硫磺瀝青在國省干線公路養護工程中的應用

許世勇

（貴州省都勻公路管理局，貴州 都勻 558000）

貴州省地處云貴高原，屬山嶺重丘區，地形地貌地質復雜多變。貴州屬西部欠發達省份，經濟相對落后，對國省干線公路養護的投入資金較少，養護工程瀝青路面厚度普遍較溥（2～6cm），部分路段由于超載車輛較多，路面的使用壽命快速降低。通過在瀝青混合料中添加一定量的硫磺瀝青改性劑（Thiopave)，由于貴州有開陽和甕福兩大磷礦基地，每年出產大量的硫磺，價格比瀝青低，故可在不增加成本的情況下，增加瀝青混合料的強度和高溫穩定性，提高路面的抗車轍能力，大幅延長路面的使用壽命。

1 硫磺瀝青（Thiopave)的特點

Thiopave是由硫磺、復配增塑劑、煙霧抑制劑等組成的硫磺瀝青混合料改性劑，主要成份為硫磺，在瀝青混合料生產拌和中添加（Thiopave)，可替代部分瀝青用量（替代率20～35%），減少瀝青混合料的瀝青用量。一方面它屬于溫拌產品，瀝青混合料的拌和溫度不高于145℃，一般采用130℃為混合料生產控制溫度，比其它瀝青混合料平均低20～30℃，節約混合料生產過程中的燃料消耗；另一方面Thiopave比瀝青便宜，從而使硫磺瀝青混合料成本低于普通瀝青混合料。硫磺瀝青混合料的動穩定度可達2400～2600次/mm，遠遠大于普通瀝青混合料規范1000次/mm的要求，低溫性能保持不變，大幅提高瀝青路面的抗車轍能力。

2 在國省干線公路養護工程中的應用

2.1 試驗路段的選擇

根據我局管養公路的特點，在2013年開展的3km油路中修工程應用研究上，具體樁號方案見表1。試驗路段選取在一般路況、急彎陡坡、重載交通、低溫高寒等具有較明顯特性的路段，以檢驗和掌握硫磺瀝青路面的適應能力，熟練掌握瀝青用量、混合料配合比、施工工藝等方面的參數，為今后的推廣應用打下基礎。

表1 試驗路段一覽表

2.2 材料和配合比的確定

經過對油路中修工程進行分析，確定硫磺瀝青混合料采用AC-13結構。

（1）原材料。砂石材料采用石灰巖加工，瀝青為茂名90＃瀝青，各種集料及瀝青試驗結果見表2、3。

表2 集料及瀝青密度試驗結果

（2）混合料配合比。經過試驗驗證，硫磺瀝青混和料最佳油石比為5．4%，Thiopave和瀝青的重量比為35：65，Thiopave用量為 2．26%，瀝青用量為 4．19%，瀝青混合料驗證配合比結果見表4～7。

表3 各種集料和礦粉的篩分結果

表4 礦料配合比及油石比

表5 級配設計組成結果

表6 最佳油石比下的浸水馬歇爾檢驗

表7 最佳結合料用量下的車轍檢驗

2.3 硫磺瀝青（Thiopave）路面的施工控制要點

硫磺瀝青（Thiopave）混合料的生產和攤鋪均嚴格按照《公路瀝青路面施工技術規范》要求進行，根據硫磺瀝青的固有特性，在施工時特別加強了以下幾個環節：一是施工前對全體人員進行崗前培訓，充分了解硫磺瀝青混合料的特性；二是加強對混合料的拌和溫度、攤鋪溫度、初壓終壓溫度的檢測和控制（拌和溫度控制在130℃，攤鋪溫度120～130℃，初壓溫度為110～130℃，終壓溫度為70℃以上，終壓溫度最低不得低于50℃）；三是為保證壓實效果，宜采用自重大于10t的重型壓路機；四是初壓采用12t以上鋼輪壓路機，前靜后振方式碾壓2遍，初壓盡可能在高溫時完成，復壓采用26～30t膠輪壓路機靜壓4～6遍，終壓采用10t以上鋼輪靜壓1～2遍，碾壓速度均為4km/h以下，鋼輪壓路機盡量少灑水，建議膠輪壓路機的隔離劑采用菜油、水和洗衣粉的混合液；五是為了減少硫磺瀝青生產和攤鋪時的異味，最好添加W3除味劑（占Thiopave重量的2%左右），生產工作人員須戴口罩，并做好安全防護，盡量避免皮膚和眼睛同混合料直接接觸，如有不適應及時用清水沖洗；六是Thiopave顆粒遇火會燃燒，儲存地點嚴禁煙火，堆放除味劑需防水。

2.4 完工檢測

硫磺瀝青試驗路段3km完工后，經鉆芯取樣檢測，厚度滿足設計要求，國際平整度指數（mm/km）為 4．26～4．85，符合規范要求，壓實度為 96．7～99．42%（大于 96%），馬歇爾穩定度（kN)12．5～13．5(均大于 5kN），浸水殘留穩定度（%）84．6～85．6（均大于 80%），車轍試驗動穩定度（次/mm）2400～2600（均大于1000次/mm），油石比為（%）4．4～4．5，各項指標均滿足要求，路面平整度密實，經驗收達合格以上質量等級。

3 后期跟蹤情況和評價

在該試驗路段竣工驗收后4個月和8個月，分別進行了2次觀測，國際平整度指數略有增加，但實測值均小于5mm/km，路面病害率小于1%（通過實際調查，病害均由于基層原因引起）。經過分析認為：硫磺瀝青（Thiopave）生產時拌和溫度下降約30℃，節約混合料生產過程中的燃料消耗，減少25%左右的CO2排放量，顯著提高瀝青混合料的強度和高溫穩定度，低溫性能未見改變，在道路使用周期內可以節約20%左右的成本。

4 結語

在試驗路段完工后，我局后續將硫磺瀝青

（Thiopave）應用于油路大中修工程達40km，在不增加成本的情況下，提高了路面的抗車轍能力，熟練掌握硫磺瀝青（Thiopave）的基本性能、施工工藝、質量管理等方面的參數，為我局的國省干線公路養護工程的決策提供了新選項，取得較好的經濟和社會效益。

[1]交通部公路科學研究院．JTG F40-2004，公路工程瀝青路面施工技術規范[S]．北京：人民交通出版社，2005．

[2]交通部公路科學研究院．JTG E20-2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S]．北京：人民交通出版社，2011．

[3]交通部公路科學研究院．JTG E42-2005，公路工程集料試驗規程[S]．北京：人民交通出版社，2005．

[4]交通部公路科學研究院．JTG F80/1-2004，公路工程質量檢驗評定標準第一冊[S]．北京：人民交通出版社，2004．