TLA改性瀝青路用性能的研究

沈陽市政集團有限公司 沈陽 110078

摘要：摻配TLA改性瀝青能有效提高其路用性能，通過實驗路確定了TLA改性瀝青的設計配比。

關鍵詞：TLA改性瀝青；路用性能；試驗研究

1 前言

隨著我國經濟建設的不斷發展，高速公路得到了快速發展，這極大的提高了我國公路網的整體技術水平，優化了交通運輸結構。到2007年底，我國高速公路通車里程已達到5.36萬公里。高速公路交通量大、渠化交通明顯、車速高、軸載日趨重型化，由此導致了瀝青路面的車轍、開裂、剝落、抗滑能力不足等病害日益嚴重。如何提高瀝青路面的使用性能，以滿足交通發展的需要，這是我們所面臨的重要課題。

2 TLA的性能

天然瀝青中最著名的要數特立尼達湖出產的特立尼達湖瀝青（Trinidad Lake Asphalt，簡稱TLA），是石油在特殊的條件下被氧化聚合成不同程度的產物。在南美西印度群島特立尼達境內的瀝青湖中，蘊藏了數以百萬噸的湖瀝青，生產這種瀝青的方式是用輕型牽引機械從湖面將瀝青刮起來，然后通過鐵路輸送到分解蒸餾器。分解的過程是在相對的低溫下進行水和作用，去除雜質及水分。

TLA的化學組成主要有瀝青質、樹脂和油分組成，還有部分不溶物。TLA中的礦物質粒徑分布及組成如下表1，對經過精煉的湖瀝青進行了檢測，其主要的性能如下表2。

表1 TLA的礦物質粒徑分布及組成

礦物質粒徑分布礦物質組成

10μm以下44%石英40%

10μm～60μm39%水云母45%

60μm以上17%高嶺土15%

表2 TLA（經精煉處理）的性能指標

項目針入度

（25℃，5s，100g）

0.1mm軟化點

（RB）℃灰分

%密度

（25℃）

g/cm3加熱損失

（163℃，5h）%

試驗值2.093.037.41.3961.05

3 TLA改性瀝青的性能

根據國外使用TLA的經驗，是將其作為改性劑使用，即通常在瀝青混凝土中摻加25%～30%，在橋面鋪裝時摻加50%～70%。我們采用TLA與盤錦中油遼河瀝青有限公司（以下簡稱遼油）、盤錦北方瀝青股份有限公司（以下簡稱北方）和大連西太平洋石油化工有限公司（以下簡稱西太）三個廠家生產的AH-90瀝青進行不同摻加比例實驗，對基質瀝青和改性瀝青的性能進行了測試，結果見表3、4、5、6。

表3 基質瀝青試驗結果報告

試驗值

試驗項目北方西太遼油

針入度（25℃，100g，5s） 0.1 mm908283

延度（5cm/min，25℃） Cm>150>150>150

軟化點（環球法） ℃46.049.045.5

含蠟量（蒸餾法） %1.871.861.91

閃點（COC） ℃>230>230>230

溶解度（三氯乙烯） %99.9699.9499.94

密度（25℃） g/cm31.0141.0341.015

薄膜加熱試驗

（163℃，5h）針入度比 %635555

質量損失 %0.40.50.5

延度（25℃） Cm>150>150>150

延度（15℃） Cm>150>150>150

表4 北方AH-90與摻配不同比例TLA后的試驗結果

試驗值

試驗項目75%北方+25%TLA70%北方+30%TLA65%北方+35%TLA

針入度（25℃，100g，5s）

0.1 mm46.139.835.2

延度（5cm/min，25℃）Cm94.893.991.4

延度（5cm/min，15℃）Cm31.028.226.3

軟化點（環球法）℃49.552.553.5

運動粘度（135℃）Pa·s0.6280.6310.646

密度（25℃）g/cm31.0611.0721.093

薄膜加熱試驗（163℃，5h）針入度比%79.884.286.9

質量損失%+0.9+0.8+0.7

延度（25℃）Cm43.936.830.9

表5 西太AH-90與摻配不同比例TLA后的試驗結果

試驗值

試驗項目75%西太+25%TLA70%西太+30%TLA65%西太+35%TLA

針入度（25℃，100g，5s）0.1 mm48.542.835.7

延度（5cm/min，25℃）Cm101.397.292.8

延度（5cm/min，15℃）Cm33.531.228.9

軟化點（環球法）℃52.055.555.5

運動粘度（135℃）Pa·s0.6290.6380.661

密度（25℃）g/cm31.1021.1081.119

薄膜加熱試驗（163℃，5h）針入度比%71.877.682.8

質量損失%+0.9+0.7+0.6

延度（25℃）Cm45.841.233.6

表6 遼油AH-90與摻配不同比例TLA后的試驗結果

試驗值

試驗項目75%遼油+25%TLA70%遼油+30%TLA65%遼油+35%TLA

針入度（25℃，100g，5s）mm46.337.834.2

延度（5cm/min，25℃）Cm93.991.286.9

延度（5cm/min，15℃）Cm29.226.423.8

軟化點（環球法）℃48.551.052.5

運動粘度（135℃）Pa·s0.5080.5920.673

密度（25℃）g/cm31.0761.0981.112

薄膜加熱試驗（163℃，5h）針入度比%72.975.881.6

質量損失%+0.9+0.8+0.7

延度（25℃）Cm41.835.831.2

由表可見，以上三種瀝青指標均符合高速公路、一級公路瀝青面層用道路石油瀝青AH-90的技術要求，完全可以作為基質瀝青使用。

通常在瀝青混凝土中摻加25%～30%的TLA，在橋面鋪裝時摻加50%～70%。我們采用TLA與盤錦中油遼河瀝青有限公司、盤錦北方瀝青股份有限公司和大連西太平洋石油化工有限公司三個廠家生產的AH-90瀝青進行不同摻加比例實驗，通過實驗得出，隨著摻加TLA的增加，改性瀝青針入度降低，軟化點升高，表明改性瀝青的高溫穩定性有所提高。從老化后的實驗看出摻入TLA的改性瀝青的質量損失都很小，針入度比卻很高，說明TLA改性瀝青的抗老化性能是很好的。

4 TLA改性瀝青的試驗路

實驗路段在某高速公路K443+500～K447+430左幅中邊車道進行，試驗段長度為4970米，寬度為7.95米。本試驗段采用的瀝青是遼寧盤錦北方瀝青股份有限公司產北瀝牌瀝青，粗集料是遼寧黑山產的玄武巖碎石，細集料是遼寧錦州產的石灰巖砂，填料為遼寧錦州產的石灰巖磨制而成的礦粉，木質纖維素采用遼寧省交通科研院生產的木質纖維素，在路面維修施工中采用的路面結構型式是瀝青瑪蹄脂碎石LSMA-16的配比設計，油石比為5.8～5.9%。通過目標配合比設計確定各種規格集料的配合比，使礦質混合料的顆粒組成符合設計級配，根據材料的路用性能及結合料等級選定用于生產的原材料。

根據試驗結果確定目標配合比：（15～20mm）碎石：（10～15mm）碎石：（5～10mm）碎石：機制砂：礦粉=4%：53%：20%：13%：10%，