复合增效型MAC-10在高速公路车辙快速维修中的应用

许 亮，蒋龙松，卢辉庭

(苏交科集团股份有限公司 南京市 211112)

某高速公路地处长三角经济流域，随着经济总量逐年增长，该高速公路交通量迅速上升。在交通荷载的作用下，路面性能逐年降低，出现了松散和坑槽病害，同时在夏季高温作用下路面逐渐出现车辙病害，影响行车的安全性和舒适性。该路段在运营过程中针对各种病害及严重程度，采取了相应的小修保养措施，但随着使用年限增加，部分路段车辙较为严重，导致每年养护经费逐渐增加，考虑到养护资金利用率及寿命周期养护理念，本路段迫切需要在综合评价路面方案的基础上，针对性地选择经济合理、低碳环保的路面养护方案，以此提高路面使用品质，延长路面使用寿命。

1 路面性能分析

目前该高速公路处于设计周期末期，对高速公路路面平整度、车辙、破损、抗滑性能、结构强度进行调查，按照国检评分标准(平整度大于2.3m/km，车辙大于10mm，破损小于90)针对各指标进行分析，目前高速公路平整度、结构强度、抗滑性能、破损评价均在良以上，暂不需要处治，而路面车辙部分路段评价指标较差，局部路段出现较为严重的沉陷、坑槽、松散等病害，是目前亟需解决的病害，路面车辙路段评价指标如图1所示。

从图1可知，现阶段，高速公路绝大部分路段车辙深度在10mm以下，下行方向个别段落K140～K142车辙深度大于10mm，不满足国检评分指标要求，且现场调查发现该路段出现了局部的沉陷、坑槽、松散等病害。本项目主要针对高速公路路面局部沉降路段、局部车辙路段和其他局部病害提出经济、合理、有效的处治方案。

2 养护方案经济性分析

目前针对路面车辙及局部病害处治的方案主要有罩面、铣刨重铺、现场热再生以及MAC-10罩面等，其中复合增效型沥青混合料MAC-10是在改性沥青中添加复合增效剂，其高温抗车辙性能较好，并且容易碾压密实，同时减少了生产能耗和温室气体排放。适用于车辙较小，采用浅铣刨后的填补，或者采用MAC超薄罩面的预防性养护。

为了分析不同养护技术方案的经济效益，本节对比4cm改性沥青SMA-13罩面、铣刨重铺4cm改性沥青SMA-13、4cm现场热再生SMA-13以及铣刨重铺2.5cm MAC-10技术的成本单价，成本单价主要包括生产环节直接工程费、其他工程费、间接费、利润及税金、安全生产费等。材料价格以江苏省交通运输工程定额站发布的材料单价和市场价格为基础，见图2所示。

由图2可知复合增效型MAC-10成本单价相比铣刨重铺SMA-13方案低29.4元/m2，其中复合增效型MAC-10成本费用主要为材料成本和其他工程费，而铣刨重铺SMA-13方案的主要费用为原材料生产费用。由此可见，相比铣刨重铺方案，复合增效型MCA-10方案具有更好的经济效益。

为了对比各个养护方案节能减排效益，针对不同的设备和工程案例展开了详细调研，其中现场热再生综合能耗典型值采用1.1kg/m2柴油，其余环节与新建沥青路面相同，均参考《中国能源统计年鉴》(2011版)数据库、中国本地化产品寿命周期分析LCA基础数据库CLCD等，计算得到各个方案碳排放当量如图3所示。

由图3结果可知，复合增效型MAC-10方案碳排放量较罩面和铣刨重铺方案分别降低50.9%和53.6%，由此说明复合增效型MAC-10方案相比罩面和铣刨重铺方案具有显著的节能减排效果。根据各个养护方案经济效益和节能减排效益综合比选结果，复合增效型MAC-10具有良好的经济性和节能效益，适用于车辙和局部病害处治路段，因此，选择铣刨复合增效型MAC-10方案针对宁沪方向车辙较差和局部病害路段进行处治。

3 MAC-10混合料性能验证

MAC-10混合料中复合增效剂的掺量为矿料质量的0.35%，室内马歇尔试验结果得到沥青用量为5.5%。

复合增效MAC-10混合料抽提试验结果见表1所示，试验结果表明复合增效MAC-10级配曲线均在级配要求范围内，满足规范要求。

表1 复合增效MAC-10抽提试验结果

复合增效MAC-10混合料马歇尔体积指标试验结果见表2所示，试验结果表明MAC-10混合马氏体积指标均满足规范要求，且具有较好的稳定度。

表2 复合增效MAC-10马氏体积指标结果

复合增效MAC-10混合料浸水马歇尔试验结果见表3所示，试验结果表明MAC-10的残留稳定度为87%，大于规范值85%，满足要求。

表3 复合增效MAC-10浸水马歇尔稳定度结果

通过对复合增效型MAC-10混合料相关性能验证试验，从室内试验数据来看，MAC-10具有很高的动稳定度以及良好的残留稳定度和残留强度比，结果表明，MAC-10具有良好的抗车辙性和水稳定性，可以较好地提高沥青混合料的压实特性，延长施工时间，适合于高速公路薄层类养护方案。

4 试验段跟踪观测

在试验段复合增效MAC-10施工完成后，测试了路面压实度、透水系数、摩擦系数和结构深度，现场检测结果均满足设计要求。

表4 复合增效型MAC-10混合料实施状况检测

注：1.按马歇尔标准密度计算；2.按最大理论密度计算

针对试验段复合增效型MAC-10路面处治后一年进行跟踪观测，见表5所示。

表5 复合增效型MAC-10路面跟踪观测

从试验段MAC-10路面跟踪观测结果可知，处治前试验段平整度指标满足要求，破损指标处于临界值范围，局部路段坑槽、松散病害、车辙指标不满足要求，经过铣刨重铺2.5cm MAC-10一年后跟踪观测表明，各项指标均满足要求，且车辙发展缓慢仅为4.9mm，结果表明，MAC-10混合料具有良好的高温稳定性，具有较好的经济效益和节能减排效果。

5 结论

通过综合比选各种养护方案，针对复合增效型MAC-10混合料在高速公路车辙快速维修中的应用，得到主要结论如下：

(1)相较于罩面和铣刨重铺方案，复合增效型MAC-10具有良好的经济性和节能减排效益，适用于车辙和局部病害处治路段。

(2)室内试验结果表明MAC-10具有很高的动稳定度以及良好的残留稳定度和残留强度比，MAC-10具有良好的抗车辙性和水稳定性，可以较好提高沥青混合料的压实特性，延长施工时间，适合于高速公路薄层类养护方案。

(3)室内试验检测表明MAC-10各项性能均满足要求，跟踪观测一年后各项指标均满足要求，且车辙发展缓慢，由此说明MAC-10混合料具有良好的高温稳定性，适用于公路车辙病害快速处治。