春風塔河90A瀝青在察都二標試驗路的工程應用

（1.中國石化煉油銷售有限公司，上海 200050；2.新疆交通建設集團股份有限公司，烏魯木齊 830000）

瀝青路面具有表面平整無接縫、行車振動小、噪音低、開放交通快、養護簡便等優點，是道路建設中一種被最廣泛采用的高級路面。作為瀝青路面鋪筑的粘結劑，瀝青是影響瀝青路面路用性能好壞的重要因素之一。大量應用實踐證明，瀝青除了質量指標要符合交通部JTG F40－2004《公路瀝青路面施工技術規范》[1]中的“道路石油瀝青技術要求”外，還應具有良好的混合料路用性能，即人們常說的 “合格好用”。因此，瀝青尤其是新油種生產的瀝青，一般在被正式、廣泛應用于道路施工前，都要進行試驗路鋪筑，以驗證其路用性能的好壞。

近年來，中國石化為解決西部地區優質瀝青資源不足，通過產－銷－研聯合攻關，研究春風減壓渣油和塔河減壓渣油的不同組成和性質，利用兩者在性能方面良好的互補性，采用調合工藝生產出春風塔河優質道路瀝青[1]，評價其質量、化學組成、PG 分級等理化性能優良。本文采用春風塔河90A 瀝青鋪筑新疆境內省道313 線察布查爾至都拉塔口岸段公路工程CBDL-2 項目（以下簡稱察都二標）試驗路段，以期研究春風塔河90A 瀝青的路用性能，為其今后廣泛應用于新疆境內的公路建設項目提供技術依據和技術支撐。

1 項目概況

察都二標起點樁號為K16+800，終點接都拉塔口岸中哈國境線處，樁號K63+471.522，路線全長49.474 km。采用二級公路標準建設，路面主要結構形式為5 cm 中粒式瀝青混凝土面層（AC-16C）+≮6 mm 同步碎石下封層+32 cm 4.5 %水泥穩定砂礫基層+20 cm 級配砂礫底基層。項目所屬區域為夏熱冬寒冷區，氣候特點主要表現為冬季寒冷漫長，降雪較多，夏季氣溫不高。之所以選擇在本項目鋪筑試驗路段，主要考慮該項目屬于北疆口岸干線公路，具有口岸集裝箱貨物運輸交通量大，冬季潮濕多雪、夏季多雨、春秋季節反復凍融頻繁等特點。

2 混合料設計及驗證

2.1 材料

選擇春風塔河90A 瀝青鋪筑察都二標試驗段上面層，采用K42+400 路面粗細材料生產場生產的集料，粗集料為大粒徑卵石破碎，細集料采用機制砂。按照JTG F40－2004 “道路石油瀝青技術要求”的項目，對春風塔河90A 瀝青進行了質量檢測，檢測結果見表1。

從表1可以看出，春風塔河90A 瀝青產品質量均明顯優于JTG F40 － 2004 中的“道路石油瀝青技術要求”，尤其是動力黏度、薄膜烘箱前后的低溫延度和殘留針入度比，顯著優于技術要求，充分表明春風塔河90A 瀝青具有感溫性好、高溫性能好、低溫下的松弛性能[2]和耐熱老化性能優良[3]的優點。

2.2 級配設計

察都二標設計上面層混合料結構類型是AC-16C，因此試驗采用AC-16C 型級配結構，依據JTG F40－2004 進行配合比設計，確定最佳級配組成見表2，級配曲線見圖1。

表1 春風塔河 90A 瀝青檢測結果

表2 上面層瀝青混合料設計級配組成

圖1 上面層AC-16C 型合成級配曲線

2.3 最佳油石比確定

根據瀝青混合料的孔隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度等體積指標和馬歇爾穩定度等要求，采用已確定的集料級配，通過最佳油石比試驗確定上面層最佳油石比為4.3 %。采用確定的集料級配和最佳油石比進行馬歇爾試驗，試件制備的拌合溫度為165 ℃、擊實溫度為150 ℃，雙面各擊實次數為75 次，試驗結果見表3。

由表3可看出，最佳油石比下的春風塔河90A 瀝青混合料馬歇爾試驗各項結果均滿足JTG F40—2004 的技術要求。

2.4 混合料性能驗證

按照JTG F40—2004 中水穩定試驗、車轍試驗、低溫彎曲破壞應變試驗方法，采用確定的集料級配和最佳油石比，對春風塔河90A 瀝青進行混合料性能試驗，結果見表4。

由表4可看出，春風塔河90A 瀝青 AC-16C混合料各項指標均滿足JTG F40—2004 技術要求。其中動穩定度高達5 510 次/mm，低溫彎曲破壞應變超過冬寒區2 300με 的技術要求，表明在合適的油石比下，春風塔河90A 瀝青具有突出的抗高溫變形能力、低溫抗裂性能，適合在氣候差別大的新疆地區應用。

表3 春風塔河90A 瀝青混合料馬歇爾試驗結果

表4 春風塔河90A 瀝青混合料性能試驗結果

3 試驗路鋪筑

3.1 路面施工

影響瀝青路面施工質量的關鍵工序有拌合、攤鋪、碾壓等，其中攤鋪、碾壓工序直接關系路面壓實度和施工效果，是瀝青路面施工過程中最關鍵的兩個環節[4-5]。對春風塔河90A 瀝青進行粘溫曲線測定，根據測定結果確定了適宜的拌和溫度與壓實溫度。主要施工操作條件具體如下：拌和溫度控制在160 ～170 ℃，攤鋪溫度控制在135 ℃以上；碾壓過程分初壓、復壓、終壓三道工序，初壓開始溫度控制在125 ℃以上，采用1 臺13 t 鋼輪壓路機靜壓1 遍，振動碾壓1 遍，碾壓速度控制在2 ～3 km/h；復壓最低溫度控制在110 ℃以上，采用2 臺26 t 膠輪壓路機振壓5 遍，碾壓速度控制在3 ～4 km/h；終壓終了溫度控制在75 ℃以上，采用1 臺13 t 鋼輪壓路機靜壓1 遍，碾壓速度控制在2 ～3 km/h。按照上述主要操作條件，完成春風塔河90A 瀝青在察都二標試驗路上面層的鋪筑。

3.2 路面質量現場檢測

施工完成后，現場對試驗路段路面彎沉、壓實度、平整度、摩擦系數、構造深度、滲水系數等技術指標進行檢測，結果見表5。

表5 路面質量檢測結果

SFC60為橫向力系數，沒有橫向力系數測定設備時，可用擺式摩擦系數測定儀測量。

①彎沉值反映了路面發生變形的大小，工程竣工驗收前，彎沉值作為一項重要的檢測指標，反映了路面的整體強度質量。由表5可以看出，上面層彎沉值小于項目設計值，彎沉評定合格，達到路面設計強度要求；

②壓實度是道路工程施工質量管理最重要的內在指標之一，路面經充分壓實才能保證它的強度、剛度、穩定性以及平整度，從而延長路面的使用壽命。表5的壓實度大于JTG F 80 /1—2004《公路工程質量檢驗評定標準》技術要求，壓實度評定合格；

③平整度是路面評價及路面施工驗收中的一個重要指標，主要反映的是路面縱斷面剖面曲線的平整性，直接反映車輛行駛的舒適度及路面的安全性和使用期限。根據F.10.JTG F80-1—2004《公路工程質量檢驗評定標準》（第一冊 土建工程）的規定，使用連續式平整度儀測得的平整度不大于1.2 mm，表5的平整度評定合格；

④構造深度是表征路面粗糙度的主要指標，主要用于評定路面表面的宏觀粗糙程度、抗滑性能。表5的構造深度滿足JTJ D50—2006《公路瀝青路面設計規范》技術要求，表明路面排水性能及抗滑性良好；

⑤擺式摩擦系數是表征路面在潮濕狀態下的抗滑能力的綜合性指標，它與路面抗滑性能、噪聲等都有一定關系，表5的擺式摩擦系數滿足JTJ D50—2006 技術要求，表明路面抗滑性良好；

⑥滲水系數表征路面表面層的抗滲水能力，直接影響瀝青路面的使用性能和壽命，滲水系數越大，路面抗滲水能力越小，容易出現松散、掉粒、唧漿等水損害病害，繼而產生結構性病害。根據JTG F80/1—2004 規定不大于300 mL/min，表5的滲水系數遠小于技術要求，表明路面的抗滲水能力很好。

以上結果綜合表明春風塔河90A 瀝青混合料現場鋪筑效果良好。

3.3 路面質量跟蹤

察都公路通車兩年后，對試驗路進行路面質量跟蹤觀測，采用CICS 檢測車進行連續檢測，CICS 檢測車以60 km/h 沿行車道方向移動，檢測得到平整度、車轍及構造深度等技術指標數據，通過對原始檢測數據進行匯總整理和分析，形成綜合評價指標，結果見表6。

表6 路面質量跟蹤檢測結果

由表6可以看出，經過兩個凍融循環后，察都二標試驗路的平整度、車轍都滿足JTG H20—2007《公路技術狀況評定標準》技術要求，構造深度滿足JTJ D50—2006 技術要求，表明春風塔河90A 瀝青經過兩年的自然環境和車輛荷載作用后，抗車轍性能、抗滑性能、舒適性能都滿足相應技術要求，用于新疆夏熱冬寒冷區有較好的路用性能。

4 結論

（1）春風塔河90A 瀝青具有動力黏度、低溫延度和殘留針入度比等關鍵指標優異，且溫度敏感性好、高溫性能好、低溫下的松弛性能和耐熱老化性能優良等優點。

（2）春風塔河90A 瀝青 AC-16C 混合料各項指標均滿足JTG F40—2004 技術要求，其中動穩定度高達5 510 次/mm，低溫彎曲破壞應變超過冬寒區2 300με 的技術要求，高、低溫性能尤其突出，適合在氣候差異大的新疆地區應用。

（3）春風塔河90A 瀝青鋪筑的察都二標試驗路路面鋪筑效果良好，路面彎沉、壓實度、平整度、摩擦系數、構造深度、滲水系數等技術指標均滿足相應技術要求，路面具有良好的抗車轍性能、抗滑性能及舒適性能。經過兩個凍融期后的質量跟蹤觀測，路面保持較好的使用性能，表明該瀝青品種適用于新疆夏熱冬寒冷地區。