鍵詞：巖瀝青；山區公路；配合比；施工技術

中圖分類號：U419.3 文獻標志碼：B

Application of Rock Asphalt Modified Asphalt Mixture in Mountain Highways

LIU Xiao- tao1， YANG Xin- chun1， ZHUANG Chuan- yi2 LIU Xin3

（1. Sichuan Design Institute for Highway Engineering， Chengdu 610041， Sichuan， China；

2. Traffic Institute of Civil Engineering， Shandong Jiaotong University， Jinan 264200， Shandong， China；

3. Panzhihua Communications Investment Group Co. Ltd.， Panzhihua 617000， Sichuan， China）

Abstract： Aimed at the performance and durability of asphalt pavement of mountain highways， the application of rock asphalt modified asphalt mixture in mountain highways was explored in aspects of the determination of mixing amount of rock asphalt， and mix proportion and construction technology combined with construction projects. Construction quality of the domestic rock asphalt modified asphalt mixture was improved in subsequent construction process， which provides reference for the construction of mountain highways.

Key words： rock asphalt； mountain highway； mix proportion； construction technology

0 引 言

調查發現，在山區公路的平縱面設計中，必然存在大量的小半徑曲線和長大縱坡。這些復雜線形的設計必然會增加瀝青路面施工的困難度，同時也容易影響山區瀝青路面的使用性能和耐久性能[1- 3]。巖瀝青改性瀝青作為瀝青混凝土路面的一種新型結合料，具有優良的高溫穩定性能、抗水損害能力、抗疲勞性能[4- 6]。因此，將巖瀝青改性瀝青應用于山區公路瀝青路面鋪筑中，能有效提高山區公路瀝青路面使用性能及耐久性能。本文結合某山區公路路面工程，探討巖瀝青改性瀝青應用于山區公路的關鍵施工技術。

1 巖瀝青摻量的確定

使用的巖瀝青采用四川青川巖瀝青，分別對巖瀝青摻量為0、5.0%、7.5%、10.0%和12.5%的改性瀝青進行針入度、動力粘度、延度和軟化點試驗，試驗結果見表1、2。試驗結果表明，巖瀝青可顯著提高基質瀝青的粘度和軟化點。同時針入度指數呈升高趨勢，說明改性瀝青體系的凝膠化程度得到加強，整體硬度增大（針入度降低），但是低溫延度指標有所弱化，脆點提高。

目前用于表征瀝青材料感性的指標很多，常采用的是針入度指數和粘溫指數，但針入度指數是建立在經驗性試驗數據基礎上，試驗誤差影響大，故采

用粘溫指數評價巖瀝青低溫穩定性[7- 8]。

從表2和圖1可以看出，隨著巖瀝青摻量的增加，粘溫指數相應增大，但當摻量在10%左右時達到峰值，由此可說明隨著巖瀝青摻量的增加，改性瀝青材料感溫性先增后減。隨著外摻巖瀝青的增多，破裂的大膠束數量增多，對溫度的敏感性有所增強，但隨著巖瀝青外摻量達到一極限值時，體系中起稀釋作用的油份等物質的含量降低，破裂膠束重新締合，整個體系更加粘稠，對溫度的敏感性又開始降低[9- 10]。因此為保證巖瀝青改性瀝青具有一定的柔韌性，應避免稀釋作用的油份等物質過多的減少，故本項目巖瀝青摻量不易大于10%。

以摻量10%為上限，進行不同摻量下改性瀝青混合料凍融劈裂試驗，試驗級配見表3。從表4、圖1可知，隨著巖瀝青添量的增加，凍融劈裂強度先增大后減小，并在摻量為7.5%左右達到最大值。說明巖瀝青摻量為7.5%時，巖瀝青改性瀝青混合料具有良好水穩定性。因此，在本項目中巖瀝青的摻量為7. 5%。

2 巖瀝青改性瀝青關鍵施工技術

2.1 巖瀝青改性瀝青加工工藝

該項目路面寬度為7～8 m，巖瀝青改性瀝青大約需要700 t左右。為避免離析，巖瀝青儲存罐與SBS改性瀝青的一樣，應具有攪拌功能。如果有條件進行現場改性時，需要先將基質瀝青加工到150 ℃～160 ℃，再將基質瀝青泵送至攪拌罐內，一邊泵送瀝青一邊按設計摻量添加天然巖瀝青。為避免巖瀝青成團，添加過程應緩慢均勻，攪拌時間控制在20～30 min，根據情況可適當延長。

2.2 拌和工藝

改性瀝青加熱溫度應控制在165 ℃～175 ℃，礦料加熱溫度控制在190 ℃～220 ℃，拌和時間不少于45 s，其中干拌時間不少于10 s，濕拌時間不少于35 s。混合料出廠溫度宜控制在170 ℃～185 ℃。通過觀察發現，拌和樓操作人員往往易忽視干拌過程，甚至取消干拌環節。干拌的目的主要是攪勻礦料，避免離析，特別是對于巖瀝青這種高粘瀝青，干拌是不可缺少的一個環節。

2.3 運輸與攤鋪

運料車車槽中的雜物、土、砂石、混合料等殘留物必須完全清除，清潔后應在側板和底板上均勻噴灑一層防粘劑。運輸過程中應采用篷布進行遮蓋，避免溫度損失。

混合料到場后的攤鋪溫度應不低于160 ℃。攤鋪機必須緩慢、均勻、連續不間斷地攤鋪，不得隨意變換速度或中途停頓，以提高平整度，減少混合料的離析。

2.4 碾壓工藝

碾壓過程中應控制好各碾壓階段的溫度，同時，應遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則。膠輪壓路機對路面能起到良好的”搓揉壓實作用”[11- 12]，即在膠輪的碾壓過程中，膠輪壓路機可產生水平和豎向力作用，而所施加的豎向力能使混合料中的細小顆粒產生向上位移，在位移的過程中，填充粗顆粒之間的空隙，使混合料更加密實。巖瀝青在135 ℃的運動粘度遠大于基質瀝青，就需要膠輪壓路機的“搓揉壓實作用”保證路面壓實度。為確定該碾壓工藝，本研究采用2種碾壓方案，見表5。在保證總的碾壓次數不變的情況下，通過調整初壓鋼輪壓路機和復壓膠輪壓路機的碾壓次數，并通過壓實度和空隙率檢測，來確定最終碾壓方案。

通過試驗段檢測發現，方案一不滿足壓實度要求值（98%），方案二滿足要求。從現場空隙率看，均滿足設計要求，但方案二明顯比方案一密實。說明增加膠輪壓路機能有效提高混合料密實度，保證工程質量。需要特別注意的是，在鋼輪終壓過程中，由于道路沿線存在急彎陡坡，鋼輪壓路機重心偏移，壓路機內側邊緣壓力增大，再加上巖瀝青具有針入度小，低溫延度偏小等特點，鋼輪壓路機在終壓過程中易產生裂痕。因此，對于山區公路，終壓壓路機建議采用6～8 t雙輪鋼筒式壓路機，同時嚴格控制終壓溫度在100 ℃～110 ℃內。

3 結 語

（1） 根據項目特點，采用了一種簡便的巖瀝青摻量確定方法，并在工程中得到成功應用。

（2） 總體來說，巖瀝青改性瀝青混凝土施工工藝與SBS改性瀝青混合料施工工藝沒有太大的區別。但在山區公路項目中鋪筑巖瀝青改性瀝青混凝土，特別是急彎陡坡地段，應調整碾壓方式，確保巖瀝青混合料鋪筑質量和使用效果。鋼輪壓路機進行收光時，應嚴格控制碾壓溫度，一般不宜低于100 ℃，但也不宜過高。特別是對于急彎地點，收光鋼輪壓路機一定要低速前行，盡量避免重心偏移，對已鋪筑完成的路面造成損害。

（3） 在山區公路鋪筑巖瀝青改性瀝青混凝土時，由于大量的急彎陡坡存在，因此在施工過程中應做好施工組織，加強施工控制，確保修筑道路的鋪筑質量以及行駛舒適性。

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[責任編輯：杜敏浩]