Thiopave沥青混合料性能及应用研究

Thiopave沥青混杂料性能及应用研究Thiopave沥青混杂料性能及应用研究17/17蚁PAGE17薀肅莇蒈羆芁莃莅荿蚄蒇莈莇薂袁蚃莂蒇薆芈蒄葿薃袁膁肆蚆膈袅螀芅蒃袀蚅蚆聿芆羁螃螁虿芄螆罿蚇羈蒅芃蚂袃袆衿螃腿袂薁蒀螇羆衿膄莁薄膄艿莆芀蝿薅蚂肂莂节羅莀虿羆蕿螄羄肁薄葿蕿蒇袀节节袀蒇蕿葿薄肁羄螄蕿羆虿莀羅节莂肂蚂薅蝿芀莆艿膄薄莁膄衿羆螇蒀薁袂腿螃衿袆袃蚂芃蒅羈蚇罿螆芄虿螁螃羁芆聿蚆蚅袀蒃芅螀袅膈蚆肆膁袁薃葿蒄芈薆蒇莂蚃袁薂莇莈蒇蚄荿莅莃芁羆蒈莇肅薀螂蚁肀薅蒈芇蒆螁薄膃袈膅薈膇袆蝿羂蒁袁螄蚈肇羃羀蚄肄蚀薇螈肇莄芁膂莂葿膆袇羇螅蒂袄袄蒂螅羇袇膆葿莂膂芁莄肇螈薇蚀肄蚄羀羃肇蚈螄袁蒁羂蝿袆膇薈膅袈膃薄螁蒆芇蒈薅肀蚁螂薀肅莇蒈羆芁莃莅荿蚄蒇莈莇薂袁蚃莂蒇薆芈蒄葿薃袁膁肆蚆膈袅螀芅蒃袀蚅蚆聿芆羁螃螁虿芄螆罿蚇羈蒅芃蚂袃袆衿螃腿袂薁蒀螇羆衿膄莁薄膄艿莆芀蝿薅蚂肂莂节羅莀虿羆蕿螄羄肁薄葿蕿蒇袀节Thiopave沥青混杂料性能及应用研究Thiopave沥青混杂料性能及应用研究

大纲：采用ATB25、AC25两种级配，比较解析了

Thiopave沥青混杂料的性能，并对某高速公路实质应用的效

果及存在的问题进行商议。结果表示，Thiopave沥青混杂料

能有效节约沥青用量，有优异的路用性能、优异的压实收效；在应用中需改进Thiopave增加设备，控制Thiopave掺加比率不超出40%，采用措施以减少刺激性气体排放。

要点词：Thiopave；沥青混杂料；路用性能；环保

中图分类号：U528.04文件标志码：B

序言

近来几年来，随着石油价格和沥青价格的不断上涨，SBS、SBR

改性沥青的价格也快速爬升，大大增加了沥青路面的施工成

本；因此，价格较低且改性收效较好的硫磺改性沥青成为目

前公路建设投资方的一个选择。Thiopave是SEAM（Sulphur

extendedasphaltmodifier）的升级产品，它是由Shell公司研

发的一种硫磺温拌改性剂，常温下为褐色颗粒物[1]。国内学

者对硫磺沥青混杂料的性能、机理、压实特点等进行了一些

研究[23]，鉴于Thiopave已经越来越广泛地被应用于道路工

程中，本文结合某高速公路的实质应用，以ATB25、AC25两

种级配，比较解析Thiopave改性沥青混杂料的性能，商议其应用收效及相关问题。

原资料及配合比

（1）ATB25沥青混杂料所用沥青为70#A级道路石油沥

青。其技术指标见表1。

（2）AC25沥青混杂料分别采用壳牌特种沥青、一般

SBS改性沥青，技术指标见表

2、3。

改性剂

壳牌公司对Thiopave颗粒的技术要求进行了规定，

4所示。在实质应用中给Thiopave沥青混杂料加入W3

剂。W3除味剂是一种有机化合物，可以降低Thiopave

过程中的气味和不适感，易吸湿，在存放时需防水、防潮。

其增加量一般为Thiopave用量的2%～3%[45]。

如表

除味

施工

表170#A级道路石油沥青试验结果

技术指标试验结果技术要求（A级）

针入度（25℃，100g，5s）/0.1mm6760～80

延度（15℃）/cm>100≥100

消融点（全世界法）/℃47.5≥46

闪点（COC）/℃298≥260

密度（15℃）/（g?cm-3）1.015实测记录溶解度（三氯乙烯）/%99.7≥99

RTFOT试验质量损失/%0.07≤±0.8针入度比/%67.9≥61延度（10℃）/cm8.3≥6

表2特种沥青试验结果

技术指标试验结果技术要求

针入度（25℃，100g，5s）/0.1mm5440～70

针入度指数

延度（15℃）/cm82>80

消融点（全世界法）/℃54.0>50

60℃动力粘度/（Pa?s）462>300

TFOT（163℃，5h）试验质量损失

针入度比/%68.4>63

残留延度（10℃）/cm21>10

表3SBS改性沥青试验结果

技术指标试验结果技术要求（IC）

针入度（25℃，100g，5s）/0.1mm6460～80

延度（5℃，5cm?min-1）/cm38≥30

消融点（全世界法）/℃81≥55

闪点（COC）/℃248≮230

针入度比/%76≥60

延度（5℃）/cm26≥20表4Thiopave颗粒质量技术要求

项目技术要求测试方法

颜色灰色观察

形状半球体或球体观察

95%GB/T2449―2006

最小硫磺含量/%97GB/T2449―2006

最大碳含量/%3GB/T2449―2006

水分含量/%<0.5GB/T2449―2006

对各规格原资料进行筛分，并合适减少公称最大粒径附

近的粗集料用量，减少0.6mm以下部分细粉的用量，使中

等粒径集料很多，形成S型级配曲线，并取中等偏高的空隙

率计算配合比。详尽合成级配如表5所示。

表5矿料合成级配设计筛孔

采用不同样油石比成型马歇尔试件，最后确定配合比：普

通ATB25混杂料油石比为3.7%，ThiopaveATB25混杂料油石比为4.3%，Thiopave与沥青比率为30∶70，抗剥落剂掺量为

沥青质量的08%；一般SBS改性AC25沥青混杂料油石比为

4.0%，特种沥青+ThiopaveAC25混杂料油石比为4.8%，

Thiopave与沥青的比率为35∶65。Thiopave混杂料

试件采用快速养生的方法：混杂料成型后先冷却至室温，然

后放入60℃的烘箱内养生24h，接着在自然状态下冷却到

室温，完成快速养生。

2Thiopave沥青混杂料性能

经过马歇尔试验测定、计算相应体积指标，渗水试验采

用10cm轮碾车辙板，分两层，每层依照规范要求碾压成型。在渗水系数检验过程中发现ATB25、AC25的轮碾成型试件表面空隙较大，水会很快向四周扩散并从试件表面流出，无法

正确测出其渗水性能，即横向渗水现象明显。为了正确考据其纵向渗水性，试验过程中将试件表面密封后再进行测量，试验结果如表6所示。

由表6可知，Thiopave沥青混杂料的最正确胶结料用量（Thiopave+沥青）对照一般沥青有所增加，但实质沥青资料用量相对减小，可以有效地节约沥青用量，而体积指标差异

不大；对于同级配混杂料，沥青混杂料室内纵向渗水试验收效变化不明显。

高温牢固性是议论沥青混杂料性能的重要指标。在高温

和荷载作用下，不良的高温牢固性将使

表6不同样沥青混杂料体积指标及渗水试验结果

混杂料种类油石比/%毛体积密度/（g?cm-3）理论密度/

g?cm-3）VV/%VMA/%VFA/%渗水系数/（mL?min-1）ATB253.72.5092.6284.512.663.9102ThiopaveATB25（30∶70）4.3（3.02）

ThiopaveAC25（35∶65）4.8（3.12）

沥青路面产生车辙、推拥等病害。分别采用马歇尔试验

和车辙试验议论沥青混杂料的高温牢固性。对ATB25沥青混

合料，测定

60

下的动牢固度；对

AC25混杂料，

分别测定其

60℃、

70

度。车辙试验采用10cm轮碾车辙板，分两层，每层依照规

范要求碾压成型。相应试验结果如表7所示。

表7不同样沥青混杂料马歇尔及车辙试验结果混杂料种类油石比/%牢固度/kN流值/0.1mm动牢固度/（次?mm-1）

SBS改性AC254.028.57387408（4185）

ThiopaveAC25（35∶65）4.8（3.12）35.69377443（3331）

ThiopaveAC25（40∶60）4.8（2.88）36.033710846（4616）

1）对于牢固度指标，ThiopaveATB25对照一般ATB25

沥青混杂料马歇尔牢固度指标略有降低；ThiopaveAC25沥青

混杂料牢固度随Thiopave用量的增大，变化不大，但明显高

于SBS改性混杂料的牢固度。说明级配不同样，掺加Thiopave

后混杂料的牢固度变化趋势也不同样，Thiopave对于AC型混

合料牢固度的提高优于ATB型混杂料。

（2）对于车辙动牢固度指标，基质沥青ATB25掺入

Thiopave

后动牢固度大幅度提高，掺入

35%Thiopave

与

SBS

改性沥青动牢固度基本持平，掺入

40%Thiopave

时高于

SBS

改性沥青；且随Thiopave用量增大，动牢固度明显提高，从

35%增大至45%后，60℃、70℃动牢固度分别提高了46%、

39%。

平时用残留牢固度和冻融劈裂强度比来议论沥青混杂

料的水牢固性。对照一般或改性沥青混杂料，掺入Thiopave

后，沥青混杂料的残留强度比、残留牢固度均有所降低，说

明Thiopave混杂料水牢固性较一般混杂料差；其中残留牢固度指标变化其实不明显，而冻融劈裂残留强度比明显降低。通过掺入08%抗剥落剂，可改进水牢固度并达到规范要求；特

种沥青拥有必然的抗水损坏性能，水牢固性满足规范要求，

不需别的加入抗剥落剂。

表8不同样沥青混杂料水牢固度指标试验结果

混杂料种类油石比/%冻融劈裂试验残留强度比/%浸水

马歇尔试验残留牢固度/%

3Thiopave沥青混杂料的应用

在某高速公路工程中，对Thiopave沥青混杂料进行了实

际应用。ThiopaveATB25用于底面层，特种沥青+ThiopaveAC25

用于中面层。经实质应用考据，Thiopave沥青混杂料与常用

的热拌沥青混杂料所用生产、施工设备以及生产工艺基本一

致，综合情况优异，也获取了一些经验。

生产Thiopav