陳 利 平

(山西遠大公路橋梁建設養(yǎng)護有限公司，山西 忻州 034000)

MAC改性瀝青是一種新型的路面材料，在美國、加拿大等國家已有二十余年的使用經(jīng)驗。與我國常用的SBS改性瀝青相比，路用性能不相上下，但改性費用只有SBS的60%，性價比高。由于經(jīng)濟效益顯著，MAC改性瀝青在我國一些省市的高速公路新建或改擴建工程中得到廣泛應用，使用效果良好，瀝青路面耐久性和高溫穩(wěn)定性顯著提高。

MAC改性瀝青具有較高粘度和穩(wěn)定性(如圖1所示)，高溫時瀝青粘度是普通瀝青的10倍，是SBS改性瀝青的2倍，特別適用于粗集料骨架(嵌擠)結構，將其應用于SMA結構，能保證骨料表面有較厚的瀝青膜，不加纖維穩(wěn)定劑，也不析漏。在保證使用性能的條件下，使SMA降低材料成本20%左右，同時減少施工難度，大幅降低工程造價。

1 概述

MAC改性瀝青，是多級瀝青的縮寫，英文全稱：MULTIGR ADEASPHALT CEMENT，具有粘度大、軟化點高、感溫性小、抗老化性能好等優(yōu)點。與我國常用的AH-70基質(zhì)瀝青進行性能比較(見表1)，可以看出，基質(zhì)瀝青的溫度敏感性明顯高于MAC瀝青。在拌制的混合料抗老化性能對比上，MAC改性瀝青要明顯比基質(zhì)瀝青優(yōu)越。SBS是我國使用最多的改性瀝青，將其與MAC進行性能對比，SBS的粘度和抗老化性能明顯不如MAC，但其在彈性恢復和低溫勁度上比MAC略強。

表1 MAC-70號與AH-70性能對比

在我國開展的研究表明，MAC改性瀝青可將瀝青PG等級由PG64-22提高到PG76-22,PG82-28，軟化點達到80 ℃以上。將MAC改性瀝青應用于路面鋪筑，可使得路面性能得到全面提升，使得成型后的路面耐久性和抗車轍能力顯著提高，路面發(fā)生的病害明顯減少，路面壽命得到有效延長。

SMA路面(英文：Stone Matrix Asphalt，簡稱SMA)是一種新型的瀝青混凝土路面結構，在高速公路路面鋪設中使用最多，具有抗車轍能力強，耐高溫、抗低溫、穩(wěn)定性好、不開裂、不透水、防水性能好、路面噪聲小、使用壽命長等優(yōu)點。與普通瀝青碎石路面相比，SMA路面的特點在于瀝青用量大(一般在6%左右，是普通瀝青路面的2倍)，粗集料多，礦粉高達10%。

在SMA路面施工中應用MAC瀝青，能充分利用其高粘度的特性，在集料表面形成較厚的瀝青膜而不發(fā)生離析，增強瀝青與集料的粘結力，有效阻止水分侵入，在起到抗水毀作用的同時，還具有顯著的高溫抗車轍能力，能顯著提升路面的耐久性。

在某高速公路施工中，路面結構層設計如下：4 cm厚SMA上面層(MAC瀝青)+5 cm厚AC-20中面層+6 cm厚AC-25下面層，成型后的路面壓實度99%、現(xiàn)場空隙率5.4%、構造深度0.86，各項路用性能指標均達到設計要求，且混合料和易性好。筆者對該MAC瀝青SMA路面施工中的各工序要點進行了總結，以期借鑒。

2 混合料設計要點

在瀝青混合料中，配合比設計和施工水平是影響路面質(zhì)量和使用壽命的最直接因素，須重視和采取有效措施確?；旌狭显O計質(zhì)量。

MAC改性瀝青SMA混合料和普通瀝青SMA混合料的設計方法基本相同，不同之處在于粘結料采用MAC改性瀝青時，可添加纖維穩(wěn)定劑,也可不添加。本項目選擇添加纖維穩(wěn)定劑。

MAC改性瀝青須在高溫下進行澆模。由于MAC改性瀝青的高溫粘度大，要想實現(xiàn)在較低溫度下基質(zhì)瀝青或其他改性瀝青就能達到的流體狀態(tài)，達到真實的軟化點結果，就須加熱到更高溫度，使得瀝青完全融化均勻。

與SBS改性瀝青相同，制備MAC改性瀝青混合料試件時，從粘溫曲線得到的拌和與擊實成型溫度太高。在進行的混合料配合比試驗中，應根據(jù)不同的混合料類型采取適宜的溫度，一般拌和溫度控制在170 ℃～190 ℃，SMA混合料擊實成型溫度控制在170 ℃～175 ℃。在進行配比設計時，MAC改性瀝青混合料中的瀝青用量應不高于基質(zhì)瀝青用量。

由于馬歇爾試驗結果和現(xiàn)場碾壓工藝不同，且混合料拌和精度誤差必然存在，可降低0.1個百分點的瀝青用量，有助于防止路面泛油和空隙率偏低。在本項目中，確定最佳瀝青用量為5.7%，確定10 mm～20 mm∶5 mm～10 mm∶砂∶礦粉∶瀝青用量=42∶34∶14∶10∶5.8。

3 原材料質(zhì)量

在SMA路面施工中，為確保路面質(zhì)量達到設計要求，須做好混合料級配設計，從源頭上進行原材料質(zhì)量控制，堅持對施工各環(huán)節(jié)采取有效的質(zhì)量控制措施。

1)MAC改性瀝青。SMA路面采用MAC70號(麥克)改性瀝青。2)粗集料。在SMA混合料中，粗集料起嵌擠作用，須用堅硬、粗糙的硬質(zhì)石料。在本項目施工中，采用10 mm～15 mm,5 mm～10 mm兩組玄武巖石料，要求表面粗糙，棱角性好，其中的針片狀含量控制在9.9%以下，壓碎值7.7%，磨光值55BPN，與瀝青的粘附性達到4級。3)細集料。采用玄武巖機制砂，具有一定的粗細級配。4)礦粉。SMA混合料中的礦粉用量大，礦粉質(zhì)量直接影響混合料質(zhì)量。本項目采用磨細的石灰?guī)r粉，嚴禁使用回收粉。為提高混合料質(zhì)量，在礦粉中摻加占礦粉總量30%且不超過礦料總量2%的生石灰粉。5)纖維穩(wěn)定劑。采用木質(zhì)素纖維，技術指標見表2，摻量為混合質(zhì)量的0.3%。

表2 采用的木質(zhì)素纖維檢測結果

4 施工要點

MAC改性瀝青的最大特性在于粘度高，要明顯優(yōu)于基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青，作為SMA混合料的粘結料使用特別適用。

MAC瀝青混合料施工與普通瀝青沒有多大區(qū)別。只是在進行施工溫度控制時，要求有較高的施工溫度(比SBS改性瀝青高)，MAC瀝青溫度較普通瀝青高10 ℃～20 ℃,要特別注意進行碾壓溫度控制，要求碾壓終了溫度不低于110 ℃，壓實作業(yè)須嚴格遵循“高溫、強振、快壓”的原則進行。

4.1 MAC改性瀝青生產(chǎn)

在基質(zhì)瀝青中摻加適量MAC改性劑，攪拌均勻后，通過系列的化學反應生產(chǎn)出大量的極性物質(zhì)，進行聚集后形成網(wǎng)狀格架結構，大大增強瀝青的內(nèi)聚力，同時增強瀝青與集料表面的粘附力。在MAC改性瀝青生產(chǎn)中，采用的基質(zhì)瀝青應為中間基瀝青。在本項目施工中，MAC改性劑由山東華瑞道路材料公司生產(chǎn)，使用AH-70道路瀝青為基質(zhì)瀝青。生產(chǎn)流程：在反應罐中，將基質(zhì)瀝青加熱至195 ℃～200 ℃。開動攪拌機，同步緩慢勻速加入改性劑。改性劑摻量按基質(zhì)瀝青2.5%(外摻)進行控制，投料時間控制在20 min左右。繼續(xù)不間斷攪拌30 min，同時上下打循環(huán)攪拌20 min，改性瀝青出料，出廠裝車溫度控制在180 ℃。要求做到每罐改性瀝青必檢，進行軟化點實驗，要求軟化點指標不低于70。MAC改性瀝青運到拌和廠后，直接泵送入瀝青儲存罐中，不允許使用鋁制容器進行運輸和存儲。要求將瀝青裝車溫度控制在180 ℃，運到拌和廠的溫度應不低于150 ℃，須將裝卸間隔時間控制在36 h內(nèi)。

4.2 混合料拌和

拌和前，各集料(含礦粉)應充分烘干，瀝青加熱到180 ℃，集料加熱溫度控制在不低于180 ℃，拌和時間控制在50 s～60 s，根據(jù)混合料出料質(zhì)量可適當延長，混合料的出廠溫度不低于180 ℃。

在進行混合料拌和中，要求將木質(zhì)素纖維摻加質(zhì)量允許誤差控制在±10%內(nèi)，油石比誤差控制在±0.3%以內(nèi)。

各施工環(huán)節(jié)的溫度控制見表3。

表3 某現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)的溫度控制 ℃

4.3 混合料運輸

混合料粘性較大，運輸車槽內(nèi)壁應清理干凈，均勻涂抹一層隔離劑。裝料時，料堆呈品字形進行移動裝料。

運料車行進途中，應使用苫布或棉被包裹車廂，防止料堆表面降溫結殼。運至施工現(xiàn)場的混合料溫度應不低于175 ℃。

4.4 混合料攤鋪

采用一臺攤鋪機半幅全寬路面攤鋪，表面層不允許留縱向接縫。

攤鋪機應緩慢、均勻、連續(xù)不間斷進行攤鋪，速度控制在1 m/min～2 m/min，為確保路面平整度，禁止攤鋪機隨意變換速度或中途停頓，盡量作到每天收工停機一次。當遭遇下雨、下承層潮濕或施工現(xiàn)場溫度低于15 ℃時，應停止鋪攤作業(yè)。

4.5 混合料壓實

與普通瀝青混合料壓實相同，碾壓作業(yè)分為初壓、復壓和終壓三個環(huán)節(jié)。壓路機組合和碾壓方式如表4所示。

表4 碾壓作業(yè)機械及組合方式

初壓溫度要求不得低于170 ℃，復壓溫度要求不得低于160 ℃，終壓溫度要求不得低于125 ℃。

碾壓速度控制在3.0 km/h。碾壓作業(yè)須采用鋼輪壓路機，嚴禁使用膠輪壓路機，嚴禁低溫狀態(tài)下的反復碾壓。

終壓后路面混凝土溫度低于50 ℃時，開放交通。