硅藻岩沥青复合改性在老挝13号公路的应用

杨启茂

（云南阳光道桥股份有限公司，云南 昆明 650200）

0 引言

老挝13号公路是贯穿老挝南北的交通主干道，南联柬埔寨，经万象、万荣、琅布拉邦、乌多姆赛至我国磨憨口岸，为改善中老两国互联互通道路状况，满足两国经济贸易发展需要，中国政府结合万象至磨憨口岸13号公路的状况，通过“双优”在原有道路上修复拓宽建设乌多姆赛至巴蒙段81.5km公路，项目由云南阳光道桥股份有限公司进行EPC总承包施工。沥青路面施工结合立项的“硅藻复合改性沥青混合料关键技术研究及扩大应用”研究成果，将硅藻岩沥青复合改性进行了应用，取得了技术与经济的优良效果。

1 工程概况

项目位于老挝北部山区和热带季风气候地区，植被繁茂覆盖率达90%以上，气温高，全年分为旱季和雨季。每年5-10月为雨季，平均气温24.2℃，雨量充沛，年均降雨量1700mm多，气候炎热湿润。11月至次年4月为旱季，平均气温27.3℃，全年4月份最热，月平均气温为29℃，12月份最凉，月平均气温为24℃。项目设计路面宽度7m。路面结构为5cm厚沥青混凝土AC-16C+粘层+0.6cm碎石封层+透层+20cm厚水泥稳定基层+15cm厚碎石底基层［1］。鉴于项目处于高温、多雨、潮湿、纵坡大、平曲线半径小、沥青面层薄等特点，为确保项目质量，采用硅藻岩沥青复合改性沥青混凝土铺筑。

2 硅藻岩沥青复配

为便于硅藻土和岩沥青在国外工程中添加，试验室小样制备时对岩沥青和硅藻土进行性能检测，目标配合比经批准，在国内对硅藻土和岩沥青复配，工艺如下：

一是复配采用带有螺旋输料器的拌合锅，内有搅拌齿轮。先将硅藻土通过投料口加入，通过螺旋输料器输送至搅拌锅内，在按确定的比例投入岩沥青。

二是待岩沥青通过输料器输入到搅拌锅内，在搅拌锅内搅拌最小5min，以保证硅藻土和岩沥青混合均匀。在搅拌锅的端头下方有计量装置按钮，按照事先设定的数量进行硅藻岩沥青复合后的分装。

3 生产配合比调试

项目石场在K96+500处，沥青为泰国标准的泰普克60-70号道路石油沥青。现场对硅藻岩沥青复合改性剂进行了生产配合比调试：

3.1 原材料试验

1）沥青。采用泰普克60-70道路石油沥青，经试验，针入度、软化点、延度指标符合国内70号道路石油沥青标准。

2）集料。对拌和站的冷料和热料进行筛分、密度以及冷热料、4#料的砂当量等指标试验，满足设计文件［1］规定要求。

3.2 配合比设计

配合比设计按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）AC-16C的要求进行。表1为级配矿料比例，表2是矿料合成级配。

配合比采用在国内复配好的硅藻岩沥青改性剂，按设计级配矿料比例，采用 4.4%、4.7%、5.0% 3个沥青用量进行马歇尔试验，结果见表3。

根据设计经验及现场拌合实际情况，取4.6%为沥青用量。4.6%沥青用量下的马歇尔试样结果主要指标为：实测密度2.433g/cm3；理论密度2.529g/cm3；空隙率3.8%；稳定度11KN；流值3.2mm；粉胶比1.646；动稳定度试验结果为6 279次/mm。

表1 级配矿料比例

表2 矿料合成级配

表3 各沥青用量马歇尔指标值

4 试验路段铺筑及检测

试验路段选择在K2+000 - +200处，拌和楼在拌和时直接添加硅藻复合改性剂，拌和楼出料后按正常沥青路面铺筑要求实施。

4.1 改性剂添加投料方式

沥青拌合楼为意大利进口3000型，无粉料投料仓及螺旋输料设备，但在拌和楼拌锅附近有60cm×40cm的活动小窗，直接与拌锅相连，硅藻岩沥青复合改性剂从该小窗人工投放。

1）复改硅藻土品质。每批到场的硅藻岩沥青复合改性剂应观察颜色，正常的硅藻岩沥青复合改性剂呈黑色或者褐黑色，应与现场堆放呈白色或者灰白色的硅藻精土进行区分。每批次硅藻岩沥青复合改性剂到场后进行硅藻岩沥青复合改性剂含水量检测，要求含水量≤5%，同时将硅藻岩沥青复合改性剂掺入混合料中进行动稳定度检测，保证DS＞6 000次/mm。

2） 添加量。按拌和能力及配合比提前称量分装，按规定数量投入，投入时现场设置两人，便于复核监督，确保投放准确无误。对有条件的拌和楼，应安装自动添加设备。

3）混合料拌制。由于硅藻岩沥青复合改性剂为粉末状材料，按室内马歇尔试验拌和时间测试，拌和时当热料加入拌锅的同时加入硅藻岩沥青复合改性剂，拌和时间不得小于50s，拌和至混合料均匀、无花白料，拌和、出料温度按照改性沥青混合料的要求进行控制。

4.2 试验路段铺筑

试验路段铺筑后对路面进行各项指标检测，符合要求后正式铺筑。

1）硅藻岩沥青改性剂投放及拌和。在拌和锅加入矿料的同时从拌和机观察口一次性将硅藻岩沥青复合改性剂全部投入拌和楼中，需额外延长拌和时间5-10s，即总拌和时间为50s，1-2s后喷入沥青一起拌和后出料。

2）混合料运输。运料车采用专用保温车运输，注意保温、防雨、防污染，若混合料不符合施工温度要求，或结成团块、遭雨淋的不铺筑。运料车每次使用前后清扫干净，在车厢板上涂一薄层防止沥青黏结的隔离剂或防黏剂。

3）混合料的摊铺与碾压。铺筑硅藻岩沥青复合改性沥青混合料面层时，保证人员机械配备合理、分工明确，有序组织，拌和能力与摊铺速度协调，严格控制各阶段料温，摊铺过程不停机。配置2台8 t双钢轮、1台20 t的胶轮压路机，1台钢轮按初压、振压各1遍，速度1.5-2 km/h；胶轮静压4遍，速度3.5-4.5 km/h；另一台钢轮静压2遍，速度2.5-3.5 km/h；均以缓慢均匀速度碾压。

4.3 试验路段施工质量检测

在试验路铺筑完成后，进行全面检测评价，检测结果证明，硅藻岩沥青复合改性沥青混合料各项指标符合路面设计［1］指标要求，试验路取得了良好效果。

1）试验路钻芯取样。在拌和楼对沥青混合料取样，并对试验路进行钻芯取样9个，厚度在5.0-6.5cm之间，平均厚度5.9cm；毛体积平均值2.414 g/cm3；最大理论密度2.529 g/cm3；芯样空隙率在4.5%-5.5%之间，实现了有效质量控制。

2） 压实度检测结果。在试验路的压实度检测中，除了少数钻取几个芯样检测压实度外，大量采用无核密度仪检测和控制压实度的无损检测方式，以减少对路面的人为损坏。随机抽取16个点，压实度在93.4%-95.6%之间，压实度控制较好，压实均匀性也得到较好保证。

3）渗水系数检测结果。除采用无核密度仪控制压实度外，还采用渗水系数法加强对压实度的控制，以保证路面的残留空隙率符合预期要求。试验路渗水系数检测15个点，在80.5-140.9 mL/min之间。渗水系数小，效果佳。

4）构造深度检测结果。项目在多雨地区，为保证面层抗滑构造深度，以铺砂法进行测定，确保抗滑符合预期要求。试验路检测15个点，在0.59-0.68mm之间。构造深度均满足降雨量＞1 000mm时构造深度≥0.55mm的要求。

表4 K0+000 - K2+000、K37+010 - K81+478路段检测结果

表5 K2+000 - K37+010路段检测数据

5 项目回访

项目2年缺陷责任期满时，进行回访检测。主要检测平整度、构造深度、车辙、摩擦系数、渗水指标。

1）回访检测情况。回访检测时，按纵坡大小进行分段检测，K2+000-K37+010纵坡较大，增加了渗水及摆式摩擦值检测，结果见表4、表5。

从检测结果来看，平整度指标合格率维持较高水平，反映抗滑性能的构造深度指标参考《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）中规定评定，合格率高，说明路面抗滑性能较好，各检测指标值及合格率均比较理想。

2）达到要求。通过对硅藻岩沥青复合改性沥青混凝土路平整度、构造深度及车辙指标检测可知，各项检测指标符合设计要求，项目通过2年的运营，各项指标值及合格率良好。

经过本项目的应用，“硅藻复合改性沥青混合料关键技术研究及扩大应用”课题研究成果可以用于高温、多雨、潮湿、沥青面层厚度低于5.5cm的半刚性沥青路面，对东南亚、东盟国家和中老、中缅经济走廊沥青路面建设和我省道路建设具有技术支撑作用。