羅 曉 琴

(山西省介休公路管理段，山西 介休 032000)

1 MAC改性瀝青特性

MAC改性瀝青屬于多級(jí)化學(xué)改性瀝青范疇，在美國(guó)和加拿大是一項(xiàng)使用非常成熟的新型瀝青材料。該瀝青路面性能良好，軟化點(diǎn)通常在80 ℃以上，具有與SBS改性瀝青不相上下的相關(guān)性能指標(biāo)，性價(jià)比高，其改性成本僅為SBS的60%。在我國(guó)部分地區(qū)使用較多，在高速公路新建或改擴(kuò)建工程中得到了廣泛應(yīng)用。

將適量MAC改性劑摻入瀝青中，在拌和均勻過(guò)程中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，大量的極性物質(zhì)產(chǎn)生，其進(jìn)行聚集后就會(huì)形成一種網(wǎng)狀格架結(jié)構(gòu)，能夠使得瀝青的內(nèi)聚力顯著增強(qiáng)。同時(shí)，瀝青極性得到加強(qiáng)，能有效增強(qiáng)瀝青與集料表面的粘附性，大大提高瀝青與碎石的膠結(jié)強(qiáng)度，混合料穩(wěn)定性顯著提高。

MAC改性瀝青具有粘度大、軟化點(diǎn)高、感溫性小、抗老化性能好等優(yōu)點(diǎn)。隨著時(shí)間的流逝，在室溫狀態(tài)下的基質(zhì)瀝青或其他改性瀝青的流動(dòng)性明顯增加。MAC改性瀝青則表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，不會(huì)產(chǎn)生離析，長(zhǎng)時(shí)間呈凝膠狀，不會(huì)隨時(shí)間而流動(dòng)。

MAC改性瀝青具有較高的高溫粘度，可使得混合料在熱狀態(tài)下仍能給集料覆以較厚的瀝青膜而不離析，無(wú)需進(jìn)行纖維和其他改性劑的摻加。通過(guò)進(jìn)行混合料配比優(yōu)化，并在確保施工質(zhì)量的前提下，顯著提升瀝青路面耐久性，有效改善路面的高溫穩(wěn)定性。MAC改性瀝青表現(xiàn)出的這一特性，將其應(yīng)用于大碎石柔性基層結(jié)構(gòu)時(shí)，具有其他瀝青不可比擬的明顯優(yōu)勢(shì)。

MAC改性瀝青抗老化能力顯著。在開(kāi)展的某項(xiàng)研究中，通過(guò)進(jìn)行薄膜烘箱加熱試驗(yàn)對(duì)瀝青粘度變化進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明，隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，MAC改性瀝青的粘度增長(zhǎng)變化要明顯比基質(zhì)瀝青低，表現(xiàn)出良好的抗老化性能。進(jìn)行路面鋪筑后，隨著使用年限的增加，MAC改性瀝青的殘留針入度緩慢降低，而基質(zhì)瀝青則是急劇降低。

MAC改性瀝青具有顯著的路用性能。將其應(yīng)用于路面鋪筑，能全面提高瀝青路面各項(xiàng)性能指標(biāo)，路面成型后表現(xiàn)出優(yōu)異的耐久性和抗車(chē)轍能力，還能將路面病害有效減少，將路面使用壽命有效延長(zhǎng)。

2 原材料質(zhì)量

在某高速公路段，為提高路面高溫穩(wěn)定性和耐久性，表面層決定采用感溫性小，抗老化能力強(qiáng)的MAC改性瀝青。設(shè)計(jì)的路面層結(jié)構(gòu)為：4 cm厚AK-13A上面層+5 cm厚AC-20Ⅰ中面層+6 cm厚AC-25Ⅱ下面層。

1)碎石。本項(xiàng)目上面層采用的碎石以玄武巖經(jīng)錘式軋石機(jī)軋制。碎石呈黑色，質(zhì)地堅(jiān)硬，經(jīng)檢測(cè)其摩氏度在7級(jí)以上，顆粒形狀呈立體狀。2)砂。采用人工砂，要求顆粒組成良好，與改性瀝青具有良好的粘附性。3)礦粉。本項(xiàng)目采用50%的石灰?guī)r磨細(xì)的礦粉與50%的生石灰粉混合均勻，其質(zhì)量潔凈、干燥。4)MAC改性瀝青。本項(xiàng)目采用的MAC-70改性瀝青由AH-70(70號(hào)重交通道路瀝青)摻加MAC改性劑生產(chǎn)。

MAC瀝青運(yùn)至拌和場(chǎng)時(shí)，存儲(chǔ)罐不應(yīng)含有殘留基質(zhì)瀝青等，不得使用鋁制存儲(chǔ)罐。MAC瀝青運(yùn)至拌和場(chǎng)后，指定專(zhuān)人進(jìn)行溫度檢測(cè)，要求瀝青溫度在150 ℃及以上。將溫度檢測(cè)合格的瀝青須直接泵入貯存罐中進(jìn)行儲(chǔ)存，但總儲(chǔ)存時(shí)間要求不超過(guò)24 h。存儲(chǔ)罐須采取加熱、保溫措施。每3 h攪拌1次，每次20 min。

在拌和場(chǎng)，應(yīng)盡量少儲(chǔ)存MAC瀝青，做到隨進(jìn)隨用，用時(shí)多存，不用時(shí)少存，貯存溫度不低于160 ℃。

3 配合比設(shè)計(jì)

在MAC-70號(hào)瀝青試驗(yàn)澆模時(shí)，其溫度要求不得低于180 ℃。在澆模和混合料制備前，須進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，保證拌和均勻。在進(jìn)行的瀝青針入度試驗(yàn)中，在澆模后有氣泡出現(xiàn)在樣品表面時(shí)，應(yīng)迅速用噴燈在其表面掃過(guò)以將氣泡消除。

在進(jìn)行礦料級(jí)配設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行礦料級(jí)配合成計(jì)算。本項(xiàng)目采用的礦料級(jí)配組成見(jiàn)表1。

表1 某MAC瀝青混凝土路面礦料級(jí)配表

在進(jìn)行目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮有效利用材料，注重4.75 mm,2.36 mm,0.075 mm三種篩孔的通過(guò)率，使之盡量接近要求范圍中值且圓順、少折角。在本項(xiàng)目中，確定的上面層改性瀝青MAC-13礦料組成比例如下：10 mm～15 mm∶5 mm～10 mm∶砂∶石粉∶礦粉=26∶35∶16∶20∶3。

進(jìn)行馬歇爾試件制作，檢驗(yàn)高溫穩(wěn)定性是否合格，最終確定目標(biāo)配合比，還須經(jīng)生產(chǎn)配合比調(diào)試。本項(xiàng)目確定的最佳油石比為5.0%，空隙率為5.1%，飽和度為69.4%，最大密度為2.496 g/cm3。最后進(jìn)行試驗(yàn)段驗(yàn)證。

4 施工要點(diǎn)

在MAC瀝青混凝土施工中，由于各工序?qū)囟纫筝^高，應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按確定的生產(chǎn)工藝進(jìn)行施工。

1)混合料拌制。MAC-70號(hào)改性瀝青對(duì)溫度的要求比較嚴(yán)格，混合料拌制溫度是保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵之一，應(yīng)嚴(yán)格按照確定的施工溫度進(jìn)行質(zhì)量控制。MAC瀝青混合料與普通熱瀝青混合料進(jìn)行拌和的不同之處，要求集料須干燥，通過(guò)采取增高集料加熱溫度、增加加熱時(shí)間、延長(zhǎng)拌和時(shí)間等方法除去粗細(xì)集料水分。否則，混合料含水分過(guò)大時(shí)，路面容易泛油且不易壓實(shí)，嚴(yán)重影響路面的使用壽命。在本項(xiàng)目中，瀝青混凝土拌和站生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施全自動(dòng)控制。在拌和前，先對(duì)瀝青加熱，加熱溫度185 ℃左右，并保證受熱均勻。在拌和機(jī)內(nèi)及出廠的混合料溫度宜為160 ℃～195 ℃?；旌狭铣隽蠒r(shí)，目視檢測(cè)混合料質(zhì)量，要求混合料拌和均勻，不存在花白料、結(jié)團(tuán)和離析等現(xiàn)象。由于MAC瀝青粘度較大，且對(duì)溫度要求較高，在進(jìn)行混合料拌和過(guò)程時(shí)，須對(duì)瀝青管線采取有效的保溫措施。同時(shí)，為避免出現(xiàn)堵塞瀝青泵網(wǎng)眼的情況，要求采用的過(guò)濾器網(wǎng)眼須在9.5 mm以上。

2)混合料運(yùn)輸。MAC混合料運(yùn)輸途中，運(yùn)輸車(chē)須加蓋雙層篷布，以防止表面結(jié)硬，并保證運(yùn)至攤鋪地點(diǎn)的瀝青混合料溫度不低于155 ℃。

3)混合料攤鋪。為確保面層平整度，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)須連續(xù)不間斷的進(jìn)行，將攤鋪機(jī)和壓路機(jī)停頓次數(shù)盡量減少，爭(zhēng)取做到每日收工停機(jī)一次?；旌狭系臄備仠囟炔坏玫陀?55 ℃。

MAC改性瀝青混合料與常規(guī)熱拌瀝青混合料不同，其粘度較大，粘附力很強(qiáng)。在攤鋪施工前，應(yīng)對(duì)鋪攤機(jī)熨平板充分預(yù)熱，后雪橇采用鋼滑靴式結(jié)構(gòu)。為保證成型后路面的平整度和外觀質(zhì)量，應(yīng)及時(shí)將油水均勻涂抹在鋼滑靴底部，避免出現(xiàn)混合料粘結(jié)導(dǎo)致拖痕形成。同時(shí)，在鋪攤過(guò)程中，為保證粗集料形成良好的嵌擠效果，可將夯錘振搗頻率適當(dāng)提高。

在本項(xiàng)目施工中，采用一臺(tái)攤鋪機(jī)進(jìn)行半幅全寬攤鋪，鋪攤機(jī)具備自動(dòng)找平、振搗夯實(shí)等功能，松鋪系數(shù)1.2，攤鋪速度按1.5 m/min～2.0 m/min進(jìn)行控制。

4)混合料壓實(shí)。MAC混合料的碾壓溫度范圍及溫度控制較普通瀝青混合料要求更嚴(yán)格，同時(shí)采取連續(xù)碾壓，嚴(yán)禁采用分段碾壓方式。須設(shè)置專(zhuān)人進(jìn)行碾壓溫度檢測(cè)，監(jiān)督壓路機(jī)碾壓速度、次數(shù)等。

依據(jù)高溫壓實(shí)、高頻低幅、跟蹤碾壓的原則進(jìn)行，確保面層碾壓密實(shí)，無(wú)裂縫、脫皮、泛油、石子外露、接縫跳車(chē)等問(wèn)題，各指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。

在MAC改性瀝青混合料壓實(shí)作業(yè)中，由于瀝青粘附性較大，全部采用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行路面壓實(shí)，膠輪壓路機(jī)須嚴(yán)禁使用。為保證在盡可能高的混合料溫度下的碾壓效果，要求壓路機(jī)須緊隨攤鋪機(jī)進(jìn)行作業(yè)，確保將碾壓溫度范圍控制在130 ℃～150 ℃范圍內(nèi)，要求混合料的最終壓實(shí)溫度不低于120 ℃。

在本項(xiàng)目中，在初壓階段，要求使用DD-130壓路機(jī)靜壓1遍。在復(fù)壓階段，為確保混合料碾壓密實(shí)，要求使用DD-110,DD-130兩臺(tái)壓路機(jī)呈梯隊(duì)進(jìn)行作業(yè)，微振2遍。在終壓階段，要求DD-110壓路機(jī)靜壓2遍，以消除輪跡印。在壓實(shí)過(guò)程中，要求相鄰的碾壓帶重疊寬度10 cm～20 cm，壓路機(jī)倒車(chē)時(shí)應(yīng)停止振動(dòng)，避免出現(xiàn)鼓包。

路面接縫須采用橫向平接縫，不采用縱向接縫。

對(duì)瀝青面層混合料的壓實(shí)效果采用空隙率和壓實(shí)度雙向控制指標(biāo)。本項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)面層混合料空隙率為3%～6%，壓實(shí)度實(shí)測(cè)芯樣達(dá)到98%，平整度標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.687 mm。

路面施工結(jié)束后，在溫度下降至60 ℃以下時(shí)，方可開(kāi)放交通。

5 結(jié)語(yǔ)

MAC瀝青是一種新型路用材料，可將瀝青混合料的路用性能有效提高。應(yīng)用于路面表面層時(shí)，能有效提高路面的抗車(chē)轍能力，顯著增強(qiáng)其耐久性和抗老化能力，使得路面使用壽命得到有效延長(zhǎng)。

MAC改性瀝青使用范圍廣，適用于各種瀝青路面，特別適用于集料骨架嵌擠結(jié)構(gòu)路面，如SMA混合料。還有就是瀝青大碎石柔性基層結(jié)構(gòu)，將半剛性基層開(kāi)裂引起的路面裂縫問(wèn)題有效解決，能將路面滲水及時(shí)排除，使得瀝青路面的早期水損壞問(wèn)題得到有效解決，能使得路面使用壽命顯著延長(zhǎng)。

大量的工程實(shí)踐表明，MAC改性瀝青性價(jià)比顯著，作為路面表層使用，能有效改善路面的高溫穩(wěn)定性與耐久性，形成的抗滑表層感溫性小，具有極大的推廣和應(yīng)用前景。