高模量AC-20C（Thiopave）在某高速公路的應(yīng)用

宋曉陽

（大同至渾源高速公路管理處，山西 大同 037000）

0 引言

Thiopave常溫下為褐色顆粒物；可以替代瀝青混合料中18%～26%的瀝青；拌和過程中迅速融化，與瀝青共同形成新的黏結(jié)料，提高混合料力學(xué)性能；同時(shí)還可以降低混合料出料溫度，出料溫度控制在130℃左右，達(dá)到溫拌效果；通過降低溫度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果[1]。

圖1 Thiopave外觀

Thiopave在115℃左右液化，與石料和瀝青高速攪拌后，高模量添加劑會溶解在瀝青中，降低瀝青黏度，因此降低了施工溫度。它在混合料中冷卻后形成晶體，并在混合料中不斷增長最終形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在瀝青路面最高溫度（70℃～80℃）情況下為固體，提高混合料的抗車轍性能[2]。

在美國國家瀝青技術(shù)中心（NCAT）足尺寸大型環(huán)道試驗(yàn)（2009年開始）研究了該溫拌高模量混合料的路用性能測試，在NCAT環(huán)道上鋪設(shè)了兩個高模量添加劑材料性能驗(yàn)證路段；足尺寸大型環(huán)道試驗(yàn)持續(xù)了一年時(shí)間，累計(jì)施加5百萬次標(biāo)準(zhǔn)軸載，相當(dāng)于美國許多州際公路（國道高速路網(wǎng)）10年的交通量。通過現(xiàn)場足尺試驗(yàn)可證明在中下面層使用高模量添加劑材料的路段的使用性能與中面層使用改性瀝青的對比路段沒有明顯差別[3]。

先期進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)的測試，結(jié)果見表1。

表1 先期試驗(yàn)室對比試驗(yàn)結(jié)果

摻入高模量添加劑后，該級配瀝青混合料的動穩(wěn)定度顯著提高，動穩(wěn)定度提高78%，瀝青混合料的成型溫度可降低20℃～30℃。

1 施工工藝分析與評價(jià)

1.1 拌和

當(dāng)日采用4000型間歇式拌和樓生產(chǎn)，全部生產(chǎn)由計(jì)算機(jī)控制完成。

試驗(yàn)路段拌和樓產(chǎn)量約為240 t/h，（每鍋拌和重量為3.5 t，每盤拌和周期為45 s，其中Thiopave與集料同時(shí)投入拌鍋，試驗(yàn)段由人工進(jìn)行投遞（生產(chǎn)時(shí)可實(shí)現(xiàn)自動添加），干拌時(shí)間約5 s、濕拌時(shí)間約35 s、放料時(shí)間約5 s）。集料加熱溫度約140℃～150℃左右，瀝青加熱溫度為135℃～145℃左右。

表2 拌和樓各項(xiàng)參數(shù)

1.2 運(yùn)輸

a）裝料前，車廂內(nèi)均有專人涂、抹隔離劑，車輪均進(jìn)行了沖洗。

b）拌和正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，攤鋪機(jī)前等候卸料的料車有3～4輛，能夠保證攤鋪的連續(xù)性。

c）運(yùn)料車在運(yùn)輸過程中，每輛運(yùn)輸車在車廂頂部采用一層苫布覆蓋的保溫措施；出場溫度在125℃～140℃之間；車內(nèi)瀝青混合料到場溫度在125℃～140℃之間，瀝青混合料基本沒有降溫。

1.3 攤鋪

攤鋪段落內(nèi)，下面層表面平整、干燥，黏層油灑布均勻，表面無浮灰、雜質(zhì)等，符合攤鋪條件。基本情況如下：

a）攤鋪過程中采用兩臺攤鋪機(jī)攤鋪，攤鋪速度約 2.0～2.4 m/min；

b）本次試驗(yàn)段實(shí)際攤鋪厚度為5 cm，擬定松鋪系數(shù)為1.20；

c）找平方式為：正常攤鋪過程中，采用平衡梁控制攤鋪厚度和找平；

d）隨機(jī)抽檢了幾組攤鋪溫度，見表3，從檢測結(jié)果來看，攤鋪溫度均能滿足要求。

表3 攤鋪溫度檢測

1.4 碾壓

施工單位在本次試驗(yàn)段啟用了3臺雙鋼輪壓路機(jī)、1臺膠輪壓路機(jī)，具體碾壓方案見表4。

表4 施工碾壓方案

2 室內(nèi)混合料抽檢

2.1 馬歇爾試驗(yàn)

表5 混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

2.2 抽提試驗(yàn)

試驗(yàn)室對生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)比例的混合料抽提篩分試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 瀝青混合料的抽提篩分試驗(yàn)結(jié)果

2.3 高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)

試驗(yàn)室對混合料進(jìn)行車轍試驗(yàn)以檢驗(yàn)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。如表7所示。

表7 車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度結(jié)果(二次加熱)

2.4 低溫穩(wěn)定性試驗(yàn)

試驗(yàn)室對混合料進(jìn)行低溫劈裂試驗(yàn)以檢驗(yàn)瀝青混合料的低溫穩(wěn)定性。如表8所示。

表8 低溫劈裂試驗(yàn)結(jié)果

2.5 抗水損害性試驗(yàn)

試驗(yàn)室對混合料進(jìn)行抗水損害性能試驗(yàn)以檢驗(yàn)瀝青混合料的水穩(wěn)定性。如表9所示。

表9 抗水損害性試驗(yàn)結(jié)果

3 現(xiàn)場施工質(zhì)量抽檢

3.1 芯樣壓實(shí)度厚度試驗(yàn)

表10 壓實(shí)度試驗(yàn)結(jié)果

3.2 滲水試驗(yàn)

表11 滲水試驗(yàn)結(jié)果 mL/min

3.3 平整度試驗(yàn)

對整段平整度采用八輪平整度儀進(jìn)行檢測平整度均符合規(guī)范要求，具體數(shù)據(jù)如表12。

表12 平整度測試結(jié)果

3.4 彎沉試驗(yàn)

表13 彎沉測試結(jié)果

4 Thiopave瀝青混合料的壓實(shí)工藝要點(diǎn)提煉

a）緊跟慢壓。

b）較窄的可碾壓溫度范圍，盡量在高溫時(shí)完成初壓。

c）當(dāng)碾壓過程中出現(xiàn)推移和裂縫時(shí)，需立即采用膠輪壓路機(jī)碾壓。

d）不要區(qū)分初壓、復(fù)壓、終壓段落，全部采用緊跟梯隊(duì)作業(yè)，前面的壓路機(jī)錯開或前行，后面的立即跟上。

e）如果溫度下降過快，鋼輪振動時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)明顯回彈，鋼輪繼續(xù)碾壓已對密實(shí)度沒有幫助，應(yīng)由膠輪接替工作。

f）原則上，越新型和越重的鋼輪安置在越前面，充分利用有效碾壓時(shí)間。

g）由于表面降溫速度快，相對正常氣候條件下施工，鋼輪壓路機(jī)的噴水量要調(diào)小一半。膠輪壓路機(jī)在不粘輪的時(shí)候盡量少涂隔離劑，隔離劑建議采用植物油和水的混合物，不得采用廢機(jī)油、柴油類作為隔離劑。

h）正常攤鋪的全過程中，所有壓路機(jī)均不允許無故停駛。即使是攤鋪臨時(shí)中斷，膠輪壓路機(jī)也不允許停駛，必須保持在熱的攤鋪面慢速行駛，避免輪胎面冷卻。

i）由于Thiopave的加入降低了瀝青的黏度，Thiopave瀝青混合料比普通瀝青混合料更容易碾壓成型，攤鋪后應(yīng)立即碾壓，為達(dá)到最大密實(shí)度，碾壓溫度越高越好。進(jìn)行初壓和復(fù)壓的碾壓機(jī)械應(yīng)盡量緊跟在攤鋪機(jī)后追隨碾壓，終壓溫度不要低于70℃。

5 結(jié)論

a）添加Thiopave添加劑，只是同體積替代18%～22%的瀝青，不需要另外做混合料的目標(biāo)配合比，只是生產(chǎn)配合比進(jìn)行微調(diào)即可，而且其成本與瀝青一樣。基本上不增加工程造價(jià)。

b）Thiopave試驗(yàn)段施工過程中運(yùn)輸、攤鋪、碾壓和室內(nèi)試驗(yàn)各環(huán)節(jié)基本滿足要求。

c）現(xiàn)場取樣測定結(jié)果表明，添加Thiopave后的混合料的動穩(wěn)定度有較大幅度的提高，本次鋪筑工作基本達(dá)到了鋪筑科研試驗(yàn)段的預(yù)期目標(biāo)。

d）采用現(xiàn)有的碾壓工藝，壓實(shí)度完全可以滿足要求。