湖沥青改性沥青路面施工质量控制探析

摘要 为探索沥青路面施工中湖沥青改性沥青应用要点及施工控制思路，以某公路工程为例，分别对原材料质量控制及配合比设计展开分析，在此基础上，从混合料拌和及运输、摊铺及碾压等方面对施工过程控制要点进行分析研究。结果表明：湖沥青改性沥青路面在材料性能、配合比、混合料拌和、摊碾施工方面均与聚合物改性沥青存在差异；通过施工控制措施的应用，可使湖沥青改性沥青路用性能得到较好发挥，所得出的施工工艺及参数取值可作为应用参考。

关键词 湖沥青；改性沥青；路面施工；质量控制

中图分类号 U414 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）19-0139-03

0 引言

随着当前公路运行中重型重载交通的日益增多，普通沥青材料已经无法满足公路运载要求。在沥青材料中添加聚合物改性剂能较好改进沥青力学性能，但聚合物改性剂和沥青的相溶性并不理想，对剪切设备性能及运输、储存均有较高要求，对改性沥青的应用形成一定限制。湖沥青作为天然沥青，物化特性与普通沥青材料完全一致，作为改性剂使用后能与普通沥青较好混溶，使改性后沥青材料使用性能显著提升。湖沥青改性沥青制备过程在搅拌缸内即可完成，过程简便，成本低，性能优异，具有较好的经济效益和社会效益。基于此，该文对湖沥青改性沥青在路面施工中的应用过程及施工控制要点展开分析研究，以期为此类改性沥青的推广应用提供借鉴参考。

1 工程概况

某公路按照双向四车道等级建造，路面宽23.5 m，路基宽28.0 m，沥青混凝土路面，路面结构为5 cm厚AC-13C改性沥青上面层、6 cm厚AC-20C中面层、7 cm厚AC-25C下面层、36 cm厚水稳碎石基层、20 cm厚水稳碎石底基层。考虑所在公路段交通量日益增大，对沥青路面造成严峻挑战，必须探索一种性能优良、成本节省的沥青材料。

2 湖沥青改性沥青原材料质量控制

2.1 沥青质量控制

（1）基质沥青。基质沥青是制备湖沥青改性沥青的基础材料。该公路试验段主要采用AH-70#道路石油沥青，其25℃针入度为70（0.1 mm），10℃和15℃延度为40.1 cm和140 cm，软化点47.5℃，密度1.014 g/cm3。各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）要求且相对稳定。

（2）湖沥青。湖沥青天然沥青25℃针入度为3.4（0.1 mm），密度1.404 g/cm3，软化点112℃，灰分含量35.4%。基本性能完全符合规范要求且十分稳定。

（3）湖沥青改性沥青。为获得最适宜的湖沥青掺量，拟定出25%、30%、35%、40%等掺加比例，展开沥青老化试验及黏度试验。结果见表1。综合试验结果，将湖沥青掺加比例控制在20%～35%之间，以较好改善基质沥青高温性能和抗老化性能。

2.2 集料质量控制

粗集料选用粒径在2.36 mm以上的石灰岩碎石料，颗粒形状好，耐磨，干燥洁净，质硬，无杂质，无风化。细集料为粒径0～3 mm的石灰岩机制砂。矿粉为石灰岩碱性石料磨细而成。各规格集料质量性能符合规范及技术要求。

3 湖沥青改性沥青配合比控制

3.1 目标配合比

按照设计矿料比配料后制备不同油石比试件并展开马歇尔稳定度试验。结果见表2。在试验结果中找出理论相对密度峰值、稳定度峰值、沥青饱和度峰值及孔隙率中值以及范围中值对应的油石比，其均值即为最佳油石比初始值。在此基础上计算满足湖沥青改性沥青混合料性能的油石比范围，求取其油石比中值[1]。根据《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2004）及工程实际计算最佳油石比。

根据分析结果，AC-20C级配湖沥青改性沥青混合料配合比应为1#（10～20 mm）∶2#（5～10 mm）∶3#（3

～5 mm）∶4#（0～3 mm）∶矿粉=37%∶27%∶9%∶

25%∶2%；最佳油石比为5.0%。

3.2 湖沥青改性沥青混合料检验

为检测AC-20C级配湖沥青改性沥青混合料水稳性、高低温稳定性，按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）要求开展马歇尔试验、冻融劈裂试验及车辙试验。根据试验结果，在最佳油石比下此类混合料马歇尔稳定度、浸水马歇尔稳定度取19.95 kN和17.78 kN，残留稳定度为90.1%；劈裂强度为2.018 9 MPa，冻融劈裂抗拉强度比取88.7%；动稳定度均值为5 715次/mm；跨中挠度取0.538 mm，抗弯拉强度为9.64 MPa，劲度模量取3 408.1 MPa，破坏应变达到3 839.4 με。各项性能均满足规范要求，湖沥青改性沥青混合料路用性能优良。

4 沥青路面施工过程控制

4.1 湖沥青改性沥青混合料拌和过程控制

湖沥青改性沥青混合料含灰分，故拌和时间应控制在45 s左右，干拌和时间和湿拌和时间分别为5 s和40 s，防止因拌和时间的延长而引起材料老化。通常在运料车上使用温度计测量混合料温度，测量深度应达到15 mm。若采用枪式温度器，则在卸料时展开料温测量。

对于制备好的湖沥青改性沥青混合料必须取样送至工地试验室，检验各项性能、级配及油石比[2]。具体要求见表3。

湖沥青改性沥青中灰分成分易沉淀，故暂停搅拌、静置必然影响沥青性能质量。此类混合料运输必须采用带搅拌装置的保温运输车，运输途中不间断搅拌，避免灰分沉淀，同时保证湖沥青改性沥青混合料均匀性。

4.2 混合料运输控制

湖沥青改性沥青混合料运输车的配置数量应根据运输距离、行车速度、摊铺机工作性能等综合确定，保证摊铺机前待卸料车辆始终达到4～5辆。随着摊铺过程的持续推进，混合料运输距离必将发生改变，应相应调整运输车数量和摊铺机施工能力。

逐车检测混合料出厂和到场温度，并保证温差不超出5℃。为方便测温，每辆运输车中部均应预留测温孔。装料前全面清理车厢内部，确保干净整洁，并在车厢内壁均匀涂抹一层油水混合液，防止黏料。为避免集料离析，在装料时运输车应前后移动。装料后应立即覆盖双层篷布，防尘保温。

4.3 摊铺质量控制

在摊铺开始前通过高压风枪彻底清理待摊铺底层，防止杂物、尘土、松散集料影响摊铺质量。对于摊铺底层存在的漏洞、坑槽，必须使用适宜材料修补。

湖沥青改性沥青混合料摊铺温度应不超出170～180℃。调整料位器并确保料门开度和连接板送料器转速的匹配性。湖沥青改性沥青松铺系数应按1.15～1.25控制，并根据施工进度相应调整，边角区域松铺系数可适当放松至1.25～1.35之间。

摊铺机熨平板温度应始终保持在85℃以上，按照中强级设置机械夯实等级；熨平板必须紧密拼接，避免缝隙中卡入集料而在摊铺面层上留下划痕。借助平衡梁而非钢丝控制上面层厚度和平整度。

为避免2辆摊铺机并排联合作业而留下纵向接缝，影响路面平整度，该公路段湖沥青改性沥青路面摊铺采用DT1600型全幅摊铺机。此机械摊铺宽度、摊铺厚度、摊铺速度峰值为16 m、50 cm和14.3 m/min，同时具有二次搅拌功能，单机宽幅及抗集料离析性能优异，摊铺密实度可达到88%及以上[3]。

摊铺后在K53+251桩号处左幅、中幅、右幅随机取样并展开混合料筛分试验，以检测湖沥青改性沥青混合料均匀性和离析控制效果。结果见表4。据此得知，左幅、中幅、右幅4.75 mm、9.5 mm及13.2 mm筛孔通过的质量百分率差异较大，但最大差值并未突破级配范围，充分说明试验段湖沥青改性沥青路面通过摊铺机械选用，螺旋布料埋深、调节转速等参数的优化设置，取得了较好的集料离析控制效果[4]。

4.4 碾压过程控制

在压实机械配置方面，应配备2台16 t胶轮压路机和6台钢轮振动压路机，碾压速度按照3.0 m/min控制。碾压施工按初压、复压和终压等阶段展开。初压阶段，由钢轮振动压路机碾压2遍，静压前进，振压返回，以较高稳固混合料；复压阶段，由钢轮振动压路机振压2遍后，再由胶轮压路机静压3遍，以使湖沥青改性沥青路面充分密实成形；终压阶段，由钢轮振动压路机静压1遍收光，以消除轮迹，提升压实面平整度。

为取得较好的压实效果，钢轮振动压路机振幅和振频必须与摊铺厚度相匹配[5]。试验段上面层主要展开高频、低幅碾压，压路机振频和振幅分别按45 Hz和3.5 cm控制。

5 试验段施工质量检测

5.1 平整度检测Mru63xPY64d7ced0gSl8EQ==

试验段湖沥青改性沥青路面平整度通过平整度仪施测，仪器主要挂设于牵引车后部，释放测定轮并启动牵引车，待测路面平整度值通过记录仪显示。牵引车前进速度应控制在5.0～12.0 km/h范围内；对于路线较短区域，应改用人力牵引平整度仪的施测方式。根据检测结果，试验段行车道平整度值位于0.47～0.52 mm之间；超车道平整度在0.44～0.50 mm之间。均不超出0.7 mm的设计上限。可见，试验段碾压工艺选用及碾压参数取值均符合技术要求，取得了较好施工效果。

5.2 抗滑性能检测

采用手工铺砂法展开试验段沥青表面抗滑稳定性检测。施测开始后，将既定体积砂料平铺于路表测试点处，测量覆盖面积；通过砂体积与覆盖面积之比推算沥青路面构造深度。根据取值情况看出，试验段湖沥青改性沥青路面构造深度均值为0.810 mm，超出0.55 mm的设计要求，沥青路面抗滑性能优良。

5.3 渗水性能检测

通过路面渗水仪进行试验段沥青路面渗水性能检测。根据测值，60 s、120 s及180 s后K53+250～K54+000试

试验段各断面路表渗水量平均达到100 ml、138.3 ml和124.67 ml，对应的渗水系数依次取0.0 ml/min、18.4 ml/min和11.7 ml/min，远小于50 ml/min的规范限值。试验段湖沥青改性沥青混合料配合比及施工工艺均合理适用，路面渗水性能优异。

6 结论

综上所述，湖沥青改性沥青路面施工质量控制主要包括原材料质量控制、湖沥青改性沥青混合料配合比设计、施工过程控制等方面。就原材料质量控制而言，湖沥青掺量应控制在沥青质量的20%～35%，因材料中含灰分，易沉淀，故应加强搅拌，不宜长时间搁置。就混合料配合比设计而言，在5.0%的最佳油石比下，湖沥青改性沥青马歇尔稳定度、劈裂强度、动稳定度取值均较高；就施工过程而言，使用DT1600型全幅摊铺机，较好避免了纵向接缝的出现；胶轮压路机在碾压过程中的引入使湖沥青改性沥青路面压实效果较好提升，集料破碎程度降低，工效提高。总之，以上控制措施在试验段的应用取得了较好的路面施工效果，总结出的湖沥青改性沥青施工工艺在公路全线得到应用，为此类沥青路面在当地的推广积累了成功经验。

参考文献

[1]潘华良，易强，许湛成，等.TLA改性沥青AC-25C型混合料路用性能研究[J].西部交通科技，2023（5）：56-58.

[2]张超.直投湖沥青基SBS复合改性剂性能分析[J].福建交通科技，2022（2）：5-8.

[3]王亚，王显光，张立文.特立尼达湖沥青/热塑性丁苯嵌段共聚物复合改性沥青混合料改性机理及性能[J].科学技术与工程，2021（33）：14387-14392.

[4]李宁.TLA改性沥青及其混合料路用性能研究[J].公路与汽运，2021（6）：65-68+73.

[5]张韶华，张丽娟.湖沥青改性沥青路用性能研究[J].建筑，2021（8）：70-73.

收稿日期：2024-07-05

作者简介：王振（1985—），男，本科，工程师，从事于公路桥梁建设管理。