新疆地区新型硫磺改性沥青技术可行性分析

翟刘记，冯立群

（1.新疆大学 建筑工程学院，新疆 乌鲁木齐830047；2.新疆交通科学研究院，新疆 乌鲁木齐830000）

近年来，随着西部大开发的不断深入，新疆地区经济的蓬勃发展，带动公路建设事业的迅猛发展，对于公路使用性能的要求变得越来越高。首先，新疆地区地域辽阔，随着经济建设的发展，公路交通量迅猛增加，汽车轴载量增大，运输车辆大型化普遍，车辆超载情况严重，加重新疆地区沥青路面的破坏；其次，新疆地区气候独特，呈现“冬冷夏热、气候干燥、日温差较大、太阳辐射强”等特点。新疆地区冬季温度偏低，容易被寒潮侵袭出现极端低温天气，造成沥青路面低温开裂。夏季高温天气持续时间长，日平均气温偏高，沥青路面容易出现车辙和推移病害。日温差较大造成沥青路面内部产生较大的温缩应力，引起路面温缩开裂。强烈的太阳辐射造成沥青路面表面产生紫外线老化，严重影响沥青路面的长期耐久性能。新疆地区的自然环境更容易对沥青路面造成不利影响，加速沥青路面病害的产生。路面病害的产生不但降低了新疆地区公路的使用寿命和服务质量、浪费资源，严重危害道路使用者的财产和生命安全。

面对车辆荷载和自然环境的双重挑战，提高沥青路面的使用性能，缓解日益严重的路面病害，一方面可以提高道路的行驶质量，为安全、顺畅、快捷的行车提供保证，从而提高交通运输能力，促进经济的快速发展；另一方面可以延长道路的使用寿命，在全寿命周期内节约大量的维修养护费用。通常的方法采用SBS或PE以及橡胶粉改性沥青、改善骨料的级配和性能、提高沥青混合料的路用性能、增加沥青路面结构中沥青层的厚度，提高整个路面结构承载力。这些措施可以缓解沥青路面病害，但资金投入过多，对于仍处于经济发展中的新疆地区尤为困难。

1 Thiopave硫磺改性剂的特点

赛欧铺（Thiopave）是一种新型温拌沥青混合料硫磺改性剂。常温下为灰色圆片状，主要成分为硫磺，使用时可以替代混合料中25%的沥青用量，通过在沥青混合料中添加硫磺改性剂，有效解决工程中沥青材料供应紧张的问题，同时，该改性剂可以降低30℃的拌合温度，不需要热存储和热运输，节省资源和能源，减少沥青材料的老化和温室气体的排放，另外，Thiopave作为混合料添加剂可以提高沥青混合料的质量，增加其强度和耐久性，提高混合料抗车辙性能和力学性能，延长道路的使用寿命，降低全寿命周期内的维修养护费用。因此对Thiopave硫磺改性沥青技术在新疆公路中的推广应用进行可行性探讨，显得十分必要，Thiopave硫磺改性沥青技术，可以很好缓解新疆公路建设的矛盾，满足交通功能要求，不会增加太多的投资成本。

2 可行性探讨

《新疆公路沥青路面设计指导手册》是新疆维吾尔自治区交通运输厅，依据多年公路建设中的科研成果、工作经验、成立专门的工作委员会组织编写的。本手册按照国家现行设计规范、自治区交通运输厅相关文件的要求，对路面典型结构的选择、设计指标参数的确定、筑路材料选取等都做出了详细具体的要求和规定，特别强调理论与实践相结合，在新疆地区运用具有很高的指导性、实用性、可操作性。本手册在全国分区成果的基础上，综合考虑规范中高、低温和降雨的因素，将全疆分为四个气候区。I区:水稳及冻稳区；Ⅱ区:低温抗裂区；Ⅲ区:高低温过渡区；Ⅳ区:高温抗车辙区。并对全疆四个气候分区沥青混合料的高温稳定性指标、水稳定性指标、低温性能指标进行了明确的规定。

《赛欧铺硫磺改性温拌沥青路面施工技术指南》是由壳牌（中国）有限公司，参考相关的国家现行规范、地方性标准以及行业指南，为了满足Thiopave改性沥青路面设计、施工、验收及养护的需要，保证Thiopave改性沥青路面的质量，提高路用性能，延长道路的使用寿命，最终经过了多次总结修正完成编制工作。本指南对于Thiopave改性沥青混合料中，涉及原材料的技术要求，矿料级配设计，沥青混合料的生产、运输、摊铺、碾压，路面接缝的处理以及施工质量管理等内容都做出了具体规定，对Thiopave改性沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温性能等指标有明确的取值。

3 路面使用性能对比分析

3.1 高温稳定性对比分析

在《新疆公路沥青路面设计指导手册》中，沥青混合料高温稳定性指标规定值见表1。

《Thiopave硫磺改性温拌沥青路面施工技术指南》表明，在规定条件下进行车辙试验，Thiopave沥青混合料的高温稳定性满足表2技术要求。

通过表1与表2的对比分析，表明:Thiopave沥青混合料的高温稳定性，除了不能满足Ⅳ区中特重交通T4－II的高温稳定性要求外，可以很好的满足其他气候分区中各种交通量对高温稳定性要求。

表2 Thiopave沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求

3.2 水稳定性对比分析

在 《新疆公路沥青路面设计指导手册》中，沥青混合料水稳定性指标规定值见表3。

表3 沥青混合料的水稳定性指标

《Thiopave硫磺改性温拌沥青路面施工技术指南》表明，在规定条件下进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，Thiopave沥青混合料的水稳定性满足表4要求。

通过表3与表4的对比分析，表明:Thiopave沥青混合料完全满足各新疆气候分区对沥青混合料的水稳定性要求。

3.3 低温性能对比分析

在 《新疆公路沥青路面设计指导手册》中，沥青混合料低温性能指标规定值见表5。

《Thiopave硫磺改性温拌沥青路面施工技术指南》表明，Thiopave沥青混合料宜在温度－10℃、加载速率50mm／min的条件下进行小梁弯曲试验，Thiopave沥青混合料的低温性能满足表6技术要求。

表4 Thiopave沥青混合料水稳定性检验技术要求

表5 沥青混合料低温性能指标

表6 Thiopave沥青混合料低温弯曲试验破坏应变技术要求

通过表5与表6的对比分析，表明Thiopave沥青混合料满足Ⅲ区和Ⅳ区沥青混合料低温性能的要求；无法满足Ⅰ区和Ⅱ区低温性能要求。通过改善沥青混合料级配，提高最大公称粒径等方法，使Thiopave沥青混合料低温性能满足Ⅰ区和Ⅱ区技术要求。

4 结束语

通过上述分析，表明Thiopave硫磺改性沥青完全能够满足《新疆公路沥青路面设计指导手册》中高温稳定性、水稳定性、低温性能的规定值，加之Thiopave硫磺改性沥青具有使用成本低、效果好、施工技术要求难度低，节约资源等一系列特点。所以，新疆地区推广应用Thiopave硫磺改性沥青技术理论上是可行的。

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