高速路面上面层应用MAC改性沥青施工要点

罗 晓 琴

(山西省介休公路管理段，山西 介休 032000)

1 MAC改性沥青特性

MAC改性沥青属于多级化学改性沥青范畴，在美国和加拿大是一项使用非常成熟的新型沥青材料。该沥青路面性能良好，软化点通常在80 ℃以上，具有与SBS改性沥青不相上下的相关性能指标，性价比高，其改性成本仅为SBS的60%。在我国部分地区使用较多，在高速公路新建或改扩建工程中得到了广泛应用。

将适量MAC改性剂掺入沥青中，在拌和均匀过程中进行化学反应，大量的极性物质产生，其进行聚集后就会形成一种网状格架结构，能够使得沥青的内聚力显著增强。同时，沥青极性得到加强，能有效增强沥青与集料表面的粘附性，大大提高沥青与碎石的胶结强度，混合料稳定性显著提高。

MAC改性沥青具有粘度大、软化点高、感温性小、抗老化性能好等优点。随着时间的流逝，在室温状态下的基质沥青或其他改性沥青的流动性明显增加。MAC改性沥青则表现出良好的稳定性，不会产生离析，长时间呈凝胶状，不会随时间而流动。

MAC改性沥青具有较高的高温粘度，可使得混合料在热状态下仍能给集料覆以较厚的沥青膜而不离析，无需进行纤维和其他改性剂的掺加。通过进行混合料配比优化，并在确保施工质量的前提下，显著提升沥青路面耐久性，有效改善路面的高温稳定性。MAC改性沥青表现出的这一特性，将其应用于大碎石柔性基层结构时，具有其他沥青不可比拟的明显优势。

MAC改性沥青抗老化能力显著。在开展的某项研究中，通过进行薄膜烘箱加热试验对沥青粘度变化进行分析。研究结果表明，随着加热时间的延长，MAC改性沥青的粘度增长变化要明显比基质沥青低，表现出良好的抗老化性能。进行路面铺筑后，随着使用年限的增加，MAC改性沥青的残留针入度缓慢降低，而基质沥青则是急剧降低。

MAC改性沥青具有显著的路用性能。将其应用于路面铺筑，能全面提高沥青路面各项性能指标，路面成型后表现出优异的耐久性和抗车辙能力，还能将路面病害有效减少，将路面使用寿命有效延长。

2 原材料质量

在某高速公路段，为提高路面高温稳定性和耐久性，表面层决定采用感温性小，抗老化能力强的MAC改性沥青。设计的路面层结构为：4 cm厚AK-13A上面层+5 cm厚AC-20Ⅰ中面层+6 cm厚AC-25Ⅱ下面层。

1)碎石。本项目上面层采用的碎石以玄武岩经锤式轧石机轧制。碎石呈黑色，质地坚硬，经检测其摩氏度在7级以上，颗粒形状呈立体状。2)砂。采用人工砂，要求颗粒组成良好，与改性沥青具有良好的粘附性。3)矿粉。本项目采用50%的石灰岩磨细的矿粉与50%的生石灰粉混合均匀，其质量洁净、干燥。4)MAC改性沥青。本项目采用的MAC-70改性沥青由AH-70(70号重交通道路沥青)掺加MAC改性剂生产。

MAC沥青运至拌和场时，存储罐不应含有残留基质沥青等，不得使用铝制存储罐。MAC沥青运至拌和场后，指定专人进行温度检测，要求沥青温度在150 ℃及以上。将温度检测合格的沥青须直接泵入贮存罐中进行储存，但总储存时间要求不超过24 h。存储罐须采取加热、保温措施。每3 h搅拌1次，每次20 min。

在拌和场，应尽量少储存MAC沥青，做到随进随用，用时多存，不用时少存，贮存温度不低于160 ℃。

3 配合比设计

在MAC-70号沥青试验浇模时，其温度要求不得低于180 ℃。在浇模和混合料制备前，须进行充分搅拌，保证拌和均匀。在进行的沥青针入度试验中，在浇模后有气泡出现在样品表面时，应迅速用喷灯在其表面扫过以将气泡消除。

在进行矿料级配设计时，应利用计算机自动进行矿料级配合成计算。本项目采用的矿料级配组成见表1。

表1 某MAC沥青混凝土路面矿料级配表

在进行目标配合比设计时，要充分考虑有效利用材料，注重4.75 mm,2.36 mm,0.075 mm三种筛孔的通过率，使之尽量接近要求范围中值且圆顺、少折角。在本项目中，确定的上面层改性沥青MAC-13矿料组成比例如下：10 mm～15 mm∶5 mm～10 mm∶砂∶石粉∶矿粉=26∶35∶16∶20∶3。

进行马歇尔试件制作，检验高温稳定性是否合格，最终确定目标配合比，还须经生产配合比调试。本项目确定的最佳油石比为5.0%，空隙率为5.1%，饱和度为69.4%，最大密度为2.496 g/cm3。最后进行试验段验证。

4 施工要点

在MAC沥青混凝土施工中，由于各工序对温度要求较高，应严格进行施工组织设计，严格按确定的生产工艺进行施工。

1)混合料拌制。MAC-70号改性沥青对温度的要求比较严格，混合料拌制温度是保证施工质量的关键之一，应严格按照确定的施工温度进行质量控制。MAC沥青混合料与普通热沥青混合料进行拌和的不同之处，要求集料须干燥，通过采取增高集料加热温度、增加加热时间、延长拌和时间等方法除去粗细集料水分。否则，混合料含水分过大时，路面容易泛油且不易压实，严重影响路面的使用寿命。在本项目中，沥青混凝土拌和站生产过程实施全自动控制。在拌和前，先对沥青加热，加热温度185 ℃左右，并保证受热均匀。在拌和机内及出厂的混合料温度宜为160 ℃～195 ℃。混合料出料时，目视检测混合料质量，要求混合料拌和均匀，不存在花白料、结团和离析等现象。由于MAC沥青粘度较大，且对温度要求较高，在进行混合料拌和过程时，须对沥青管线采取有效的保温措施。同时，为避免出现堵塞沥青泵网眼的情况，要求采用的过滤器网眼须在9.5 mm以上。

2)混合料运输。MAC混合料运输途中，运输车须加盖双层篷布，以防止表面结硬，并保证运至摊铺地点的沥青混合料温度不低于155 ℃。

3)混合料摊铺。为确保面层平整度，摊铺作业须连续不间断的进行，将摊铺机和压路机停顿次数尽量减少，争取做到每日收工停机一次。混合料的摊铺温度不得低于155 ℃。

MAC改性沥青混合料与常规热拌沥青混合料不同，其粘度较大，粘附力很强。在摊铺施工前，应对铺摊机熨平板充分预热，后雪橇采用钢滑靴式结构。为保证成型后路面的平整度和外观质量，应及时将油水均匀涂抹在钢滑靴底部，避免出现混合料粘结导致拖痕形成。同时，在铺摊过程中，为保证粗集料形成良好的嵌挤效果，可将夯锤振捣频率适当提高。

在本项目施工中，采用一台摊铺机进行半幅全宽摊铺，铺摊机具备自动找平、振捣夯实等功能，松铺系数1.2，摊铺速度按1.5 m/min～2.0 m/min进行控制。

4)混合料压实。MAC混合料的碾压温度范围及温度控制较普通沥青混合料要求更严格，同时采取连续碾压，严禁采用分段碾压方式。须设置专人进行碾压温度检测，监督压路机碾压速度、次数等。

依据高温压实、高频低幅、跟踪碾压的原则进行，确保面层碾压密实，无裂缝、脱皮、泛油、石子外露、接缝跳车等问题，各指标符合设计要求。

在MAC改性沥青混合料压实作业中，由于沥青粘附性较大，全部采用双钢轮压路机进行路面压实，胶轮压路机须严禁使用。为保证在尽可能高的混合料温度下的碾压效果，要求压路机须紧随摊铺机进行作业，确保将碾压温度范围控制在130 ℃～150 ℃范围内，要求混合料的最终压实温度不低于120 ℃。

在本项目中，在初压阶段，要求使用DD-130压路机静压1遍。在复压阶段，为确保混合料碾压密实，要求使用DD-110,DD-130两台压路机呈梯队进行作业，微振2遍。在终压阶段，要求DD-110压路机静压2遍，以消除轮迹印。在压实过程中，要求相邻的碾压带重叠宽度10 cm～20 cm，压路机倒车时应停止振动，避免出现鼓包。

路面接缝须采用横向平接缝，不采用纵向接缝。

对沥青面层混合料的压实效果采用空隙率和压实度双向控制指标。本项目的现场面层混合料空隙率为3%～6%，压实度实测芯样达到98%，平整度标准偏差为0.687 mm。

路面施工结束后，在温度下降至60 ℃以下时，方可开放交通。

5 结语

MAC沥青是一种新型路用材料，可将沥青混合料的路用性能有效提高。应用于路面表面层时，能有效提高路面的抗车辙能力，显著增强其耐久性和抗老化能力，使得路面使用寿命得到有效延长。

MAC改性沥青使用范围广，适用于各种沥青路面，特别适用于集料骨架嵌挤结构路面，如SMA混合料。还有就是沥青大碎石柔性基层结构，将半刚性基层开裂引起的路面裂缝问题有效解决，能将路面渗水及时排除，使得沥青路面的早期水损坏问题得到有效解决，能使得路面使用寿命显著延长。

大量的工程实践表明，MAC改性沥青性价比显著，作为路面表层使用，能有效改善路面的高温稳定性与耐久性，形成的抗滑表层感温性小，具有极大的推广和应用前景。