高模量AC-20C（Thiopave）在某高速公路的应用

宋晓阳

（大同至浑源高速公路管理处，山西 大同 037000）

0 引言

Thiopave常温下为褐色颗粒物；可以替代沥青混合料中18%～26%的沥青；拌和过程中迅速融化，与沥青共同形成新的黏结料，提高混合料力学性能；同时还可以降低混合料出料温度，出料温度控制在130℃左右，达到温拌效果；通过降低温度，实现节能减排的效果[1]。

图1 Thiopave外观

Thiopave在115℃左右液化，与石料和沥青高速搅拌后，高模量添加剂会溶解在沥青中，降低沥青黏度，因此降低了施工温度。它在混合料中冷却后形成晶体，并在混合料中不断增长最终形成空间网状结构，在沥青路面最高温度（70℃～80℃）情况下为固体，提高混合料的抗车辙性能[2]。

在美国国家沥青技术中心（NCAT）足尺寸大型环道试验（2009年开始）研究了该温拌高模量混合料的路用性能测试，在NCAT环道上铺设了两个高模量添加剂材料性能验证路段；足尺寸大型环道试验持续了一年时间，累计施加5百万次标准轴载，相当于美国许多州际公路（国道高速路网）10年的交通量。通过现场足尺试验可证明在中下面层使用高模量添加剂材料的路段的使用性能与中面层使用改性沥青的对比路段没有明显差别[3]。

先期进行了室内试验的测试，结果见表1。

表1 先期试验室对比试验结果

掺入高模量添加剂后，该级配沥青混合料的动稳定度显著提高，动稳定度提高78%，沥青混合料的成型温度可降低20℃～30℃。

1 施工工艺分析与评价

1.1 拌和

当日采用4000型间歇式拌和楼生产，全部生产由计算机控制完成。

试验路段拌和楼产量约为240 t/h，（每锅拌和重量为3.5 t，每盘拌和周期为45 s，其中Thiopave与集料同时投入拌锅，试验段由人工进行投递（生产时可实现自动添加），干拌时间约5 s、湿拌时间约35 s、放料时间约5 s）。集料加热温度约140℃～150℃左右，沥青加热温度为135℃～145℃左右。

表2 拌和楼各项参数

1.2 运输

a）装料前，车厢内均有专人涂、抹隔离剂，车轮均进行了冲洗。

b）拌和正常运转过程中，摊铺机前等候卸料的料车有3～4辆，能够保证摊铺的连续性。

c）运料车在运输过程中，每辆运输车在车厢顶部采用一层苫布覆盖的保温措施；出场温度在125℃～140℃之间；车内沥青混合料到场温度在125℃～140℃之间，沥青混合料基本没有降温。

1.3 摊铺

摊铺段落内，下面层表面平整、干燥，黏层油洒布均匀，表面无浮灰、杂质等，符合摊铺条件。基本情况如下：

a）摊铺过程中采用两台摊铺机摊铺，摊铺速度约 2.0～2.4 m/min；

b）本次试验段实际摊铺厚度为5 cm，拟定松铺系数为1.20；

c）找平方式为：正常摊铺过程中，采用平衡梁控制摊铺厚度和找平；

d）随机抽检了几组摊铺温度，见表3，从检测结果来看，摊铺温度均能满足要求。

表3 摊铺温度检测

1.4 碾压

施工单位在本次试验段启用了3台双钢轮压路机、1台胶轮压路机，具体碾压方案见表4。

表4 施工碾压方案

2 室内混合料抽检

2.1 马歇尔试验

表5 混合料马歇尔试验结果

2.2 抽提试验

试验室对生产配合比设计比例的混合料抽提筛分试验结果见表6。

表6 沥青混合料的抽提筛分试验结果

2.3 高温稳定性试验

试验室对混合料进行车辙试验以检验沥青混合料的高温稳定性。如表7所示。

表7 车辙试验动稳定度结果(二次加热)

2.4 低温稳定性试验

试验室对混合料进行低温劈裂试验以检验沥青混合料的低温稳定性。如表8所示。

表8 低温劈裂试验结果

2.5 抗水损害性试验

试验室对混合料进行抗水损害性能试验以检验沥青混合料的水稳定性。如表9所示。

表9 抗水损害性试验结果

3 现场施工质量抽检

3.1 芯样压实度厚度试验

表10 压实度试验结果

3.2 渗水试验

表11 渗水试验结果 mL/min

3.3 平整度试验

对整段平整度采用八轮平整度仪进行检测平整度均符合规范要求，具体数据如表12。

表12 平整度测试结果

3.4 弯沉试验

表13 弯沉测试结果

4 Thiopave沥青混合料的压实工艺要点提炼

a）紧跟慢压。

b）较窄的可碾压温度范围，尽量在高温时完成初压。

c）当碾压过程中出现推移和裂缝时，需立即采用胶轮压路机碾压。

d）不要区分初压、复压、终压段落，全部采用紧跟梯队作业，前面的压路机错开或前行，后面的立即跟上。

e）如果温度下降过快，钢轮振动时已经出现明显回弹，钢轮继续碾压已对密实度没有帮助，应由胶轮接替工作。

f）原则上，越新型和越重的钢轮安置在越前面，充分利用有效碾压时间。

g）由于表面降温速度快，相对正常气候条件下施工，钢轮压路机的喷水量要调小一半。胶轮压路机在不粘轮的时候尽量少涂隔离剂，隔离剂建议采用植物油和水的混合物，不得采用废机油、柴油类作为隔离剂。

h）正常摊铺的全过程中，所有压路机均不允许无故停驶。即使是摊铺临时中断，胶轮压路机也不允许停驶，必须保持在热的摊铺面慢速行驶，避免轮胎面冷却。

i）由于Thiopave的加入降低了沥青的黏度，Thiopave沥青混合料比普通沥青混合料更容易碾压成型，摊铺后应立即碾压，为达到最大密实度，碾压温度越高越好。进行初压和复压的碾压机械应尽量紧跟在摊铺机后追随碾压，终压温度不要低于70℃。

5 结论

a）添加Thiopave添加剂，只是同体积替代18%～22%的沥青，不需要另外做混合料的目标配合比，只是生产配合比进行微调即可，而且其成本与沥青一样。基本上不增加工程造价。

b）Thiopave试验段施工过程中运输、摊铺、碾压和室内试验各环节基本满足要求。

c）现场取样测定结果表明，添加Thiopave后的混合料的动稳定度有较大幅度的提高，本次铺筑工作基本达到了铺筑科研试验段的预期目标。

d）采用现有的碾压工艺，压实度完全可以满足要求。