改性沥青抗滑表层路面AK-13A配合比的设计与施工

一、概述

沥青混凝土路面因其具有平整度好、行车舒适、噪音低、养护维修方便等优良性能，而在高速公路建设中得到迅速广泛的应用。伴随着我国经济的迅速发展，重载车辆不断增加，早期修建的沥青路面已不堪重负，出现了很多早期破坏现象，原因是多方面，使用普通的国产沥青和水破坏是其中的两个原因。

采用改性沥青可以明显改善沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性，但其施工工艺也有特殊的要求。本文阐述我们在进行MAC改性沥青抗滑表层AK-13A配合比设计和施工中，如何考虑防止沥青路面的水损害和具体的工艺控制过程，以供大家参考。

国道206线黄新段高速公路全长88.7km，路面结构形式为：

上面层4cm改性沥青抗滑表层（AK-13A）

中面层6cm中粒式沥青混凝土（AC-20-I）

下面层6cm粗粒式沥青混凝土（AC-25-I）

基层36cm水泥稳定碎石

底基层20cm水泥稳定风化料

垫层15cm厚级配碎石垫层（挖方路段）

中下面层沥青混凝土采用重交通70#进口沥青，表面层采用玄武岩石料，MAC70#改性沥青。

二、MAC改性沥青特点

MAC改性沥青由山东华瑞道路材料技术有限公司专业生产，它是一种化学改性沥青，呈凝胶状。MAC沥青较之基质沥青粘度明显增大，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明显提高。用于SMA结构无需掺加纤维素，性能价格比高。

MAC改性沥青不离析，但温度低会出现冷块现象，因此对运输、储存、施工有特殊的要求。

MAC沥青在生产工厂装车温度在170℃左右，运到混合料拌和场的温度不应低于150℃。空罐体在未泵入沥青前，应预先加热，温度应保持在160℃以上。

使用卧式罐储存MAC沥青，在储存罐上部必须安装搅拌器，搅拌器每3-4小时搅拌一次，每次搅拌20分钟，但不允许连续不停地搅拌，连续搅拌会使罐内沥青热量散失。每次使用前，应先对罐内MAC沥青进行搅拌，时间控制在30分钟以内。当一天施工停工后，应将沥青泵反向转动，把管线中的MAC沥青打回罐内。

MAC沥青的储存温度应保持在170℃~190℃之间，连续几天不用，温度也不应低于160℃。这是由于MAC沥青的粘度过大，传递热量的性能变差，沥青再加热变得很困难。再加热时会引起沥青罐内导热盘管周围的沥青过度加热，而整个沥青罐的温度上升缓慢，远离导热管罐内角落的沥青形成冷块现象，并且冷块会越结越大，最后只能停产清理。

储存罐内的MAC沥青不应装的过满，应留有一定的空间，防止沥青加热膨胀而引起沥青的溢出，也不能装的太少，应高于搅拌器叶片。

三、AK-13A配合比设计

1、AK-13A配合比的设计要求

几年来，对许多已建成通车的高速公路沥青路面早期水破坏研究证明，不管沥青面层是一层、二层、还是三层，不管是普通沥青混凝土，还是改性沥青或加抗剥落剂的SMA，只要自由水侵入并滞留在沥青混凝土的空隙中，在大量行车荷载反复作用下，都会产生沥青剥落和水破坏现象。并且是沥青面层中哪一层空隙率大，一旦水进去，那一层就会产生水破坏。其中现场空隙率在8-15%之间，水破坏最严重。

进行AK-13A配合比设计首要指标是空隙率，现场空隙率不大于7%，室内试验设计空隙率3-5%.

矿料间隙率计算以集料的毛体积密度计算得出，不大于18%，不小于15%.

合成级配曲线采用粒径的0.45次方级配图绘制，在该图上合成级配曲线呈小头“S”型。特别注意0.075mm，2.36mm，4.75mm，13.2mm筛孔的通过量，且细集料应避开限制区。粉胶比控制在1.0-1.2之间。

室内进行马歇尔试验时，沥青混合料的入模温度在170℃以上，击实温度在165℃以上，击实次数两面各75次。动稳定度要求大于2000次/mm.

2、AK-13A目标配合比设计

目标配合比设计目的主要是确定冷料的规格和比例，确定最佳油石比。经过多次筛分和对比试验，粗集料采用潍坊昌乐产（10-15）mm，（5-10）mm，（3-6）mm三种规格玄武岩碎石，细集料采用玄武岩石屑。为保证集料粒径的稳定性，与采购的厂家签定了原材料供货数量及规格要求合同。填料采用莱阳金源矿粉厂用石灰岩生产的石粉，为改善玄武岩料与沥青间的粘附性，矿粉中掺加了20%的生石灰粉。

3、AK-13A生产配合比设计验证

生产配合比设计目的是确定热料仓比例及最佳油石比，并铺筑试验路段进行验证。

拌和振动筛的筛孔选择非常重要，筛孔设置首先要控制关键粒径控制点，其次各热料仓比例基本均衡。拌和机震动筛由于安装斜度及震动的影响，通过矿料的最大粒径要比实设筛孔粒径小（2-3）mm，且不同机型有一定差异。我们在生产中选用的筛孔（方筛孔）为：4mm、6 .5mm、12 mm、19 mm.

受集料含水量粒径大小及上料计量精度的影响，冷料仓进料的比例一定要反复调整多次以达到供料均衡。对间歇式拌和机，必须从二次筛分后进入各热料仓的矿料取样进行筛分，以确定各料仓的比例，供拌和机操作使用。

取目标配合比设计的最佳油石比OAC和OAC±0.3%三个油石比，按确定的热料仓矿料比例，试验室拌制沥青混合料进行马歇尔试验。如果三组沥青砼各项技术指标均符合规定值要求，则取中间值OAC为生产配合比的最佳油石比。

生产配合比确定后，应做残留稳定度及动稳定进行检验。

生产配合比确定后，拌合机必须按确定的矿料级配和最佳沥青用量进行试拌，铺筑试验路段，确定松铺系数及机械设备的组合，并路上取芯样，检验沥青含量，进行矿料筛分试验，各项指标均满足规范要求，即做为标准配合比，在生产中不得随意变动。

四、沥青砼的施工

1、准备工作

进行上面层施工前，一定要将中面层顶面彻底清洗干净，并喷洒一层粘层乳化沥青，喷洒数量按沥青含量0.2kg/m2折算，以使中、上面层间能很好粘接在一起。

2、沥青混合料的拌制

采用德国产边宁荷夫TBA320型沥青拌和楼拌制沥青混合料，设计产量320t/h.MAC沥青加热温度控制在170～190℃，拌和机矿料温度160～185℃，沥青混合料出厂温度170～180℃。对出厂的每一车料都应进行温度和外观质量检查，拌和好的沥青混合料应均匀一致，无花白、离析和结块现象。

3、沥青混合料的运输

该过程的控制关键在于减少离析。为减少粗细集料的离析现象，运料车接料时，每卸一斗混合料应移动一下汽车的位置，按车辆前、后、中的顺序卸料。为保证混合料的温度和灰尘污染混合料，运料车顶应用蓬布覆盖好。应采用15T以上的自卸车，卸料时不得撞击摊铺机，应在摊铺机前30cm左右处停住，卸料过程中运料车挂空档，靠摊铺机推动前行。运输到现场沥青混合料温度不低于160℃。

4、沥青混合料的摊铺

采用摊铺机前后保持相同高差的雪橇式控制方式摊铺沥青混合料，前后安装长度16米。由于MAC沥青粘度较大，粘附力很强，如果后雪橇是胶轮式结构，胶轮易粘附混合料细颗料，影响平整度，因此后雪橇采用钢轮结构。

摊铺机应调整到最佳工作状态，根据摊铺机行驶速度，调好螺旋布料器两端的自动料位器，使螺旋布料器匀速旋转，不能经常出现停顿，并使料门开度，链板送料器的速度与之相匹配，料位以略高于螺旋布料器2/3为宜。

沥青路面的平整度与摊铺质量有很大关系，摊铺的关键是保持连续不间断地均匀摊铺，摊铺速度必须与拌料能力相匹配，摊铺机前应至少保持2台以上待卸料车。摊铺过程中不得随意变更铺筑速度或中途停顿，并应随时检查松铺厚度及温度。每天应根据混合料的拌料总量与铺筑面积反算铺筑的平均厚度，不符合要求时应及时调整松铺厚度。

摊铺温度，正常施工不低于160℃，低温施工不低于170℃。

5、沥青混合料的碾压

遵循“高频、低幅、紧跟、高温、少水”的原则进行碾压。

碾压温度控制，正常施工140～160℃，不低于140℃，低温施工150～170℃，不低于150℃，碾压终了温度不低于120℃。

沥青混合料的压实按初压、复压、终压三个阶段进行。

初压采用双钢轮压路机，驱动轮面向摊铺机，前轮静压后轮振动压实一遍，从低处向高处进行，相邻碾压带重叠约30cm宽，碾压速度3km/h.压路机在起动、停止时必须减速缓慢进行，防止沥青混合料推移。

复压紧跟初压进行，双钢轮压路机振动压实2遍后，达到要求的压实度，并无显著轮迹。振动压路机倒车时应先停止振动，并在向另一方向运动后再开振动。

为提高抗滑表层的防水性能，改善外观，振动压实后用胶轮压路机静压二遍。

终压紧跟复压进行，用双钢轮压路机静压两遍收面。

压路机每次折回位置宜呈阶梯形随摊铺机向前推进，使折回点不在同一横断面上。在摊铺机连续摊铺过程中，压路机不得随意停顿，并不得在未碾压成型并冷却的路段上转向、调头或停机等候，在已成型路面上行驶时应关闭振动。