特立尼达湖沥青与SBS 改性沥青在长大纵坡路段的应用效果比较

叶阿英

(漳州市通顺交通建设有限公司，漳州 363005)

特立尼达湖沥青(简称TLA)是产自南美洲特立尼达湖的一种天然沥青，经过几千万年长的时间，在地壳压力和高温的作用下充分氧化而形成的，其特性是特别坚硬、软化点较高、针入度较小、热稳定性好，有关工程实践表明能有效延长路面的使用寿命。

SBS 改性沥青是以基质沥青为原料， 加入一定比例的SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)改性剂而形成的。 SBS 特殊的分子结构使其能与沥青基质形成空间立体网络结构，从而有效地改善沥青的温度性能、拉伸性能、弹性、内聚附着性能、混合料的稳定性、耐老化性。

本文依托国道324 线漳浦路段路面加铺改建工程，综合考虑福建地区高温多雨的气候环境、地方材料、重载交通特性和路况条件，从材料性能、配合比设计、施工控制等方面对TLA 和SBS 改性沥青进行对比分析。

1 项目概况

福建省高温多雨，地形复杂。国道324 线交通量大且重载车辆多，原结构为水泥混凝土路面，经多年运营后出现了断板、错台、破碎、沉陷等多种类型的病害。为进一步提升公路状况和行车舒适性， 近年陆续进行了水泥路面加铺沥青混合料改造。

G324 线漳浦长桥路段(K355+300～K356+300)坡长而陡(最大坡度6.64%)，经交通量分析和轴载调查发现，本路段中小型货车比例较高，达67%，大货车及拖挂车比例适中，但载货较重。计算得出设计年限内的累计标准当量轴次为1612 万次，属重交通等级。 为提升路面结构的抗剪切变形能力，避免在加铺沥青后出现车辙、层间滑移、拥包等早期破坏现象， 在该路段左幅的下面层尝试采用了特立尼达湖沥青(TLA)，并与常用的SBS 改性沥青路段进行了对比分析。 具体路面结构见表1。

表1 长大纵坡路段路面结构

2 原材料

2.1 沥青

本路段左幅采用TLA 改性沥青， 选用壳牌70 号沥青做基质沥青，TLA 参考用量不小于40%，针入度等级为TMA-30。 右幅采用SBS(I-D)改性沥青。 两种沥青的检测结果对比如表2 所示。

表2 两种沥青技术指标对比

2.2 集料

本路段左右幅采用相同的集料及矿粉， 矿料分级见表3。 其中针对该路段高温多雨的气候条件和重交通特性，对该层中粗集料的多项技术指标都提出了更高要求。如： 粗集料初始粘附等级不小于4 级， 压碎值不大于20%，混合料针片状颗粒含量不大于15%。 经检测，所有矿料均符合规范要求[1]。

表3 采用的集料(热料)及矿料

2.3 配合比

经配合比设计试验， 本路段左右幅采用相同的AC-20C 生产配合比，具体信息见表4。

表4 下面层AC-20C 生产配合比主要参数

3 混合料性能指标

3.1 成型温度

同温度下TLA 改性沥青的粘度较大，其混合料成型温度较高，TLA(TMA-30)AC-20C 和SBS(I-D)改性AC-20C 试件的马歇尔成型温度对比如图1。 由图可见，2 种试件成型温度分别在168℃～173℃和162℃～164℃， 前者的成型温度较后者高了6℃～9℃。 因此为保证路面压实度，TLA(TMA-30)AC-20C 混合料在施工时的碾压温度要求较高，有效碾压时间较短，对施工工序搭接要求较高。

图1 2 种沥青混合料马歇尔成型温度对比

3.2 动稳定度

通过车辙试验对TLA(TMA-30)AC-20C 和SBS(I-D)改性AC-20C 的动稳定度进行对比，具体结果如表5。 由表可见，两者的动稳定度均远超规范要求，但前者的动稳定度数值比后者更高，表现出了更好的高温稳定性，更适用于高温炎热地区。同时，也有利于缓解长大纵坡路段的易出现的车辙、拥包等问题。

表5 2 种沥青AC-20C 混合料动稳定度

4 试验段施工

4.1 SBS 改性乳化沥青粘层施工

封闭交通， 彻底清理干净路面。 准备好合格的SBS 改性乳化沥青， 粘层沥青用量按纯乳化沥青用量0.3～0.6 kg/m2进行洒布， 增强层间粘结， 提高路面结构强度[1]。

4.2 混合料的生产及运输

根据特立尼达湖沥青的属性， 特别要注意沥青加热温度及拌和温度均比SBS 改性沥青高5℃～10℃。 温度控制尤为重要，直接影响到混合料摊铺及压实效果。通过试验段总结了两种沥青混合料的生产及施工温度， 具体见表6。 运输过程中要求运输车辆采用双层覆盖保温，覆盖严密[1]。

表6 2 种沥青AC-20C 生产温度控制范围

4.3 混合料现场摊铺及碾压成型

施工中采用1 台沃尔沃“ABG 423”沥青摊铺机半幅摊铺，使用平衡梁控制厚度和高程，摊铺速度为3 m/min，精细摊铺[1]。 摊铺温度严格按表6 要求执行，并安排专人进行现场管控。在两个试验段分别进行取样检测，检测结果对比如表7。 其中TLA(TMA-30)AC-20C 混合料比SBS(I-D)AC-20C 混合料的稳定度和浸水马歇尔试验残留稳定度都偏高一些，表现出更好的水稳定性。

表7 2 种沥青混合料检测指标

4.4 经济性对比

通过成本计算，对TLA(TMA-30)AC-20C 混凝土和SBS (I-D)AC-20C 混凝土的经济性进行对比分析(表8)。通过对各项费用的对比分析， 发现相对于SBS 改性沥青混合料而言，TLA 改性沥青混合料中的沥青成本较低，混合料加热拌和成本稍高一些，施工台班费用较高，合计成本SBS I-D 沥青混凝土稍高一些，但两者差距不大，经济性相当。

表8 2 种沥青混合料的经济性对比

5 完工后检测指标及通车后现状

按设计图纸及JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》要求进行试验检测，重点检测了路面的厚度、平整度、压实度及动稳定度[2]，结果如表9。 从现场取样制作试件检测结果对比得出，TLA(TMA-30)AC-20C 混凝土和SBS(I-D)AC-20C 混凝土的各项指标都满足设计要求。 前者的动稳定度值相对较高，抗车辙能力更强，在长陡坡重载情况下，路面的抗剪切变形能力更强。

表9 2 种沥青混合料芯样检测结果

该路段于2016 年10 月建成通车，至今已将近4 年，状况良好(图2)。 在2019 年底曾采用多功能路况快速检测系统(CiCS)对该路段的路面使用性能指数PQI、路面损坏状况指数PCI、 路面行驶质量指数RQI 进行检测和评定[2]。 经评定，国道324 线K355+300～K356+300 段左幅(TLA 路段)和右幅(SBS 改性沥青段)的路面使用性能指数PQI 分别为98.62 和98.75，两者几乎相同，均处于优等水平，路面使用状况良好。

图2 G324 漳浦长桥段现状

6 结语

本文通过对国道324 线长大纵坡路段两种沥青混合料的使用情况进行对比分析，得出如下结论：

(1)特立尼达湖沥青改性AC-20C 混合料的动稳定度和浸水马歇尔试验残留稳定度均比SBS 改性AC-20C 混合料更高，更适用于高温多雨的福建地区，并有利于缓解长大纵坡路段的车辙、拥包、水损害等早期病害。

(2)SBS 改性沥青混合料的施工和易性较好， 且工艺成熟，现场质量较有保证。TLA 改性沥青混合料成型温度较高，有效碾压时间短。若碾压温度低于160℃，则压实度很难达到设计要求，是施工控制的重点和难点。施工过程中应保证工序有效衔接，选择合适的摊铺机，避免低温时段施工，并在摊铺后尽快完成碾压。

(3)该路段通车近4 年，路用性能保持良好，说明两种沥青混合料均能满足长大纵坡的使用要求。

(4)2 种沥青混合料的经济性基本相当， 当TLA 施工工艺较为成熟时，经济性会更加显著。