1987年美國海瑞集團成功研發(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(chǎng)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,應用在北美和歐洲幾千公里的公路上,并納入美國試驗與材料協(xié)會(huì )(ASTM)的技術(shù)標準。我國于1998年引入并合作建廠(chǎng),成立山東華瑞道路材料技術(shù)有限公司(現山東高速華瑞道路材料技術(shù)有限公司),2000年實(shí)現工廠(chǎng)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。
MAC改性劑在瀝青中通過(guò)化學(xué)反應生成大量極性物質(zhì)并產(chǎn)生聚集,形成網(wǎng)狀格架結構,使瀝青的內聚力大大增強,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,使瀝青與集料表面的粘附性增強?;谏鲜鰞煞N原因,瀝青與集料膠結體系的膠結強度也隨之大大提高。
MAC改性劑在瀝青中形成網(wǎng)狀格架結構,使瀝青成凝膠狀不易流動(dòng)。在室溫下,基質(zhì)瀝青隨著(zhù)時(shí)間而流動(dòng),而MAC改性瀝青不流動(dòng)。這一獨有的特性,是其它改性瀝青也不具備的,它保證了在粗集料骨架結構中,MAC改性瀝青可以始終提供較厚的瀝青膜,把集料牢固的粘結在一起,從而經(jīng)受住時(shí)間和天氣的考驗。
單位 |
代表值 |
技術(shù)要求 |
試驗方法 |
||
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 |
質(zhì)量變化,質(zhì)量百分數 |
% |
0.18 |
-1.0~+1.0 |
T 0609/T 0610 |
針入度比(25°C) |
% |
76 |
≥70 |
||
備注 |
老化試驗以瀝青薄膜加熱試驗為仲裁法 |
MAC改性瀝青(Ⅰ型)性能指標
MAC改性瀝青(Ⅱ型)性能指標
試驗項目 |
單位 |
代表值 |
技術(shù)要求 |
試驗方法 |
|
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 |
質(zhì)量變化,質(zhì)量百分數 |
% |
-0.076 |
-1.0~+1.0 |
T 0609/T 0610 |
針入度比(25°C) |
% |
80 |
≥70 |
||
備注 |
老化試驗以瀝青薄膜加熱試驗為仲裁法 |
1.采用MAC改性劑生產(chǎn)MAC改性瀝青,設備、工藝簡(jiǎn)單,只需攪拌即可生產(chǎn),不需要膠體磨等昂貴設備;
2.MAC改性瀝青具有較高的性?xún)r(jià)比,改性費用只是同級別改性瀝青的80%;存儲穩定性好,不需添加穩定劑;
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,全面提高了瀝青的路用性能,軟化點(diǎn)通常達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(cháng)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定劑的需要。較厚的瀝青膜和黏度,增強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構,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(zhuān)門(mén)的瀝青罐存放,儲存溫度在160°C~180°C。儲存罐中必須加設攪拌設備,每3h~4h攪拌一次,每次攪拌20min,嚴禁連續不停地攪拌;
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.攤鋪機開(kāi)工前應提前預熱熨平板,溫度不低于100°C。鋪筑過(guò)程中應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。攤鋪機必須緩慢、均勻、連續不間斷地攤鋪,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?;旌狭系乃射佅禂祽鶕旌狭项?lèi)型由試鋪試壓確定。攤鋪過(guò)程中應隨時(shí)檢查攤鋪層厚度及路拱、橫坡。LSPM混合料的松鋪系數一般為1.18~1.20;
4.施工應配備足夠數量的壓路機,根據混合料種類(lèi)選擇合理的壓路機組合方式及初壓、復壓、終壓的碾壓步驟,以達到最佳碾壓效果。壓路機應以慢而均勻的速度碾壓。壓路機的碾壓路線(xiàn)及碾壓方向不應突然改變而導致混合料推移。在不產(chǎn)生嚴重推移和裂縫的前提下,初壓、復壓、終壓都應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(kāi)放交通。在攤鋪碾壓成型后48h內,宜對重載車(chē)進(jìn)行限制,嚴禁在剛鋪好的路面上緊急轉向和剎車(chē)。LSPM柔性基層施工完成以后應盡量避免非施工車(chē)輛駛入,并在盡可能短的時(shí)間內鋪筑瀝青面層。
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)應用案例:
2020年,在華瑞淄博加工廠(chǎng)生產(chǎn)MAC改性劑四佰余噸,運到日照瀝青庫,使用當地的基質(zhì)瀝青生產(chǎn)MAC改性瀝青一萬(wàn)余噸,供應附近的蘭羅高速大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層使用,節約了大量運費。該工程已順利完成驗收,道路各項使用性能指標良好,取得了良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。