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目前高等级公路沥青路面的主要病害有车辙、开裂及水损害等,为了确保沥青路面高强、稳定、安全、耐久的性能要求,改性沥青的使用已成为主要手段。为此,本文在参考国内外大量相关文献和使用经验的基础上,结合佛山一环城际快速干线公路沥青路面的施工,开展湖沥青（TLA）改性沥青混合料的性能和应用技术研究。首先,进行了不同配比的TLA改性沥青试验,结果表明,随着TLA掺量的增加,TLA改性沥青的感温性能和高温性能得到明显改善,但其低温和耐久性能改善效果不佳,主要因TLA中所含的灰分所致,需进一步采用路用性能评价。由此,综合确定了改性效果俱佳且满足各项性能指标要求的TLA经济掺量为40%。其次,根据现场集料分档和《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）推荐的级配范围,选取了9.5mm、4.75mm、2.36mm和0.075mm4个关键筛孔的通过率与油石比5种因素及相应的5种水平,由此选用L25（56）正交试验表安排并进行了马歇尔试验,从而采用正交试验法对表面层TLA改性沥青混合料AC-13C的级配范围进行了优化。通过极差分析法和方差分析法分析了各因素和各水平对各马歇尔试验指标的影响程度和规律,结果表明,2.36mm通过率是稳定度和矿料间隙率的最关键影响因素,油石比是空隙率、流值和沥青饱和度的最关键影响因素。同时,分析了各马歇尔指标要求的各因素和水平的最佳组合,由此,确定了满足各指标要求的TLA改性沥青混合料AC-13C的级配范围。再次,根据AC-13C的级配优化结果进行了TLA改性沥青混合料和普通沥青混合料的配合比设计,同时,按规范推荐级配范围进行了中面层TLA改性沥青混合料和普通沥青混合料AC-20C的配合比设计。由此,对最佳配合比的AC-13C和AC-20C的路用性能进行了试验,并分别进行了TLA改性沥青混合料与普通沥青混合料之间的性能对比,结果表明,由于TLA天然沥青的掺入,在矿料和级配类型相同的情况下,TLA改性沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性、水稳定性以及抗滑和抗渗水性能都得到了明显改善。然后,根据室内试验结果提出了TLA改性沥青混合料的施工方法、关键技术和质量控制措施及标准,重点分析了TLA灰分含量对混合料抽提试验的级配和油石比结果的影响。据此,在佛山一环城际快速干线K4+600K4+900段和K24+300K24+600段分别进行了中面层AC-20C和表面层AC-13C试验路施工,并进行了现场施工质量监控,检测分析了试验路的压实效果与路面强度和刚度。结果表明,施工过程中拌和楼油石比和级配控制较好,施工过程组织良好,压实效果优良,通车半年来,试验路使用效果良好。总之,本研究提出的TLA改性沥青及混合料的配合比、性能评价指标、施工工艺和关键技术及施工质量控制标准,为TLA改性沥青及混合料的进一步推广应用提供了合理的参考。