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摘要：掺配TLA改性沥青能有效提高其路用性能，通过实验路确定了TLA改性沥青的设计配比。
关键词：TLA改性沥青；路用性能；试验研究
1 前言
随着我国经济建设的不断发展，高速公路得到了快速发展，这极大的提高了我国公路网的整体技术水平，优化了交通运输结构。到2007年底，我国高速公路通车里程已达到5.36万公里。高速公路交通量大、渠化交通明显、车速高、轴载日趋重型化，由此导致了沥青路面的车辙、开裂、剥落、抗滑能力不足等病害日益严重。如何提高沥青路面的使用性能，以满足交通发展的需要，这是我们所面临的重要课题。
2 TLA的性能
天然沥青中最著名的要数特立尼达湖出产的特立尼达湖沥青（Trinidad Lake Asphalt，简称TLA），是石油在特殊的条件下被氧化聚合成不同程度的产物。在南美西印度群岛特立尼达境内的沥青湖中，蕴藏了数以百万吨的湖沥青，生产这种沥青的方式是用轻型牵引机械从湖面将沥青刮起来，然后通过铁路输送到分解蒸馏器。分解的过程是在相对的低温下进行水和作用，去除杂质及水分。
TLA的化学组成主要有沥青质、树脂和油分组成，还有部分不溶物。TLA中的矿物质粒径分布及组成如下表1，对经过精炼的湖沥青进行了检测，其主要的性能如下表2。
3 TLA改性沥青的性能
根据国外使用TLA的经验，是将其作为改性剂使用，即通常在沥青混凝土中掺加25％～30％，在桥面铺装时掺加50％～70％。我们采用TLA与盘锦中油辽河沥青有限公司（以下简称辽油）、盘锦北方沥青股份有限公司（以下简称北方）和大连西太平洋石油化工有限公司（以下简称西太）三个厂家生产的AH-90沥青进行不同掺加比例实验，对基质沥青和改性沥青的性能进行了测试，结果见表3、4、5、6。
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由表可见，以上三种沥青指标均符合高速公路、一级公路沥青面层用道路石油沥青AH-90的技术要求，完全可以作为基质沥青使用。
通常在沥青混凝土中掺加25％～30％的TLA，在桥面铺装时掺加50％～70％。我们采用TLA与盘锦中油辽河沥青有限公司、盘锦北方沥青股份有限公司和大连西太平洋石油化工有限公司三个厂家生产的AH-90沥青进行不同掺加比例实验，通过实验得出，随着掺加TLA的增加，改性沥青针入度降低，软化点升高，表明改性沥青的高温稳定性有所提高。从老化后的实验看出掺入TLA的改性沥青的质量损失都很小，针入度比却很高，说明TLA改性沥青的抗老化性能是很好的。
4 TLA改性沥青的试验路
实验路段在某高速公路K443＋500～K447＋430左幅中边车道进行，试验段长度为4970米，宽度为7.95米。本试验段采用的沥青是辽宁盘锦北方沥青股份有限公司产北沥牌沥青，粗集料是辽宁黑山产的玄武岩碎石，细集料是辽宁锦州产的石灰岩砂，填料为辽宁锦州产的石灰岩磨制而成的矿粉，木质纤维素采用辽宁省交通科研院生产的木质纤维素，在路面维修施工中采用的路面结构型式是沥青玛蹄脂碎石LSMA-16的配比设计，油石比为5.8～5.9%。通过目标配合比设计确定各种规格集料的配合比，使矿质混合料的颗粒组成符合设计级配，根据材料的路用性能及结合料等级选定用于生产的原材料。
根据试验结果确定目标配合比：（15～20mm）碎石：（10～15mm）碎石：（5～10mm）碎石：机制砂：矿粉＝4%：53%：20%：13%：10%，木质纤维素掺量为0.3%，沥青采用75%北方AH90加25%TLA，以初选的沥青用量6.1%为基础，±0.3%为间隔，计算空隙率和等各体积指标，最后配合比，最佳沥青用量为6.1%。
通过试验，计算各仓材料的掺配比例，使掺配后的混合料矿料级配同目标配合比相同，确定各料仓的材料用量以及矿料级配，见表7。
表7 各料仓的材料用量以及矿料级配表
根据目标配合比设计，在搅拌机上进行投料、筛分，通过试验确定各料仓的材料用量以及矿料级配，最后确定为施工参数的生产配合比为：（15～20mm）碎石：（10～15mm）碎石：（5～10mm）碎石：机制砂：矿粉＝3%：46%：24%：16%：11%，木质纤维素0.3%，取目标配合比最佳沥青用量和最佳沥青用量±0.2%进行马歇尔试验，确定生产配合比的最佳沥青用量为6.1%。
5 观测与评价
经过对试验路段路面温度、压实度、平整度及抗滑性能等项目的观测，得出TLA改性沥青混合料相对于用普通沥青混合料铺筑的路面具有优越的使用性能。应用TLA改性沥青混合料可提高承受高温及重型荷载作用时具有良好的稳定性，能有效防止路面变形现象出现。TLA改性沥青混合料对于在荷载初期的疲劳破坏改善并不十分明显，但随着荷载作用次数及路面服务时间的延长，其抵抗疲劳破坏的能力逐步增强。
6 结束语
针对TLA改性沥青路用性能研究，认为在东北地区推广使用TLA作为高等级公路面层是可行的。它含氮量高，具有很强的浸润性和对自由氧化基的高抵抗性，使沥青粘度增大，抗氧化性增强，特别是与集料的粘附性及抗剥离性得到明显改善。具有很好的耐候性，这是因为它在自由表面形成致密光亮保护膜，改善了耐候性和抗紫外线能力，提高沥青路面的耐久性，减缓沥青老化速度，延长道路的使用寿命。不含蜡，将其加入到高含蜡量的沥青中会明显改善沥青的各项指标。随着掺加TLA的增加，改性沥青针入度降低，软化点升高，改性沥青的高温稳定性有所提高。加工简单，施工容易，具有较好的混融性。
TLA中含有较多的矿粉，减少了实际的沥青含量，必须对油石比和矿粉用量进行调整，从中确定最佳油石比。研究工作刚刚起步，应进行更深一步的研究。
论文作者:张健
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期
论文发表时间:2015/12/1
标签：沥青论文; 改性沥青论文; 性能论文; 用量论文; 碎石论文; 盘锦论文; 路面论文; 《基层建设》2015年17期论文;