70#道路石油瀝青在安哥拉瀝青路面中的應(yīng)用與研究

鄒亮

（中鐵二十局安哥拉國際公司，陜西 西安 710000）

1 道路石油瀝青在國內(nèi)外的應(yīng)用情況

目前我國道路石油瀝青主要有3 種類型：用于高速公路、一級公路、城市快車道、主干道和機場跑道的重交通道路瀝青；用于高速公路、機場跑道等大交通量、重載路面層的聚合物改性瀝青；可用于中、輕交通道路及路面維修的普通道路瀝青。

安哥拉的基礎(chǔ)建設(shè)需求量巨大，特別是羅安達地區(qū)，該地區(qū)是安哥拉重要的港口城市和經(jīng)濟支柱城市。為保證貨物有效地運抵其他各省，政府多次投入大量資金進行道路新建、改建和擴建。然而，由于安哥拉地區(qū)年降水量巨大，設(shè)計施工往往因成本考慮而依地勢而建，排水系統(tǒng)采用散排方式，導(dǎo)致路基和路面遭受嚴重水損害，公路使用壽命大大縮短，經(jīng)常需要進行道路修復(fù)，因此對道路石油瀝青的需求量也不斷增加[1]。

2 安哥拉市場現(xiàn)狀與需求

安哥拉氣候特殊，年降雨量大，公路排水系統(tǒng)簡易，路基路面遭受水損害特別嚴重，加之各省道路稀少、交通量大、超載嚴重，路面路基壽命往往達不到設(shè)計壽命，各省之間的省道或國道經(jīng)常處于修復(fù)狀態(tài)。

由于近期安哥拉大力興建基礎(chǔ)設(shè)施，多條公路面臨新建和修復(fù)，如羅安達—本格拉公路、羅安達—馬蘭熱公路、馬蘭熱—少林路公路等，公路修復(fù)需要材料投入，對瀝青的需求量尤其大。由于安哥拉國內(nèi)條件有限，只能進口70#道路石油瀝青，這種情況下只能在質(zhì)量控制上加大監(jiān)控力度，從而減少返修、節(jié)約成本。

3 道路石油瀝青的特點

石油瀝青是原油加工過程的一種產(chǎn)品，常溫下是黑色或黑褐色的黏稠液體、半固體或固體，主要含有可溶于有機溶劑氯仿（三氯甲烷）的烴類及非烴類衍生物，其性質(zhì)和組成隨原油來源和生產(chǎn)方法的不同而變化。石油瀝青是一種防水防潮和防腐的有機膠凝材料，主要用于涂料、塑料、橡膠等工業(yè)以及鋪設(shè)路面等[2]。其主要具有以下特性：

其一，足夠的力學(xué)強度，因而瀝青路面能很好地承受車輛荷載作用在公路表面的各種應(yīng)力。其二，具有一定的彈性和塑形變形作用，所以在承受荷載時不會直接和瞬間產(chǎn)生破壞。其三，與汽車輪胎的附著能力好，汽車在行駛中會與瀝青路面產(chǎn)生較大的摩擦力，從而保證行車過程的安全性。其四，不揚塵，容易清掃和沖洗。其五，維修簡便，且廢舊瀝青路面可再生循環(huán)使用。

4 70#道路石油瀝青應(yīng)用范圍

70#道路石油瀝青是道路工程建設(shè)中的主要材料之一，具有成本低、性能出色的優(yōu)點，主要應(yīng)用于高速、一級公路的中下面層以及二級及以下等級道路的各面層。在道路工程建設(shè)中，由于70#瀝青黏度高、針入度小、軟化點較大，因此可用于其他材料難以適應(yīng)的重載道路和炎熱地區(qū)。

例如，2017 年由中國鐵建投資興建、中鐵二十局總承包的四川簡陽至蒲江段成都經(jīng)濟區(qū)環(huán)線高速公路就大量使用了這種瀝青作為中下面層，70#道路石油瀝青在上述應(yīng)用中表現(xiàn)出了良好的性能，不僅降低了成本投入，還顯著提高了道路結(jié)構(gòu)的耐久性，提高了社會和經(jīng)濟效益。

5 項目概況

2016 年底，由安哥拉公路局出資委托，中鐵二十局集團安哥拉國際有限責(zé)任公司向INEA（安哥拉道路研究所）提交了高速公路道路鋪面項目的工程設(shè)計方案，主體建設(shè)為羅安達省卡夸克—本菲卡段落的繞城高速公路，單向長約為55km，雙向累計110km，施工方案以淺層翻修為主，深度翻修為輔，即在原有瀝青路面的基礎(chǔ)上對已經(jīng)遭遇路面損壞、影響行車安全和使用壽命的路段進行洗刨、加鋪。

5.1 材料選用

瀝青采用的是安哥拉Intertek 公司提供的進口70#A 級石油瀝青；集料采用Xana-Camex 石場生產(chǎn)的自然花崗巖級配碎石和石灰?guī)r填料，花崗巖碎石分別為機制砂0～4mm，碎石4～8mm，碎石8～16mm，石灰?guī)r0～4mm。

5.2 室內(nèi)標準馬歇爾擊實試驗

根據(jù)使用的70#道路石油瀝青，進行室內(nèi)標準馬歇爾擊實試驗，相關(guān)試驗參數(shù)如表1 所示。

表1 馬歇爾擊實試驗參數(shù)

試件擊實后，冷卻12 小時后，進行馬歇爾相關(guān)試驗，試驗結(jié)果如表2 所示。

表2 馬歇爾擊實試驗結(jié)果

經(jīng)試驗檢測，該瀝青混合料各項檢測結(jié)果均符合規(guī)范及設(shè)計要求，且室內(nèi)檢測性能表現(xiàn)良好，可用于現(xiàn)場施工。

5.3 AC-20C 瀝青混合料拌和

考慮到項目的特性，在選擇工程設(shè)備階段，結(jié)合安哥拉地區(qū)的實際情況和整體投入情況，決定使用5000 型瀝青混合料拌和機。通過先進的技術(shù)和系統(tǒng)，并借助電子智能控制，可以更好地完成工作。開始拌和作業(yè)之前，按照總體方案要求，用專用的裝載機將冷料倉裝滿，再通過傳送帶將材料傳輸?shù)綕L筒中進行加熱和除塵等技術(shù)處理。現(xiàn)場工作人員具備豐富的專業(yè)知識和工作經(jīng)驗，能夠根據(jù)國家、行業(yè)有關(guān)標準規(guī)范要求進行現(xiàn)場控制。

將瀝青溫度控制在155～165℃之間，礦料溫度控制在165～195℃之間。在實際工作中，現(xiàn)場工作人員應(yīng)密切關(guān)注設(shè)備顯示器的信息。一般情況下，在道路工程施工過程中，瀝青溫度為160℃，礦料溫度為181℃。根據(jù)施工設(shè)計方案提出的配比要求，將材料準確地稱量并拌和。為了進一步提升操作精度，防止材料配比出現(xiàn)問題影響后續(xù)施工質(zhì)量，現(xiàn)場工作人員需要以瀝青均勻裹覆礦料為準，將拌和時間控制為礦料干拌5s，加瀝青后濕拌40s。

拌和好的混合料應(yīng)均勻，嚴禁出現(xiàn)花白料、團結(jié)成塊、離析等問題[3]。混合料拌和完成后應(yīng)將其儲存于儲料倉中，至儲存總量的60%后，調(diào)料車開始裝料。在這個過程中需要注意委派專業(yè)技術(shù)人員進行現(xiàn)場監(jiān)管，使用溫度計在車廂側(cè)壁測溫孔處進行溫度測量，并在記錄表上記錄車牌號碼、測溫時間、測量溫度，裝料按照車廂前部、后部、中部順序進行，防止混合料離析。需要注意的是，如果發(fā)現(xiàn)混合料存在質(zhì)量問題，嚴禁使用并通知相關(guān)單位調(diào)查問題的產(chǎn)生原因，做好技術(shù)處理。

5.4 現(xiàn)場施工控制

為驗證配合比的適用性，選取一段路作為試驗段進行施工及現(xiàn)場檢測，試驗段長度為300m，寬度13m，厚度為4cm。鋪筑當(dāng)天室外溫度檢測為34℃，濕度為33%。拌和設(shè)備為INTRAME 牌瀝青混合料拌和機，產(chǎn)量為200t/h，攤鋪機為福格勒1800-2 型攤鋪機，壓路機為12t 悍馬GRW15 膠輪壓路機和18t 悍馬HD70 雙鋼輪壓路機。混合料拌和溫度控制在160～175℃之間，壓實溫度控制在140～160℃之間，為保證施工方法標準、有效，經(jīng)對比后，在試驗段采取以下壓實方法：用膠輪壓路機碾壓10 次后，用鋼輪壓路機碾壓4 次，直至表面密實、平整、無輪跡。

碾壓完成后，于攤鋪機旁隨機抽樣，經(jīng)過試驗，得出試驗結(jié)果（見表3）。

表3 抽樣試驗數(shù)據(jù)

當(dāng)天施工完畢后，封鎖試驗段區(qū)域，嚴禁車輛、人員靠近，以免對試驗段區(qū)域造成破壞和污染，施工完畢24h 后進行相關(guān)現(xiàn)場試驗檢測，檢測結(jié)果如表4所示。

表4 現(xiàn)場檢測結(jié)果

為驗證70#道路石油瀝青在安哥拉的適用性和可行性，又進行了大量試驗驗證，從原材料選取，到配合比設(shè)計，再到試驗段施工，各項工序及檢測結(jié)果完整、嚴謹、準確。各項數(shù)據(jù)中體現(xiàn)出70#道路石油瀝青在國內(nèi)和安哥拉的使用均能滿足設(shè)計及使用性能需求（見表5）。

事實證明，70#道路石油瀝青完全能滿足安哥拉復(fù)雜多變的氣候天氣和道路工程的需求，也能較好地提供供給能力。截至2018 年7 月16 日，由中鐵二十局安哥拉國際公司承建的安哥拉首都羅安達市繞城高速公路，本菲卡—卡夸克段高速公路，全程雙向累計110km，已經(jīng)全部完成瀝青鋪筑工程，縱觀全線，路面平整、密實、無擁包、無裂縫，行車舒適性良好，極大地緩解了安哥拉的交通擁堵狀況。同時，工程結(jié)束后對瀝青路面進行了全方位檢測，數(shù)據(jù)表明其完全滿足設(shè)計和規(guī)范要求，也證明了70#道路石油瀝青在安哥拉的良好路用性能。

6 安哥拉的道路市場發(fā)展前景

隨著安哥拉道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的日益繁榮，需要不斷推動當(dāng)?shù)氐缆坊ǖ母脑焐墶Ｔ诖吮尘跋拢钊胙芯?0#道路石油瀝青在安哥拉的應(yīng)用效果，有助于實現(xiàn)從單純生產(chǎn)驅(qū)動到生產(chǎn)與技術(shù)統(tǒng)籌驅(qū)動的企業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型。此外，通過安哥拉項目，還可以積累一定的施工經(jīng)驗，為安哥拉道路的未來發(fā)展提供堅實保障。

7 結(jié)語

綜上所述，與其他工程項目相比，道路工程具有明顯的特殊性。在建設(shè)過程中，不僅要考慮成本投入，還需結(jié)合所處區(qū)域的實際情況進行調(diào)整。對于安哥拉來說，因其國情特殊，70#道路石油瀝青的應(yīng)用較廣，開展道路工程時，需要在滿足使用需求的基礎(chǔ)上提升技術(shù)水平，降低成本投入。文章以70#道路石油瀝青的應(yīng)用為基礎(chǔ)，闡述其在安哥拉道路工程中的應(yīng)用，以期為技術(shù)發(fā)展及企業(yè)創(chuàng)新提供參考。