MAC沥青混凝土路面上面层施工技术

MAC (麦克风)改性沥青混凝土路面上层工程技术中铁十四局集团第三工程有限公司刘军克【概要】在良好的设计配合比和施工条件下，MAC沥青混合料具有良好的耐久性、耐磨性，在高温下不软化，在低温下具有抗裂性，能显着提高对路面车辙的抵抗力和寿命。 本文结合莱新高速公路施工实践情况，对MAC改性沥青混凝土高层施工技术进行了简要综述。【关键词】MAC沥青混凝土上层施工技术1工程概况：莱至新(泰)高速公路是国道205线高速公路的重要组成部分，其建设贯穿山东省网络主框架“三纵三横一环”南北方向，形成鲁中地区与“三纵三横”相互贯通的另一条纵高速公路，在山东省道路网中处于重要地位，是山东省重点建设项目。 我公司建设的第二合同段从莱芜市东南侧王家港村的博莱高速公路终点开始，南经野虎沟南、唐家宅北、吕家林南，然后沿九龙山东北侧和葫芦山水库西南侧，越过牟汶河，在钢城区西设置钢城设置交通式立体交叉的单家泉从磁莱铁路和旧205国道开始新建本合同的施工内容包括路基施工、路面施工(包括主线k0000-k18段和钢城互交路面施工)、桥梁施工、排水和涵洞施工、防护施工、沿线设施和其他施工等。莱新公路设计为双向四车道新设高速公路，设计车速100KM/h，设计载荷为汽车超过20级，挂车120，路面结构自上而下：厚4cmMAC (麦克风)改性沥青混凝土阻力表层(AK-13 )，厚5CM沥青混凝土中层(AC-20) 厚6CM沥青混凝土下层(AC-25)，厚3mm乳化沥青下层，厚35CM二灰稳定碎石，厚20CM二灰稳定砂。2 MAC改性沥青的特点MAC改性沥青技术是美国80年代末填补道路材料业空白的创新技术，十多年的应用实践证明，MAC改性沥青具有技术先进、性能质量优异、经济效益显着优异的质量。 MAC改性沥青是一种化学改性沥青，呈凝胶状，不随时间流动。 改性的沥青与原基质沥青相比，粘度显着增大，软化点上升，感温性减少，抗老化能力增强。 使用该沥青，即使沥青混合料处于热状态，也能在骨料上复盖较厚的沥青膜，防老化和抗车辙能力增强，感温性降低，不加纤维就能稳定地不泄漏，在良好的设计和施工条件下，沥青路面的耐久性和高温稳定性显着提高，目前国际上非常出色中美合资山东华瑞公路材料技术有限公司引进海瑞集团专利技术，是目前国内唯一生产MAC改性沥青的厂家，自2000年完成以来，仅数年就在54条公路上使用MAC改性沥青16万多吨，铺设高速公路上层750多公里，铺设网络800多公里3配合比设计3.1原材料3.1.1碎石公路沥青路面施工技术规范 (JTJ032-94 )用于改性沥青混合物表面层的粗骨料应采用碎石或砂砾，骨料无清洁、干燥、风化，无有害杂质，规定具有一定的硬度和强度，同时具有良好的粒子形状，需要至少两个以上破碎面的防滑表层粗骨料为硬质岩(玄武岩) 硬质岩石与沥青粘结力存在较大差异，粗骨料与沥青的粘结性应在4级以上。 由于3-5mm的石屑部分含量低，对沥青混合料的嵌合结构的形成有一定的作用，因此建议使用硬质岩屑(玄武岩)。莱新高速公路上我们上层使用的碎石均选用莱芜碎石场生产的玄武岩，玄武岩呈黑色，质地坚硬清洁，干燥，无风化，无有害杂质，莫氏度达77.5级，为斑状结构，石材用鳄鱼式破碎机粗轧，用锤式轧机加工， 形成用四级振动方孔筛分析的4速规格的颗粒(10-15mm、5-10mm、3-5mm、5-3mm )，具有良好的颗粒形状，硬度和强度及其粒径的规格和品质满足公路沥青路面施工技术规范 (JTJ032-94 )的规定，将其测定结果筛分为下表(1)，其粒径的规格如下表(2)所示3.1.2砂公路沥青路面施工技术规范 (JTJ032-94 )用于改性沥青混合料表面层的细骨料应采用人工砂，无清洁、干燥、风化、有害杂质，具有适当的颗粒组成，与改性沥青有良好的密合性，将天然砂用于细骨料时，其含量不得超过20%。 使用0-3mm石屑粉代替天然砂。莱新高速公路上我们用于上层的砂选择莱芜产河砂，其粒径规格和质量符合公路沥青路面施工技术规范 (JTJ032-94 )的规定，其测定结果见下表(1)，筛分后的粒径规格见下表(2)。3.1.3矿粉公路沥青路面技术规范用于改性沥青混合料表面层的填充剂应清洁、干燥，应采用强基性岩石(石灰岩、岩浆岩)等增水性石材磨成的矿粉，为了提高混合料生产中规定不可使用干式法除尘的回收粉的骨料与沥青的密合性，应用水泥、消石灰粉填充莱新高速公路上用于MAC改性沥青混合料上层的矿粉采用50%莱芜磨细石灰岩矿粉和50%生石灰粉的混合矿粉，质量清洁干燥，符合公路沥青路面技术规范规定的技术要求，其测定结果见下表(1)，筛分的粒径规格见下表(2)。(表1 )石材规格mm产地视比重g/cm3压坏值%打磨值冲击值堆积密度g/cm3空隙率%针状%含泥量%10-15莱芜市2.96015.96420.151.57047.19.90.25-10莱芜市2.8951.60045.011.30.4石粉莱芜市2.8701.68541.30.7沙莱芜市2.6311.64837.4矿粉莱芜市2.6091.66836.1(表2 )孔径(mm )百分比(原材料) %10-155-10沙石粉矿粉检查测度值规则范值检查测度值规则范值检查测度值规则范值检查测度值规则范值检查测度值规则范值1610010013.294.295-100战斗机1001009.513.81-1598.395-100战斗机1001004.751.8157.60-1094.990-1001001002.360.41.60582.375-10090.175-1001.181.453.850-9061.850-900.60.634.930-5948.130-591001000.310.88-3029.28-3099.40.151.10-1020.10-1094.790-1000.0750.405100581.675-1003.1.4 MAC改性沥青按山东省公路局统一安排，改性沥青采用山东华瑞道路材料技术有限公司的AH-70MAC改性沥青，施工过程中对每批进口沥青进行抽样检测试验，各项检测试验指标见下表(表3 )(表3 )检查项目技术指标检查结果个别结论针入度(25、100g、5s) (0.1mm )35-6052合格针入度(4、200g、60s) (0.1mm )12-35战斗机21合格软化点(通用法) ()7583.5合格闪点(COC) ()230329合格运动粘度(60) (Pa，s )300647.6合格密度(25) (g/cm3)实测记录1.021溶解度(三氯乙烯) (% )99.099.4合格旋转膜烘箱试验质量损失%1.0合格合格针入度损失%70合格合格检查的依据JTJ 052-2000战斗机验证结论满足MAC (麦克风)改性沥青技术要求3.2配合比设计3.2.1 AK-13倾斜范围和设计技术参数。AK-13结构矿物倾斜范围(表4 )和混合材料的设计参数(表5 )如下表：所示(表4 )倾斜型通过以下网格的质量百分率(% )1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075防滑表层AK-13战斗机10090-10060-8030-5320-4015-3010-23战斗机7-18战斗机5-12战斗机4-8(表5 )项目命中次数空隙率流值饱和度稳定度密度油石比单位下一次%1/100cm公分%公斤G/cm2规范标准75X24-620-4065-757.5实测3.5-5.53.2.2目标配合比设计3.2.2.1矿物质梯度计算：建立各矿物筛选曲线后，根据施工规范利用计算机自动进行矿物倾斜的合成计算。 根据规格要求的AK-13上层混合材料的粒度分布范围(参照表6 )，制作各矿物的筛分曲线，根据施工规格利用计算机自动进行矿物度分布的合成计算。 计算时要充分考虑材料的有效利用，同时要重视4.75Imm、2.36mm、0.075mm的网格通过率，尽量接近要求范围的中央值，使其平滑、少角度。 在山东省交通科学研究所、监理、公路局等专家的指导下，针对莱新公路面层的原材料性质和建筑机械、施工技术等诸多因素，确定了矿物倾斜方案(见表6 )。(表6 )孔径(mm )百分比(原材料) %百分比(配合后) %合计规范值规格的中央值10-155-10沙石粉矿粉10-155-10沙石粉矿粉2635162031610026352016310010010013.294.210024.7352016398.790-100809.513.898.31003634.72016377.360-80704.751.87.694.91000.313.82015.2349.330-5341.52.360.41.682.390.10.20.51813.2334.920-40301.181.453.861.80.412.48.6324.415-3022.50.60.634.948.11000.29.65.6318.410-23战斗机16.50.310.829.299.45.81.7310.57-18战斗机12.50.151.120.194.74.00.22.87.05-12战斗机8.50.0750.41081.62.00.12.44.54-86由设计决定的上层改性沥青MAC-13目标配合比矿物组成比例为：10-15mm:5-10mm :砂：石粉：矿粉26 : 35 :16 : 20: 33.2.2.2最佳出油比的确定：用该石油比重塑马歇尔试料，验证高温稳定性是否合格，最终确定目标配比。 对确定的矿床倾斜组成进行室内目标配比试验，以石油比3.5%、4.0、4.5、5.0、5.5制作马歇尔试验片，通过成形马歇尔试验结果，比较各试验指标，最后确定最佳石油比. 让我们详细看一下成形马歇尔试验的结果(表7 )(表7 )石油比率%3.54.04.55.05.5密度g/cm32.4702.4792.4862.4962.520理论密度g/cm32.6892.6682.6472.6282.608空隙率%8.17.16.15.03.4饱和度%50.256.863.269.879.2稳定度KN11.014.010.9312.2010.87流量值0.1mm25.228.231.131.832.6以上实验结果表明，上层混合料目标配比的最佳石油比率为5.0%，孔隙率为5.0%，饱和度为69.8%，最大密度为2.496g/cm3。3.2.3生产配合比设计：确定目标配