春风塔河90A沥青在察都二标试验路的工程应用

（1.中国石化炼油销售有限公司，上海 200050；2.新疆交通建设集团股份有限公司，乌鲁木齐 830000）

沥青路面具有表面平整无接缝、行车振动小、噪音低、开放交通快、养护简便等优点，是道路建设中一种被最广泛采用的高级路面。作为沥青路面铺筑的粘结剂，沥青是影响沥青路面路用性能好坏的重要因素之一。大量应用实践证明，沥青除了质量指标要符合交通部JTG F40－2004《公路沥青路面施工技术规范》[1]中的“道路石油沥青技术要求”外，还应具有良好的混合料路用性能，即人们常说的 “合格好用”。因此，沥青尤其是新油种生产的沥青，一般在被正式、广泛应用于道路施工前，都要进行试验路铺筑，以验证其路用性能的好坏。

近年来，中国石化为解决西部地区优质沥青资源不足，通过产－销－研联合攻关，研究春风减压渣油和塔河减压渣油的不同组成和性质，利用两者在性能方面良好的互补性，采用调合工艺生产出春风塔河优质道路沥青[1]，评价其质量、化学组成、PG 分级等理化性能优良。本文采用春风塔河90A 沥青铺筑新疆境内省道313 线察布查尔至都拉塔口岸段公路工程CBDL-2 项目（以下简称察都二标）试验路段，以期研究春风塔河90A 沥青的路用性能，为其今后广泛应用于新疆境内的公路建设项目提供技术依据和技术支撑。

1 项目概况

察都二标起点桩号为K16+800，终点接都拉塔口岸中哈国境线处，桩号K63+471.522，路线全长49.474 km。采用二级公路标准建设，路面主要结构形式为5 cm 中粒式沥青混凝土面层（AC-16C）+≮6 mm 同步碎石下封层+32 cm 4.5 %水泥稳定砂砾基层+20 cm 级配砂砾底基层。项目所属区域为夏热冬寒冷区，气候特点主要表现为冬季寒冷漫长，降雪较多，夏季气温不高。之所以选择在本项目铺筑试验路段，主要考虑该项目属于北疆口岸干线公路，具有口岸集装箱货物运输交通量大，冬季潮湿多雪、夏季多雨、春秋季节反复冻融频繁等特点。

2 混合料设计及验证

2.1 材料

选择春风塔河90A 沥青铺筑察都二标试验段上面层，采用K42+400 路面粗细材料生产场生产的集料，粗集料为大粒径卵石破碎，细集料采用机制砂。按照JTG F40－2004 “道路石油沥青技术要求”的项目，对春风塔河90A 沥青进行了质量检测，检测结果见表1。

从表1可以看出，春风塔河90A 沥青产品质量均明显优于JTG F40 － 2004 中的“道路石油沥青技术要求”，尤其是动力黏度、薄膜烘箱前后的低温延度和残留针入度比，显著优于技术要求，充分表明春风塔河90A 沥青具有感温性好、高温性能好、低温下的松弛性能[2]和耐热老化性能优良[3]的优点。

2.2 级配设计

察都二标设计上面层混合料结构类型是AC-16C，因此试验采用AC-16C 型级配结构，依据JTG F40－2004 进行配合比设计，确定最佳级配组成见表2，级配曲线见图1。

表1 春风塔河 90A 沥青检测结果

表2 上面层沥青混合料设计级配组成

图1 上面层AC-16C 型合成级配曲线

2.3 最佳油石比确定

根据沥青混合料的孔隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等体积指标和马歇尔稳定度等要求，采用已确定的集料级配，通过最佳油石比试验确定上面层最佳油石比为4.3 %。采用确定的集料级配和最佳油石比进行马歇尔试验，试件制备的拌合温度为165 ℃、击实温度为150 ℃，双面各击实次数为75 次，试验结果见表3。

由表3可看出，最佳油石比下的春风塔河90A 沥青混合料马歇尔试验各项结果均满足JTG F40—2004 的技术要求。

2.4 混合料性能验证

按照JTG F40—2004 中水稳定试验、车辙试验、低温弯曲破坏应变试验方法，采用确定的集料级配和最佳油石比，对春风塔河90A 沥青进行混合料性能试验，结果见表4。

由表4可看出，春风塔河90A 沥青 AC-16C混合料各项指标均满足JTG F40—2004 技术要求。其中动稳定度高达5 510 次/mm，低温弯曲破坏应变超过冬寒区2 300με 的技术要求，表明在合适的油石比下，春风塔河90A 沥青具有突出的抗高温变形能力、低温抗裂性能，适合在气候差别大的新疆地区应用。

表3 春风塔河90A 沥青混合料马歇尔试验结果

表4 春风塔河90A 沥青混合料性能试验结果

3 试验路铺筑

3.1 路面施工

影响沥青路面施工质量的关键工序有拌合、摊铺、碾压等，其中摊铺、碾压工序直接关系路面压实度和施工效果，是沥青路面施工过程中最关键的两个环节[4-5]。对春风塔河90A 沥青进行粘温曲线测定，根据测定结果确定了适宜的拌和温度与压实温度。主要施工操作条件具体如下：拌和温度控制在160 ～170 ℃，摊铺温度控制在135 ℃以上；碾压过程分初压、复压、终压三道工序，初压开始温度控制在125 ℃以上，采用1 台13 t 钢轮压路机静压1 遍，振动碾压1 遍，碾压速度控制在2 ～3 km/h；复压最低温度控制在110 ℃以上，采用2 台26 t 胶轮压路机振压5 遍，碾压速度控制在3 ～4 km/h；终压终了温度控制在75 ℃以上，采用1 台13 t 钢轮压路机静压1 遍，碾压速度控制在2 ～3 km/h。按照上述主要操作条件，完成春风塔河90A 沥青在察都二标试验路上面层的铺筑。

3.2 路面质量现场检测

施工完成后，现场对试验路段路面弯沉、压实度、平整度、摩擦系数、构造深度、渗水系数等技术指标进行检测，结果见表5。

表5 路面质量检测结果

SFC60为横向力系数，没有横向力系数测定设备时，可用摆式摩擦系数测定仪测量。

①弯沉值反映了路面发生变形的大小，工程竣工验收前，弯沉值作为一项重要的检测指标，反映了路面的整体强度质量。由表5可以看出，上面层弯沉值小于项目设计值，弯沉评定合格，达到路面设计强度要求；

②压实度是道路工程施工质量管理最重要的内在指标之一，路面经充分压实才能保证它的强度、刚度、稳定性以及平整度，从而延长路面的使用寿命。表5的压实度大于JTG F 80 /1—2004《公路工程质量检验评定标准》技术要求，压实度评定合格；

③平整度是路面评价及路面施工验收中的一个重要指标，主要反映的是路面纵断面剖面曲线的平整性，直接反映车辆行驶的舒适度及路面的安全性和使用期限。根据F.10.JTG F80-1—2004《公路工程质量检验评定标准》（第一册 土建工程）的规定，使用连续式平整度仪测得的平整度不大于1.2 mm，表5的平整度评定合格；

④构造深度是表征路面粗糙度的主要指标，主要用于评定路面表面的宏观粗糙程度、抗滑性能。表5的构造深度满足JTJ D50—2006《公路沥青路面设计规范》技术要求，表明路面排水性能及抗滑性良好；

⑤摆式摩擦系数是表征路面在潮湿状态下的抗滑能力的综合性指标，它与路面抗滑性能、噪声等都有一定关系，表5的摆式摩擦系数满足JTJ D50—2006 技术要求，表明路面抗滑性良好；

⑥渗水系数表征路面表面层的抗渗水能力，直接影响沥青路面的使用性能和寿命，渗水系数越大，路面抗渗水能力越小，容易出现松散、掉粒、唧浆等水损害病害，继而产生结构性病害。根据JTG F80/1—2004 规定不大于300 mL/min，表5的渗水系数远小于技术要求，表明路面的抗渗水能力很好。

以上结果综合表明春风塔河90A 沥青混合料现场铺筑效果良好。

3.3 路面质量跟踪

察都公路通车两年后，对试验路进行路面质量跟踪观测，采用CICS 检测车进行连续检测，CICS 检测车以60 km/h 沿行车道方向移动，检测得到平整度、车辙及构造深度等技术指标数据，通过对原始检测数据进行汇总整理和分析，形成综合评价指标，结果见表6。

表6 路面质量跟踪检测结果

由表6可以看出，经过两个冻融循环后，察都二标试验路的平整度、车辙都满足JTG H20—2007《公路技术状况评定标准》技术要求，构造深度满足JTJ D50—2006 技术要求，表明春风塔河90A 沥青经过两年的自然环境和车辆荷载作用后，抗车辙性能、抗滑性能、舒适性能都满足相应技术要求，用于新疆夏热冬寒冷区有较好的路用性能。

4 结论

（1）春风塔河90A 沥青具有动力黏度、低温延度和残留针入度比等关键指标优异，且温度敏感性好、高温性能好、低温下的松弛性能和耐热老化性能优良等优点。

（2）春风塔河90A 沥青 AC-16C 混合料各项指标均满足JTG F40—2004 技术要求，其中动稳定度高达5 510 次/mm，低温弯曲破坏应变超过冬寒区2 300με 的技术要求，高、低温性能尤其突出，适合在气候差异大的新疆地区应用。

（3）春风塔河90A 沥青铺筑的察都二标试验路路面铺筑效果良好，路面弯沉、压实度、平整度、摩擦系数、构造深度、渗水系数等技术指标均满足相应技术要求，路面具有良好的抗车辙性能、抗滑性能及舒适性能。经过两个冻融期后的质量跟踪观测，路面保持较好的使用性能，表明该沥青品种适用于新疆夏热冬寒冷地区。