高速路面上面層應(yīng)用MAC改性瀝青施工要點

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改性瀝青屬于多級化學(xué)改性瀝青范疇，在美國和加拿大是一項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)，性價比高，其改性成本僅為SBS的60%。在我國部分地區(qū)使用較多，在高速公路新建或改擴建工程中得到了廣泛應(yīng)用。

將適量MAC改性劑摻入瀝青中，在拌和均勻過程中進行化學(xué)反應(yīng)，大量的極性物質(zhì)產(chǎn)生，其進行聚集后就會形成一種網(wǎng)狀格架結(jié)構(gòu)，能夠使得瀝青的內(nèi)聚力顯著增強。同時，瀝青極性得到加強，能有效增強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、軟化點高、感溫性小、抗老化性能好等優(yōu)點。隨著時間的流逝，在室溫狀態(tài)下的基質(zhì)瀝青或其他改性瀝青的流動性明顯增加。MAC改性瀝青則表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，不會產(chǎn)生離析，長時間呈凝膠狀，不會隨時間而流動。

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，無需進行纖維和其他改性劑的摻加。通過進行混合料配比優(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，具有其他瀝青不可比擬的明顯優(yōu)勢。

MAC改性瀝青抗老化能力顯著。在開展的某項研究中，通過進行薄膜烘箱加熱試驗對瀝青粘度變化進行分析。研究結(jié)果表明，隨著加熱時間的延長，MAC改性瀝青的粘度增長變化要明顯比基質(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性能指標(biāo)，路面成型后表現(xiàn)出優(yōu)異的耐久性和抗車轍能力，還能將路面病害有效減少，將路面使用壽命有效延長。

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，抗老化能力強的MAC改性瀝青。設(shè)計的路面層結(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。本項目上面層采用的碎石以玄武巖經(jīng)錘式軋石機軋制。碎石呈黑色，質(zhì)地堅硬，經(jīng)檢測其摩氏度在7級以上，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。本項目采用50%的石灰?guī)r磨細的礦粉與50%的生石灰粉混合均勻，其質(zhì)量潔凈、干燥。4)MAC改性瀝青。本項目采用的MAC-70改性瀝青由AH-70(70號重交通道路瀝青)摻加MAC改性劑生產(chǎn)。

MAC瀝青運至拌和場時，存儲罐不應(yīng)含有殘留基質(zhì)瀝青等，不得使用鋁制存儲罐。MAC瀝青運至拌和場后，指定專人進行溫度檢測，要求瀝青溫度在150 ℃及以上。將溫度檢測合格的瀝青須直接泵入貯存罐中進行儲存，但總儲存時間要求不超過24 h。存儲罐須采取加熱、保溫措施。每3 h攪拌1次，每次20 min。

在拌和場，應(yīng)盡量少儲存MAC瀝青，做到隨進隨用，用時多存，不用時少存，貯存溫度不低于160 ℃。

3 配合比設(shè)計

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

在進行礦料級配設(shè)計時，應(yīng)利用計算機自動進行礦料級配合成計算。本項目采用的礦料級配組成見表1。

表1 某MAC瀝青混凝土路面礦料級配表

在進行目標(biāo)配合比設(shè)計時，要充分考慮有效利用材料，注重4.75 mm,2.36 mm,0.075 mm三種篩孔的通過率，使之盡量接近要求范圍中值且圓順、少折角。在本項目中，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。

進行馬歇爾試件制作，檢驗高溫穩(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。最后進行試驗段驗證。

4 施工要點

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

1)混合料拌制。MAC-70號改性瀝青對溫度的要求比較嚴(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行質(zhì)量控制。MAC瀝青混合料與普通熱瀝青混合料進行拌和的不同之處，要求集料須干燥，通過采取增高集料加熱溫度、增加加熱時間、延長拌和時間等方法除去粗細集料水分。否則，混合料含水分過大時，路面容易泛油且不易壓實，嚴(yán)重影響路面的使用壽命。在本項目中，瀝青混凝土拌和站生產(chǎn)過程實施全自動控制。在拌和前，先對瀝青加熱，加熱溫度185 ℃左右，并保證受熱均勻。在拌和機內(nèi)及出廠的混合料溫度宜為160 ℃～195 ℃?；旌狭铣隽蠒r，目視檢測混合料質(zhì)量，要求混合料拌和均勻，不存在花白料、結(jié)團和離析等現(xiàn)象。由于MAC瀝青粘度較大，且對溫度要求較高，在進行混合料拌和過程時，須對瀝青管線采取有效的保溫措施。同時，為避免出現(xiàn)堵塞瀝青泵網(wǎng)眼的情況，要求采用的過濾器網(wǎng)眼須在9.5 mm以上。

2)混合料運輸。MAC混合料運輸途中，運輸車須加蓋雙層篷布，以防止表面結(jié)硬，并保證運至攤鋪地點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，攤鋪作業(yè)須連續(xù)不間斷的進行，將攤鋪機和壓路機停頓次數(shù)盡量減少，爭取做到每日收工停機一次?；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。在攤鋪施工前，應(yīng)對鋪攤機熨平板充分預(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，在鋪攤過程中，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。

在本項目施工中，采用一臺攤鋪機進行半幅全寬攤鋪，鋪攤機具備自動找平、振搗夯實等功能，松鋪系數(shù)1.2，攤鋪速度按1.5 m/min～2.0 m/min進行控制。

4)混合料壓實。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，同時采取連續(xù)碾壓，嚴(yán)禁采用分段碾壓方式。須設(shè)置專人進行碾壓溫度檢測，監(jiān)督壓路機碾壓速度、次數(shù)等。

依據(jù)高溫壓實、高頻低幅、跟蹤碾壓的原則進行，確保面層碾壓密實，無裂縫、脫皮、泛油、石子外露、接縫跳車等問題，各指標(biāo)符合設(shè)計要求。

在MAC改性瀝青混合料壓實作業(yè)中，由于瀝青粘附性較大，全部采用雙鋼輪壓路機進行路面壓實，膠輪壓路機須嚴(yán)禁使用。為保證在盡可能高的混合料溫度下的碾壓效果，要求壓路機須緊隨攤鋪機進行作業(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溫度不低于120 ℃。

在本項目中，在初壓階段，要求使用DD-130壓路機靜壓1遍。在復(fù)壓階段，為確保混合料碾壓密實，要求使用DD-110,DD-130兩臺壓路機呈梯隊進行作業(yè)，微振2遍。在終壓階段，要求DD-110壓路機靜壓2遍，以消除輪跡印。在壓實過程中，要求相鄰的碾壓帶重疊寬度10 cm～20 cm，壓路機倒車時應(yīng)停止振動，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。

對瀝青面層混合料的壓實效果采用空隙率和壓實度雙向控制指標(biāo)。本項目的現(xiàn)場面層混合料空隙率為3%～6%，壓實度實測芯樣達到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，方可開放交通。

5 結(jié)語

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，能有效提高路面的抗車轍能力，顯著增強其耐久性和抗老化能力，使得路面使用壽命得到有效延長。

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)，將半剛性基層開裂引起的路面裂縫問題有效解決，能將路面滲水及時排除，使得瀝青路面的早期水損壞問題得到有效解決，能使得路面使用壽命顯著延長。

大量的工程實踐表明，MAC改性瀝青性價比顯著，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。