摘要：山西省作為能源重化工基地，山陵重丘區(qū)較多，在荷載較大的新建高速公路表面層、中面層、長(zhǎng)大陡坡路段及高速公路大中修加鋪層中使用TLA改性瀝青，可以提高瀝青面層高溫抗車轍性能，增強(qiáng)低溫抗裂性能，減少水損壞。減輕重交通瀝青路面的早期破壞，延長(zhǎng)瀝青路面使用壽命，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。文章主要針時(shí)特立尼達(dá)湖瀝青混合料的路用性能進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：瀝青公路；路用性能；試驗(yàn)研究

中圖分類號(hào)：U447 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000-8136(2009)35-0071-02

特立尼達(dá)湖瀝青(TLA)摻加到石油瀝青中作為瀝青改性劑，得到TLA改性瀝青，TLA與基質(zhì)瀝青有較好的混融性，由瀝青質(zhì)、樹脂、油分和部分不溶的灰分組成，正是由于這些礦物質(zhì)具有堅(jiān)硬特點(diǎn)和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，從而使特立尼達(dá)湖瀝青具有了獨(dú)特的特點(diǎn)和性能。TLA改性瀝青具有良好的高溫穩(wěn)定性及低溫性能，相對(duì)于SBS等改性瀝青具有更為出色的錄用性能：耐老化、耐高溫、抗水損害、黏附力強(qiáng)。而且，其與基質(zhì)瀝青配合好，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便易行。TLA改性瀝青有以上突出的優(yōu)點(diǎn)，但缺乏TLA改性瀝青路用性能的系統(tǒng)的研究以及施工工藝研究。

1 瀝青混合料試驗(yàn)

1.1 配合比設(shè)計(jì)指標(biāo)

(1)穩(wěn)定度≥8 kN。

(2)流值20-40(0.1mm)。

(3)空隙率3％～5％。

1.2 油石比計(jì)算方法

TLA湖瀝青中含有一定量的灰分，這些灰分不僅使TLA湖瀝青具有了區(qū)別于其他改性瀝青的特點(diǎn)，也使其油石比計(jì)算方法有了特殊性。以下以1：3的摻量舉例說(shuō)明：

TLA中的成分：CS2可溶分(瀝青分) 54％

灰分 36％

其他(主要是結(jié)晶水) 10％

一份TLA改性瀝青中實(shí)有瀝青：75％+25％×54％=88.5％，也就是說(shuō)為了能使瀝青真正達(dá)到l，實(shí)際需要加入TLA改性瀝青I／0.885=1.13份(當(dāng)TLA摻量變?yōu)?0％時(shí)，實(shí)際需要摻入的瀝青為1.10份，依此類推計(jì)算)。

例如：設(shè)計(jì)油石為4.7％，實(shí)際需要加入的TLA改性瀝青油石比為4.7％×1.13=5.3％，其中：基質(zhì)瀝青5.3％×75％=4.0％，TLA天然瀝青5.3％×25％=1.3％，有效瀝青成分1.3％×54％=0.7％，灰分1.3％×36％=0.5％，實(shí)際瀝青用置為4.0％+0.7％=4.7％，同時(shí)在礦粉中扣除0.5％的用量即可。

1.3 試驗(yàn)方案及試驗(yàn)結(jié)果

按照J(rèn)TJ052--2000《瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行混合料最馬歇爾試驗(yàn)，普通瀝青混合料拌和溫度為160℃，成型溫度為145℃～155℃，改性瀝青拌和溫度為170℃，成型溫度為155℃～160℃。

1.3.1 試驗(yàn)方案一

以中海70#和90#重交通石油瀝青為基質(zhì)瀝青，TLA湖瀝青摻量為25％。采用AC-20、AC-13混合料進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)見表1。

由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出：

(1)中海AH-70#瀝青用TLA改性后，AC-20混合料的馬歇爾穩(wěn)定度從7.85 kN提高到10.28 kN。提高31％。

(2)采用中海90#改性瀝青的AC-20瀝青混合料穩(wěn)定度為10.17kN，略低于中海70#改性瀝青的10.28 kN。

(3)采用中海90#改性瀝青的AC-13瀝青混合料穩(wěn)定度達(dá)到10.87 kN，高出AC-20約7％。

1.3.2 試驗(yàn)方案二

以中海90#重交通瀝青為基質(zhì)瀝青。采用AC--20、AC-16兩種級(jí)配，摻25％、20％特立尼達(dá)湖瀝青，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)見表2。

由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出：

(1)相同級(jí)配條件下，中海AH-90#瀝青用TLA改性后，穩(wěn)定度提高，空隙率降低，但TLA湖瀝青摻量對(duì)檢測(cè)結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生太大影響。

(2)TLA湖瀝青摻量相同的條件下，AC-20級(jí)配與AC-16相比，穩(wěn)定度相當(dāng)，流值、飽和度小，密度大，最佳油石比大。

2 瀝青混合料路用性能研究

2.1 高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)

試驗(yàn)方案三：以中海90#重交瀝青為基質(zhì)瀝青，采用AC-20、AC-16兩種級(jí)配，分別摻25％、20％特立尼達(dá)湖瀝青，進(jìn)行車轍試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出：

(1)相同級(jí)配條件下，中海AH-90#瀝青經(jīng)TLA改性后。動(dòng)穩(wěn)定度大大提高，由1 541次／mm升高到2 721次／mm，提高77％，變形量由5.56mm降低為3.69mnl，下降約51％，可以看出，TLA湖瀝青可以有效改善混合料的高溫性能。

(2)相同級(jí)配條件下。對(duì)于AC-20級(jí)配，TLA湖瀝青摻量由20％提高為25％時(shí)，動(dòng)穩(wěn)定度由2 721次／mm升高到2 838次／mm，提高4.3％，變形量由3.69 mm降低為3.67 mm，基本持平；對(duì)于AC-16級(jí)配，湖瀝青摻量由20％提高為25％時(shí)，動(dòng)穩(wěn)定度由4 328次/mm升高到7058次／mm，提高63％，變形量由1.62mm降低為1.27mm。下降28％。可見，提高TLA湖瀝青摻量可進(jìn)一步改善混合料的動(dòng)穩(wěn)定度，但影響力漸漸趨緩。

(3)當(dāng)TLA湖瀝青摻量相同的條件下，AC-20級(jí)配與AC-16相比，當(dāng)摻量為20％時(shí)，動(dòng)穩(wěn)定度由2721次／mm升高到4328次／mm，提高59％，變形量由3.69mm降低為1.62mm，下降128％；當(dāng)摻量為25％時(shí)，動(dòng)穩(wěn)定度由2 838次／nun升高到7058次／mm，提高149％，變形量由3.67mm降低為1.27mm，下降189％?？梢?，TLA湖瀝青對(duì)于顆粒較細(xì)的混合料影響要大于顆粒較粗的混合料的影響。

2.2 水穩(wěn)定性能

水穩(wěn)性試驗(yàn)采用了簡(jiǎn)化的洛特曼試驗(yàn)方法。將制好的試件分為2組，1組在室溫下保存?zhèn)溆茫毫?組在常溫下浸水20 mm，0.1MPa真空條件下，真空飽水15 min后，在-18℃±2℃冰箱中冷凍16 h±1 h，在60℃±0.5℃水浴中保溫24 h完成凍融循環(huán)，再將兩組試件在25℃水中浸泡2 h后測(cè)劈裂強(qiáng)度，求兩組劈裂強(qiáng)度的比值，以檢測(cè)其水穩(wěn)定性。

以韓國(guó)SK90A#為基質(zhì)瀝青，TLA湖瀝青與石油瀝青的摻配比例分別為20：80、25：75、50：50，其中，25：75比例采用顆粒狀TLA瀝青，其余比例采用塊狀TLA瀝青，級(jí)配采用AC-16，其劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見表4。

2.3 低溫劈裂性能試驗(yàn)

低溫彎曲試驗(yàn)條件為：試驗(yàn)溫度-10℃，試件尺寸250×30×35mm，加載速度50ram／min。

混合料在同時(shí)采用SBS及TLA后，凍融前的劈裂強(qiáng)度從7.65MPa增加到10.33MPa，提高了36％；破壞應(yīng)變從2895.8μξ增加到3 932.6μξ，提高了36％；無(wú)論是破壞強(qiáng)度還是破壞應(yīng)變都有了顯著的提高，說(shuō)明TLA對(duì)提高混合料低溫性能有顯著效果。

綜上所述，TLA改性瀝青有很好的高溫穩(wěn)定性、低溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性能，同時(shí)與石油瀝青有很好的相融性，具有很好的應(yīng)用前景。