1987年美國海瑞集團(tuán)成功研發(fā)了一種新型化學(xué)改性瀝青——MAC改性瀝青,首次用在重交通荷載的采石場公路上,這種瀝青在瀝青混合料處于熱狀態(tài)下,仍然能夠給集料覆以較厚的瀝青膜,且不析漏,取得了成功。此后,應(yīng)用在北美和歐洲幾千公里的公路上,并納入美國試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)(ASTM)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。我國于1998年引入并合作建廠,成立山東華瑞道路材料技術(shù)有限公司(現(xiàn)山東高速華瑞道路材料技術(shù)有限公司),2000年實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)并不斷改進(jìn)提高,至今已有二十余年的使用經(jīng)驗(yàn)。
MAC改性劑在瀝青中通過化學(xué)反應(yīng)生成大量極性物質(zhì)并產(chǎn)生聚集,形成網(wǎng)狀格架結(jié)構(gòu),使瀝青的內(nèi)聚力大大增強(qiáng),便可生產(chǎn)出高粘度改性瀝青。同時(shí)由于瀝青極性的加強(qiáng),使瀝青與集料表面的粘附性增強(qiáng)。基于上述兩種原因,瀝青與集料膠結(jié)體系的膠結(jié)強(qiáng)度也隨之大大提高。
MAC改性劑在瀝青中形成網(wǎng)狀格架結(jié)構(gòu),使瀝青成凝膠狀不易流動(dòng)。在室溫下,基質(zhì)瀝青隨著時(shí)間而流動(dòng),而MAC改性瀝青不流動(dòng)。這一獨(dú)有的特性,是其它改性瀝青也不具備的,它保證了在粗集料骨架結(jié)構(gòu)中,MAC改性瀝青可以始終提供較厚的瀝青膜,把集料牢固的粘結(jié)在一起,從而經(jīng)受住時(shí)間和天氣的考驗(yàn)。
單位 |
代表值 |
技術(shù)要求 |
試驗(yàn)方法 |
||
針入度(25°C,100g,5s) |
0.1mm |
72 |
65-100 |
T 0604 |
|
針入度(4°C,200g,60s) |
0.1mm |
31 |
20-45 |
T 0604 |
|
軟化點(diǎn)(R&B) |
°C |
82 |
≥60 |
T 0606 |
|
閃點(diǎn) |
°C |
284 |
≥245 |
T 0611 |
|
溶解度 |
% |
99.5 |
≥99 |
T 0607 |
|
動(dòng)力粘度60°C |
Pa·s |
780 |
≥300 |
T 0620 |
|
老化試驗(yàn) |
質(zhì)量變化,質(zhì)量百分?jǐn)?shù) |
% |
0.18 |
-1.0~+1.0 |
T 0609/T 0610 |
針入度比(25°C) |
% |
76 |
≥70 |
||
備注 |
老化試驗(yàn)以瀝青薄膜加熱試驗(yàn)為仲裁法 |
MAC改性瀝青(Ⅰ型)性能指標(biāo)
MAC改性瀝青(Ⅱ型)性能指標(biāo)
試驗(yàn)項(xiàng)目 |
單位 |
代表值 |
技術(shù)要求 |
試驗(yàn)方法 |
|
針入度(25°C,100g,5s) |
0.1mm |
48 |
35-65 |
T 0604 |
|
針入度(4°C,200g,60s) |
0.1mm |
22 |
12-35 |
T 0604 |
|
軟化點(diǎn)(R&B) |
°C |
91.0 |
≥70 |
T 0606 |
|
閃點(diǎn) |
°C |
326 |
≥245 |
T 0611 |
|
溶解度 |
% |
99.56 |
≥99 |
T 0607 |
|
動(dòng)力粘度60°C |
Pa·s |
1273 |
≥500 |
T 0620 |
|
老化試驗(yàn) |
質(zhì)量變化,質(zhì)量百分?jǐn)?shù) |
% |
-0.076 |
-1.0~+1.0 |
T 0609/T 0610 |
針入度比(25°C) |
% |
80 |
≥70 |
||
備注 |
老化試驗(yàn)以瀝青薄膜加熱試驗(yàn)為仲裁法 |
1.采用MAC改性劑生產(chǎn)MAC改性瀝青,設(shè)備、工藝簡單,只需攪拌即可生產(chǎn),不需要膠體磨等昂貴設(shè)備;
2.MAC改性瀝青具有較高的性價(jià)比,改性費(fèi)用只是同級別改性瀝青的80%;存儲(chǔ)穩(wěn)定性好,不需添加穩(wěn)定劑;
3.MAC改性瀝青較之基質(zhì)瀝青粘度大、軟化點(diǎn)高,感溫性小,抗老化能力強(qiáng),全面提高了瀝青的路用性能,軟化點(diǎn)通常達(dá)80°C以上。用它鋪筑的路面,有良好的耐久性和較高抗高溫變形能力,能有效防止或減少路面病害的發(fā)生,延長了路面的使用壽命;
4.MAC改性瀝青是一種高粘度的改性瀝青,這使得在混合料處于熱狀態(tài)下,仍然能給集料覆以較厚的瀝青膜,而且不析漏,消除了對纖維和其它穩(wěn)定劑的需要。較厚的瀝青膜和黏度,增強(qiáng)了瀝青混合料的耐久性和耐水損害能力,特別適用于粗集料嵌擠結(jié)構(gòu),是大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層(LSPM)的最佳選擇。
1.MAC改性瀝青要用專門的瀝青罐存放,儲(chǔ)存溫度在160°C~180°C。儲(chǔ)存罐中必須加設(shè)攪拌設(shè)備,每3h~4h攪拌一次,每次攪拌20min,嚴(yán)禁連續(xù)不停地?cái)嚢瑁?/span>
2.拌和MAC改性瀝青混合料時(shí),MAC改性瀝青加熱到175-190°C,出料溫度在170-185°C;
3.攤鋪機(jī)開工前應(yīng)提前預(yù)熱熨平板,溫度不低于100°C。鋪筑過程中應(yīng)選擇熨平板的振搗或夯錘壓實(shí)裝置具有適宜的振動(dòng)頻率和振幅,以提高路面的初始壓實(shí)度。攤鋪機(jī)必須緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地?cái)備?,不得隨意變換速度或中途停頓。LSPM的攤鋪速度一般不得大于2m/min,其它混合料一般控制在2m/min~4m/min的范圍內(nèi)?;旌狭系乃射佅禂?shù)應(yīng)根據(jù)混合料類型由試鋪試壓確定。攤鋪過程中應(yīng)隨時(shí)檢查攤鋪層厚度及路拱、橫坡。LSPM混合料的松鋪系數(shù)一般為1.18~1.20;
4.施工應(yīng)配備足夠數(shù)量的壓路機(jī),根據(jù)混合料種類選擇合理的壓路機(jī)組合方式及初壓、復(fù)壓、終壓的碾壓步驟,以達(dá)到最佳碾壓效果。壓路機(jī)應(yīng)以慢而均勻的速度碾壓。壓路機(jī)的碾壓路線及碾壓方向不應(yīng)突然改變而導(dǎo)致混合料推移。在不產(chǎn)生嚴(yán)重推移和裂縫的前提下,初壓、復(fù)壓、終壓都應(yīng)在盡可能高的溫度下進(jìn)行,同時(shí)不得在低溫狀況下作反復(fù)碾壓,使石料棱角磨損、壓碎,破壞集料嵌擠;
5.MAC瀝青混合料路面應(yīng)待攤鋪層完全自然冷卻,混合料表面溫度低于50°C后,方可開放交通。在攤鋪碾壓成型后48h內(nèi),宜對重載車進(jìn)行限制,嚴(yán)禁在剛鋪好的路面上緊急轉(zhuǎn)向和剎車。LSPM柔性基層施工完成以后應(yīng)盡量避免非施工車輛駛?cè)?,并在盡可能短的時(shí)間內(nèi)鋪筑瀝青面層。
蘭羅高速MAC改性瀝青大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層(LSPM)應(yīng)用案例:
2020年,在華瑞淄博加工廠生產(chǎn)MAC改性劑四佰余噸,運(yùn)到日照瀝青庫,使用當(dāng)?shù)氐幕|(zhì)瀝青生產(chǎn)MAC改性瀝青一萬余噸,供應(yīng)附近的蘭羅高速大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層使用,節(jié)約了大量運(yùn)費(fèi)。該工程已順利完成驗(yàn)收,道路各項(xiàng)使用性能指標(biāo)良好,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。