高富50号沥青在广东省高速公路的应用

刘宜聪

（广州新粤交通技术有限公司，广东 广州 510000）

高富50号沥青在广东省高速公路的应用

刘宜聪

（广州新粤交通技术有限公司，广东 广州 510000）

2010年，高富50号沥青在广东省的多条高速公路项目上得到广泛的应用，突破了局部试验段应用范围的限制，生产的技术水平及质量性能代表了量产情况下正常的水平，具有广泛的代表性。本文就高富50号沥青在生产、施工使用等各个环节对其进行质量跟踪，研究其性能指标，介绍了高富50号沥青的情况。

50号沥青；公路路面；技术应用

1 概述

50号沥青相对使用较普遍的70号沥青标号低，具有更好的抗高温抗车辙的性能，同时，广东省属于我国夏天炎热冬天温暖的气候分区，气候条件决定广东省对沥青路面抗低温开裂的要求不高，为50号沥青的广泛应用提供了客观基础，另外，此前50号沥青在个别试验路的应用也提供了经验基础。监于此，广州新粤沥青有限公司作为中油高富的战略合作单位，向省内多条高速推广应用50号沥青，2010年，湛徐、江肇、广珠西二期、广州南二环、韶赣等多条高速公路的柔性基层及沥青下面层均使用50号沥青，总用量超过11万吨，使50号沥青的应用真正走出了局部试验路段应用的范围限制。高富50号沥青的广泛应用，一方面使得广东省在50沥青路面新材料使用上向前迈出了一大步；另一方面，也积累了经验，为50号沥青的发展与改进提供的空间。

2 高富50号沥青的生产

中油高富利用其母公司中燃油公司在上游资源的优势，进口南美洲委内瑞拉环烷基具有含蜡量低、含硫高的BSD（玻斯坎）及MR16（玛端16）重质原油作为原料。由于50号沥青比70号沥青标号低，在低温延度指标上不及70号沥青优良，但我国《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）对1-4分区两种标号的沥青延度要求是相同的。因此，生产中，解决50号沥青10℃延度指标成为关键技术难点，造成50号沥青延度降低的主要原因是沥青里的胶质及沥青质含量较高，个别组分凝点偏高，在温度下降到一定程度时，达到了这些组分的凝点，这些组分就由液态向固态转变，生成结晶或发生玻璃化，一方面会减少沥青中可流动的液相分子数量，另一方面它们也会对其他可流动分子的移动产生影响；做拉伸试验时，当拉伸速度大于允许流动速度时，试件将发生断裂。经过厂家大量的试验研究，使用BSD及MR16的混合原料，用蒸馏法先深拔低于50号的沥青，然后再加入延度改进剂，延度改进剂是一种即能改善延度，又能平衡其他各项指标的改进剂。加入改进剂后，沥青芳香分比例增加，胶质、沥青质、饱和分比例下降，使胶体体系混溶性均匀性得到了改善，从而很好地解决延度不足的问题。结果见表1。

表1 高富50号性能指标

3 混合料性能指标

高富50号沥青由华南理工大学道路工程研究所进行了路用性能试验室评价，采用闪长岩石料及石灰岩磨细矿粉配制AC-25级配类型，通过马歇尔试验，确定目标配合比的最佳沥青用量（油石比）为4.1%,在此沥青含量下，各项体积指标见表2：

表2 AC-25体积指标

在最佳沥青用量下，还进行了水稳定性、高温稳定性、疲劳性能及低温性能检测。

①水稳定性 残留马歇尔稳定度为82.4%；冻融劈裂试验残留强度比为78.4%。②高温稳定性 高富50号沥青AC-25沥青混合料车辙试验结果动稳定度DS=3214次/mm。③疲劳性能 采用COOPER UN-14气动伺服试验系统和四分点弯曲疲劳试验装置测试了混合料的抗疲劳性能，试验温度为我国沥青路面设计规范规定的温度：15℃；应变水平为300微应变。结果见表3。④低温性能 采用小梁弯曲破坏试验在-10℃的条件进行了混合料抗低温性能测试，结果见表四；

表3 300微应变时50号沥青混合料应变控制疲劳试验结果

表4 沥青混合料小梁-10℃低温弯曲试验结果

沥青混合料试验结论：由于高富50号沥青应用于柔性基层及沥青下面层较常见，且AC-25型沥青混合料是悬浮密实型结构，能较好地反映沥青胶浆性能，因此对评价沥青路用性能具有较好代表性。从以上数据可以得出结论：用中油高富50号沥青制备的沥青混合料水稳定性能满足我国规范相关要求，高温稳定性满足车辙试验动稳定度技术要求，其疲劳性能优良，且低温抗裂性能较好。

4 高富50号沥青在高速公路上的应用

2010年，广东省在建的主要高速公路基本都使用了高富50号沥青，使用部分集中在沥青ATB基层、AC-25下面层、AC-20中面层。其中，湛徐使用3.2万吨，江肇使用3.3万吨，广珠西二期使用0.8万吨，广州南二环使用1.7万吨，韶赣使用1.5万吨，广梧使用0.8万吨，总用量达到11.3万吨。至目前看，各项目均已完成交工验收，质量状况良好。沥青是典型的温感材料，沥青的标号、品牌、产地、生产工艺的不同，沥青的温感特性也不同，这将影响沥青混合料的施工温度，包括拌和、摊铺及摊铺的温度。通过使用布氏旋转粘度试验，测得高富50号沥青的粘温曲线关系式为：y=128.43e-0.0405x，因此，50号沥青混合料拌和温度宜为162.9～168.8℃；压实温度宜为150.7～156.0℃，相比常见的70号沥青混合料，施工温度高10℃左右。从60℃粘度上看，50号沥青达到463.4 Pa.s的水平，较普通70号沥青220-240 Pa.s的水平高很多，所以，其混合料具有更高的动稳定度，相应也需要较高的施工温度。高富50号沥青在出厂时经过调配，使老化前后的10℃延度指标均能满足规范的要求，但指标的预留量不大；在施工中，经过出厂→仓储→施工工地的流程，中间经历运输、装卸、储存、降温升温等环节，使沥青进一步老化，因此，拌和使用前，出现了个别批次10℃延度指标低于规范要求的情况。为此，建设单位针对50号沥青的性能指标及广东省的气候条件，依据施工规范的要求，对10延度指标不作为施工质量检验指标。

5 小结及改进建议

5.1 高富50号沥青混合料高温稳定性明显优于70号沥青混合料，在夏季温度较高，夏季持续时间较长的地区，在华南地区，使用50号沥青铺筑路面的中、下面层及柔性基层是一个很好的选择。

5.2 出厂时为保证10℃延度指标合格，将针入度指标设置为52，如果针入进一步下降，那么延度指标难以达到规范要求。此时，高富50号沥青SHRP性能分级为PG64-22，众所周知，PG分级体系是美国战略公路研究计划的重要成果，对沥青胶结的评价及使用更为直观及科学。根据广东省的气候情况，对于低温等级，广东省各层沥青路面的沥青低温等级应要求达到PG-10，对于粤北地区如：连州、韶关、连平等地区沥青低温等级应要求达到PG-16。对于高温等级，中、上面层应采用PG70及以上的沥青材料，对于交通量大，重车多的高速公路，应根据实际情况考虑PG等级的“跳级”。对于下面层，可采用高温等级较中、上面层低一级的沥青材料。根据这种思路，厂家试验室调制了针入度为42的50号沥青，此时，对应老化前的10℃延度结果为7cm，老化后的10℃延度结果为1cm。同时，SHRP性能分级为PG70-16，即在低温等级上达到广东省气候条件的要高，在高温等级上，应用沥青下面层及基层，也能满足“跳级”要求。因此，为使50号沥青混合料性能的进一步发挥，在广东省使用时应充分考虑到规范里附注所提到的“10℃延度可作为选择性指标，也可不作为施工质量检验指标”，不应被具体的限值束缚。

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