湖瀝青改性瀝青路面施工質量控制探析

摘要 為探索瀝青路面施工中湖瀝青改性瀝青應用要點及施工控制思路，以某公路工程為例，分別對原材料質量控制及配合比設計展開分析，在此基礎上，從混合料拌和及運輸、攤鋪及碾壓等方面對施工過程控制要點進行分析研究。結果表明：湖瀝青改性瀝青路面在材料性能、配合比、混合料拌和、攤碾施工方面均與聚合物改性瀝青存在差異；通過施工控制措施的應用，可使湖瀝青改性瀝青路用性能得到較好發揮，所得出的施工工藝及參數取值可作為應用參考。

關鍵詞 湖瀝青；改性瀝青；路面施工；質量控制

中圖分類號 U414 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）19-0139-03

0 引言

隨著當前公路運行中重型重載交通的日益增多，普通瀝青材料已經無法滿足公路運載要求。在瀝青材料中添加聚合物改性劑能較好改進瀝青力學性能，但聚合物改性劑和瀝青的相溶性并不理想，對剪切設備性能及運輸、儲存均有較高要求，對改性瀝青的應用形成一定限制。湖瀝青作為天然瀝青，物化特性與普通瀝青材料完全一致，作為改性劑使用后能與普通瀝青較好混溶，使改性后瀝青材料使用性能顯著提升。湖瀝青改性瀝青制備過程在攪拌缸內即可完成，過程簡便，成本低，性能優異，具有較好的經濟效益和社會效益。基于此，該文對湖瀝青改性瀝青在路面施工中的應用過程及施工控制要點展開分析研究，以期為此類改性瀝青的推廣應用提供借鑒參考。

1 工程概況

某公路按照雙向四車道等級建造，路面寬23.5 m，路基寬28.0 m，瀝青混凝土路面，路面結構為5 cm厚AC-13C改性瀝青上面層、6 cm厚AC-20C中面層、7 cm厚AC-25C下面層、36 cm厚水穩碎石基層、20 cm厚水穩碎石底基層。考慮所在公路段交通量日益增大，對瀝青路面造成嚴峻挑戰，必須探索一種性能優良、成本節省的瀝青材料。

2 湖瀝青改性瀝青原材料質量控制

2.1 瀝青質量控制

（1）基質瀝青。基質瀝青是制備湖瀝青改性瀝青的基礎材料。該公路試驗段主要采用AH-70#道路石油瀝青，其25℃針入度為70（0.1 mm），10℃和15℃延度為40.1 cm和140 cm，軟化點47.5℃，密度1.014 g/cm3。各項性能滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004）要求且相對穩定。

（2）湖瀝青。湖瀝青天然瀝青25℃針入度為3.4（0.1 mm），密度1.404 g/cm3，軟化點112℃，灰分含量35.4%。基本性能完全符合規范要求且十分穩定。

（3）湖瀝青改性瀝青。為獲得最適宜的湖瀝青摻量，擬定出25%、30%、35%、40%等摻加比例，展開瀝青老化試驗及黏度試驗。結果見表1。綜合試驗結果，將湖瀝青摻加比例控制在20%～35%之間，以較好改善基質瀝青高溫性能和抗老化性能。

2.2 集料質量控制

粗集料選用粒徑在2.36 mm以上的石灰巖碎石料，顆粒形狀好，耐磨，干燥潔凈，質硬，無雜質，無風化。細集料為粒徑0～3 mm的石灰巖機制砂。礦粉為石灰巖堿性石料磨細而成。各規格集料質量性能符合規范及技術要求。

3 湖瀝青改性瀝青配合比控制

3.1 目標配合比

按照設計礦料比配料后制備不同油石比試件并展開馬歇爾穩定度試驗。結果見表2。在試驗結果中找出理論相對密度峰值、穩定度峰值、瀝青飽和度峰值及孔隙率中值以及范圍中值對應的油石比，其均值即為最佳油石比初始值。在此基礎上計算滿足湖瀝青改性瀝青混合料性能的油石比范圍，求取其油石比中值[1]。根據《公路瀝青路面設計規范》（JTG D50—2004）及工程實際計算最佳油石比。

根據分析結果，AC-20C級配湖瀝青改性瀝青混合料配合比應為1#（10～20 mm）∶2#（5～10 mm）∶3#（3

～5 mm）∶4#（0～3 mm）∶礦粉=37%∶27%∶9%∶

25%∶2%；最佳油石比為5.0%。

3.2 湖瀝青改性瀝青混合料檢驗

為檢測AC-20C級配湖瀝青改性瀝青混合料水穩性、高低溫穩定性，按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG E20—2011）要求開展馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗及車轍試驗。根據試驗結果，在最佳油石比下此類混合料馬歇爾穩定度、浸水馬歇爾穩定度取19.95 kN和17.78 kN，殘留穩定度為90.1%；劈裂強度為2.018 9 MPa，凍融劈裂抗拉強度比取88.7%；動穩定度均值為5 715次/mm；跨中撓度取0.538 mm，抗彎拉強度為9.64 MPa，勁度模量取3 408.1 MPa，破壞應變達到3 839.4 με。各項性能均滿足規范要求，湖瀝青改性瀝青混合料路用性能優良。

4 瀝青路面施工過程控制

4.1 湖瀝青改性瀝青混合料拌和過程控制

湖瀝青改性瀝青混合料含灰分，故拌和時間應控制在45 s左右，干拌和時間和濕拌和時間分別為5 s和40 s，防止因拌和時間的延長而引起材料老化。通常在運料車上使用溫度計測量混合料溫度，測量深度應達到15 mm。若采用槍式溫度器，則在卸料時展開料溫測量。

對于制備好的湖瀝青改性瀝青混合料必須取樣送至工地試驗室，檢驗各項性能、級配及油石比[2]。具體要求見表3。

湖瀝青改性瀝青中灰分成分易沉淀，故暫停攪拌、靜置必然影響瀝青性能質量。此類混合料運輸必須采用帶攪拌裝置的保溫運輸車，運輸途中不間斷攪拌，避免灰分沉淀，同時保證湖瀝青改性瀝青混合料均勻性。

4.2 混合料運輸控制

湖瀝青改性瀝青混合料運輸車的配置數量應根據運輸距離、行車速度、攤鋪機工作性能等綜合確定，保證攤鋪機前待卸料車輛始終達到4～5輛。隨著攤鋪過程的持續推進，混合料運輸距離必將發生改變，應相應調整運輸車數量和攤鋪機施工能力。

逐車檢測混合料出廠和到場溫度，并保證溫差不超出5℃。為方便測溫，每輛運輸車中部均應預留測溫孔。裝料前全面清理車廂內部，確保干凈整潔，并在車廂內壁均勻涂抹一層油水混合液，防止黏料。為避免集料離析，在裝料時運輸車應前后移動。裝料后應立即覆蓋雙層篷布，防塵保溫。

4.3 攤鋪質量控制

在攤鋪開始前通過高壓風槍徹底清理待攤鋪底層，防止雜物、塵土、松散集料影響攤鋪質量。對于攤鋪底層存在的漏洞、坑槽，必須使用適宜材料修補。

湖瀝青改性瀝青混合料攤鋪溫度應不超出170～180℃。調整料位器并確保料門開度和連接板送料器轉速的匹配性。湖瀝青改性瀝青松鋪系數應按1.15～1.25控制，并根據施工進度相應調整，邊角區域松鋪系數可適當放松至1.25～1.35之間。

攤鋪機熨平板溫度應始終保持在85℃以上，按照中強級設置機械夯實等級；熨平板必須緊密拼接，避免縫隙中卡入集料而在攤鋪面層上留下劃痕。借助平衡梁而非鋼絲控制上面層厚度和平整度。

為避免2輛攤鋪機并排聯合作業而留下縱向接縫，影響路面平整度，該公路段湖瀝青改性瀝青路面攤鋪采用DT1600型全幅攤鋪機。此機械攤鋪寬度、攤鋪厚度、攤鋪速度峰值為16 m、50 cm和14.3 m/min，同時具有二次攪拌功能，單機寬幅及抗集料離析性能優異，攤鋪密實度可達到88%及以上[3]。

攤鋪后在K53+251樁號處左幅、中幅、右幅隨機取樣并展開混合料篩分試驗，以檢測湖瀝青改性瀝青混合料均勻性和離析控制效果。結果見表4。據此得知，左幅、中幅、右幅4.75 mm、9.5 mm及13.2 mm篩孔通過的質量百分率差異較大，但最大差值并未突破級配范圍，充分說明試驗段湖瀝青改性瀝青路面通過攤鋪機械選用，螺旋布料埋深、調節轉速等參數的優化設置，取得了較好的集料離析控制效果[4]。

4.4 碾壓過程控制

在壓實機械配置方面，應配備2臺16 t膠輪壓路機和6臺鋼輪振動壓路機，碾壓速度按照3.0 m/min控制。碾壓施工按初壓、復壓和終壓等階段展開。初壓階段，由鋼輪振動壓路機碾壓2遍，靜壓前進，振壓返回，以較高穩固混合料；復壓階段，由鋼輪振動壓路機振壓2遍后，再由膠輪壓路機靜壓3遍，以使湖瀝青改性瀝青路面充分密實成形；終壓階段，由鋼輪振動壓路機靜壓1遍收光，以消除輪跡，提升壓實面平整度。

為取得較好的壓實效果，鋼輪振動壓路機振幅和振頻必須與攤鋪厚度相匹配[5]。試驗段上面層主要展開高頻、低幅碾壓，壓路機振頻和振幅分別按45 Hz和3.5 cm控制。

5 試驗段施工質量檢測

5.1 平整度檢測Mru63xPY64d7ced0gSl8EQ==

試驗段湖瀝青改性瀝青路面平整度通過平整度儀施測，儀器主要掛設于牽引車后部，釋放測定輪并啟動牽引車，待測路面平整度值通過記錄儀顯示。牽引車前進速度應控制在5.0～12.0 km/h范圍內；對于路線較短區域，應改用人力牽引平整度儀的施測方式。根據檢測結果，試驗段行車道平整度值位于0.47～0.52 mm之間；超車道平整度在0.44～0.50 mm之間。均不超出0.7 mm的設計上限。可見，試驗段碾壓工藝選用及碾壓參數取值均符合技術要求，取得了較好施工效果。

5.2 抗滑性能檢測

采用手工鋪砂法展開試驗段瀝青表面抗滑穩定性檢測。施測開始后，將既定體積砂料平鋪于路表測試點處，測量覆蓋面積；通過砂體積與覆蓋面積之比推算瀝青路面構造深度。根據取值情況看出，試驗段湖瀝青改性瀝青路面構造深度均值為0.810 mm，超出0.55 mm的設計要求，瀝青路面抗滑性能優良。

5.3 滲水性能檢測

通過路面滲水儀進行試驗段瀝青路面滲水性能檢測。根據測值，60 s、120 s及180 s后K53+250～K54+000試

試驗段各斷面路表滲水量平均達到100 ml、138.3 ml和124.67 ml，對應的滲水系數依次取0.0 ml/min、18.4 ml/min和11.7 ml/min，遠小于50 ml/min的規范限值。試驗段湖瀝青改性瀝青混合料配合比及施工工藝均合理適用，路面滲水性能優異。

6 結論

綜上所述，湖瀝青改性瀝青路面施工質量控制主要包括原材料質量控制、湖瀝青改性瀝青混合料配合比設計、施工過程控制等方面。就原材料質量控制而言，湖瀝青摻量應控制在瀝青質量的20%～35%，因材料中含灰分，易沉淀，故應加強攪拌，不宜長時間擱置。就混合料配合比設計而言，在5.0%的最佳油石比下，湖瀝青改性瀝青馬歇爾穩定度、劈裂強度、動穩定度取值均較高；就施工過程而言，使用DT1600型全幅攤鋪機，較好避免了縱向接縫的出現；膠輪壓路機在碾壓過程中的引入使湖瀝青改性瀝青路面壓實效果較好提升，集料破碎程度降低，工效提高。總之，以上控制措施在試驗段的應用取得了較好的路面施工效果，總結出的湖瀝青改性瀝青施工工藝在公路全線得到應用，為此類瀝青路面在當地的推廣積累了成功經驗。

參考文獻

[1]潘華良，易強，許湛成，等.TLA改性瀝青AC-25C型混合料路用性能研究[J].西部交通科技，2023（5）：56-58.

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[3]王亞，王顯光，張立文.特立尼達湖瀝青/熱塑性丁苯嵌段共聚物復合改性瀝青混合料改性機理及性能[J].科學技術與工程，2021（33）：14387-14392.

[4]李寧.TLA改性瀝青及其混合料路用性能研究[J].公路與汽運，2021（6）：65-68+73.

[5]張韶華，張麗娟.湖瀝青改性瀝青路用性能研究[J].建筑，2021（8）：70-73.

收稿日期：2024-07-05

作者簡介：王振（1985—），男，本科，工程師，從事于公路橋梁建設管理。