硫磺沥青在国省干线公路养护工程中的应用

许世勇

（贵州省都匀公路管理局，贵州 都匀 558000）

贵州省地处云贵高原，属山岭重丘区，地形地貌地质复杂多变。贵州属西部欠发达省份，经济相对落后，对国省干线公路养护的投入资金较少，养护工程沥青路面厚度普遍较溥（2～6cm），部分路段由于超载车辆较多，路面的使用寿命快速降低。通过在沥青混合料中添加一定量的硫磺沥青改性剂（Thiopave)，由于贵州有开阳和瓮福两大磷矿基地，每年出产大量的硫磺，价格比沥青低，故可在不增加成本的情况下，增加沥青混合料的强度和高温稳定性，提高路面的抗车辙能力，大幅延长路面的使用寿命。

1 硫磺沥青（Thiopave)的特点

Thiopave是由硫磺、复配增塑剂、烟雾抑制剂等组成的硫磺沥青混合料改性剂，主要成份为硫磺，在沥青混合料生产拌和中添加（Thiopave)，可替代部分沥青用量（替代率20～35%），减少沥青混合料的沥青用量。一方面它属于温拌产品，沥青混合料的拌和温度不高于145℃，一般采用130℃为混合料生产控制温度，比其它沥青混合料平均低20～30℃，节约混合料生产过程中的燃料消耗；另一方面Thiopave比沥青便宜，从而使硫磺沥青混合料成本低于普通沥青混合料。硫磺沥青混合料的动稳定度可达2400～2600次/mm，远远大于普通沥青混合料规范1000次/mm的要求，低温性能保持不变，大幅提高沥青路面的抗车辙能力。

2 在国省干线公路养护工程中的应用

2.1 试验路段的选择

根据我局管养公路的特点，在2013年开展的3km油路中修工程应用研究上，具体桩号方案见表1。试验路段选取在一般路况、急弯陡坡、重载交通、低温高寒等具有较明显特性的路段，以检验和掌握硫磺沥青路面的适应能力，熟练掌握沥青用量、混合料配合比、施工工艺等方面的参数，为今后的推广应用打下基础。

表1 试验路段一览表

2.2 材料和配合比的确定

经过对油路中修工程进行分析，确定硫磺沥青混合料采用AC-13结构。

（1）原材料。砂石材料采用石灰岩加工，沥青为茂名90＃沥青，各种集料及沥青试验结果见表2、3。

表2 集料及沥青密度试验结果

（2）混合料配合比。经过试验验证，硫磺沥青混和料最佳油石比为5．4%，Thiopave和沥青的重量比为35：65，Thiopave用量为 2．26%，沥青用量为 4．19%，沥青混合料验证配合比结果见表4～7。

表3 各种集料和矿粉的筛分结果

表4 矿料配合比及油石比

表5 级配设计组成结果

表6 最佳油石比下的浸水马歇尔检验

表7 最佳结合料用量下的车辙检验

2.3 硫磺沥青（Thiopave）路面的施工控制要点

硫磺沥青（Thiopave）混合料的生产和摊铺均严格按照《公路沥青路面施工技术规范》要求进行，根据硫磺沥青的固有特性，在施工时特别加强了以下几个环节：一是施工前对全体人员进行岗前培训，充分了解硫磺沥青混合料的特性；二是加强对混合料的拌和温度、摊铺温度、初压终压温度的检测和控制（拌和温度控制在130℃，摊铺温度120～130℃，初压温度为110～130℃，终压温度为70℃以上，终压温度最低不得低于50℃）；三是为保证压实效果，宜采用自重大于10t的重型压路机；四是初压采用12t以上钢轮压路机，前静后振方式碾压2遍，初压尽可能在高温时完成，复压采用26～30t胶轮压路机静压4～6遍，终压采用10t以上钢轮静压1～2遍，碾压速度均为4km/h以下，钢轮压路机尽量少洒水，建议胶轮压路机的隔离剂采用菜油、水和洗衣粉的混合液；五是为了减少硫磺沥青生产和摊铺时的异味，最好添加W3除味剂（占Thiopave重量的2%左右），生产工作人员须戴口罩，并做好安全防护，尽量避免皮肤和眼睛同混合料直接接触，如有不适应及时用清水冲洗；六是Thiopave颗粒遇火会燃烧，储存地点严禁烟火，堆放除味剂需防水。

2.4 完工检测

硫磺沥青试验路段3km完工后，经钻芯取样检测，厚度满足设计要求，国际平整度指数（mm/km）为 4．26～4．85，符合规范要求，压实度为 96．7～99．42%（大于 96%），马歇尔稳定度（kN)12．5～13．5(均大于 5kN），浸水残留稳定度（%）84．6～85．6（均大于 80%），车辙试验动稳定度（次/mm）2400～2600（均大于1000次/mm），油石比为（%）4．4～4．5，各项指标均满足要求，路面平整度密实，经验收达合格以上质量等级。

3 后期跟踪情况和评价

在该试验路段竣工验收后4个月和8个月，分别进行了2次观测，国际平整度指数略有增加，但实测值均小于5mm/km，路面病害率小于1%（通过实际调查，病害均由于基层原因引起）。经过分析认为：硫磺沥青（Thiopave）生产时拌和温度下降约30℃，节约混合料生产过程中的燃料消耗，减少25%左右的CO2排放量，显著提高沥青混合料的强度和高温稳定度，低温性能未见改变，在道路使用周期内可以节约20%左右的成本。

4 结语

在试验路段完工后，我局后续将硫磺沥青

（Thiopave）应用于油路大中修工程达40km，在不增加成本的情况下，提高了路面的抗车辙能力，熟练掌握硫磺沥青（Thiopave）的基本性能、施工工艺、质量管理等方面的参数，为我局的国省干线公路养护工程的决策提供了新选项，取得较好的经济和社会效益。

[1]交通部公路科学研究院．JTG F40-2004，公路工程沥青路面施工技术规范[S]．北京：人民交通出版社，2005．

[2]交通部公路科学研究院．JTG E20-2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S]．北京：人民交通出版社，2011．

[3]交通部公路科学研究院．JTG E42-2005，公路工程集料试验规程[S]．北京：人民交通出版社，2005．

[4]交通部公路科学研究院．JTG F80/1-2004，公路工程质量检验评定标准第一册[S]．北京：人民交通出版社，2004．