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摘 要：本文通过室内试验手段，对MAC改性沥青性能进行研究。将MAC改性沥青性能与基质沥青、SBS改性沥青的性能做比较，结果表明MAC改性沥青性能优越降低造价应用前景好。最后基于MAC改性沥青高粘度性能对其提出了特殊的施工技术要求。
关键词：MAC改性沥青; 胶结体系; 机理; 性能
Abstract : According to cementing theory , first factors affecting stability of asphalt-aggregate cementing system are analyzed,then the action between asphalt and modifier is studied,so the mechanism of MAC modified asphalt is revealed.Based on the material test, the performance of MAC modified asphalt is compared with the performance of asphalt and SBS modified asphalt, and the conclusion is reached that MAC modified asphalt has good performance ,can reduce cost ,and has good application prospect .Finally based on high Viscosity performance of MAC modified asphalt ,special construction technology is suggested.
Key words : MAC modified asphalt; cementing system ; mechanism ；performance
中图分类号：TQ522.65 文献标识码：A 文章编号：
0引 言
随着交通量的与日俱增，普通沥青已不能满足沥青路面高强、稳定、安全、耐久的性能要求，改性沥青的使用已成为提高沥青和沥青混合料性能的主要手段。目前公路工程中使用的多为聚合物改性沥青，属于物理改性，其稳定性差，存在离析现象，工艺复杂、造价较高。因此寻找一种稳定性好，性能突出，性价比高的改性沥青已成为迫切需要。MAC改性沥青以其优越的性能在山东已经得到广泛应用，属于化学改性的范畴。本文重点研究了MAC改性沥青的改性机理及其性能。揭示了它得到广泛应用的原因。
1MAC改性瀝青简介
MAC改性沥青是“多级沥青”（MULTIGRADE ASPHALT CEMENT）的缩写，是美国沥青材料公司发明的一种新型改性沥青，它采用凝胶法生产，属于化学改性沥青的范畴。我国于1998年引进该技术，该技术首先成功地应用于山东省博一莱高速公路沥青玛蹄脂试验路上。后来在山东建
厂，用此技术对国产基质沥青进行改性来生产MAC改性沥青。
2 MAC改性沥青性能研究
2.1与基质沥青相比
⑴在室温下，基质沥青随着时间而流动，而MAC改性沥青不流动，
⑵MAC改性沥青较基质沥青粘度大感温性小。 在高温时有较高的粘度，在低温时有较低的劲度。温度敏感性明显地优于基质沥青。
⑶MAC改性沥青较之基质沥青抗老化能力强。 该曲线通过沥青随老化时间的粘度变化反映沥青的短期老化性能。随着加热时间的增加，MAC改性沥青的粘度增长明显低于基质沥青，说明抗老化性能强。
⑷MAC改性沥青较之基质沥青具有优良的抗长期老化的能力。 而MAC改性沥青的残留针入度比只是随时间缓慢地降低，反映出MAC改性沥青具有优良的抗长期老化的能力。
⑸对人体无害
MA C 沥青是化学改性，有较好地稳定性，在常温下存放半年不离析，无需加任何稳定剂，不含硫，对人体无害，是一种环保型产品。
由于目前国内尚无有关化学改性沥青的相应技术标准，对于改性沥青性能的评价拟按照美国SUPERPAVE胶结料的性能划分体系。MAC改性沥青可以根据工程的情况，调整基质沥青和改性剂掺量，生产出所需PG等级的改性沥青。未改性前基质沥青AH-70按照SUPERPAVE的性能等级划分，该沥青为PG64-22。对此基质沥青改性后所使用的MAC改性沥青，按照SUPERPAVE的性能等级划分，为PG76-22，表示该沥青可以使用于最高路面温度为76℃，最低气温为-22℃的地域内。而如表1所示。说明该沥青在低温不变的情况下，高温性能得到明显的改善。
表1基质沥青、MAC改性沥青性能等级划分
Tab. 1 the grade of performance about asphalt and MAC modified asphalt
综上所述，与基质沥青各项基本性能比较， MAC改性沥青较之基质沥青粘度大软
化点高，感温性小，抗老化能力强等各项路用性能方面有较全面的改善。
2.2与SBS改性沥青比较
2.2.1基本性能比较
某工程使用的MAC-70改性沥青与基质沥青齐鲁AH一70以及另一工程使用的SBS改性沥青的常规性能指标比较试验结果如下表2所示。此MAC改性沥青和SBS改性沥青按照SUPERPAVE体系评价，都被分级为PG70一22，结果如下表3
表2沥青性能指标比较表
Tab. 2comparison table of asphalt performance index
表3沥青SUPERPAVE体系评价比较表
Tab. 3 the evaluation and comparison table of asphaltSUPERPAVE system
MAC改性沥青的高温性能略强于SBS改性沥青，粘度明显大于SBS改性沥青，
抗老化能力优于SBS改性沥青，但是弹性恢复能力和低温劲度比SBS改性沥青略差。
2.2.2经济比较
MAC改性沥青在经济方面比SBS改性沥青具有明显的优势，一般按沥青性价比, 每加工1 tSBS改性沥青比普通沥青增加1300元左右,而每加工1 tMAC改性沥青只需700元左右,加工费用只占SBS的53.18%，且两者都能够达到相当的使用效果。特别是在沥青玛蹄脂碎石混合料SMA、开级配沥青磨耗层OGFC、大碎石沥青混凝土基层等结构中，可以在不使用纤维的情况下得到较
厚的沥青膜而不析漏，减少了施工难度，降低了工程造价。仅节约的纤维费用就达2.5元/平方米左右，为大量推广SMA结构和柔性基层，改善道路条件，克服和防止半刚性
基层开裂，延长路面使用寿命创造了良好的条件。再加上MAC 改性沥青是化学改性, 改变了分子结构，而SBS 是物理改性, 即MAC 改性沥青比SBS改性沥青不仅拥有更好的稳定性而且MAC 改性沥青也比SBS 改性沥青拥有更好的经济性。
综上所述综合考虑沥青胶结料的性能，MAC改性沥青应当比普通沥青指标明显提高，与SBS改性沥青指标相当，但MAC改性沥青在经济方面比SBS改性沥青具有明显的优势。
施工技术要求
MAC改性沥青是一种化学改性沥青，与基质沥青相比，粘度明显增加，与SBS改性沥青相比粘度也较高，如表4。
表4MAC改性沥青和SBS改性沥青在施工温度范围内的粘度比较
Tab. 4the Viscosity comparison about MAC modified asphalt with SBS modified asphalt between construction temperature rangement
SBS改性沥青的布氏旋转粘度随着温度的增高（160至200℃）比较平缓的降低，而MAC改性沥青的粘度显著的降低；SBS改性沥青加热到160-180℃时，粘度已经满足施工时使用的需要，而MAC改性沥青加热到160-180℃时，粘度仍较大，较难进行泵送和拌和，必须加热到180℃以上才能满足使用的需要。所以，MAC改性沥青的高粘度的特点体现在两个温度范围内，一是在路面夏季高温运营温度范围内（50-80℃），这时的高粘（劲）度可以明显提高沥青混凝土的高温稳定性；另一个是沥青混凝土施工温度范围内（160-190℃），此时的高粘度一方面可以给集料覆以较厚的沥青膜而不析漏，特别适用于沥青玛蹄脂碎石混合料SMA、开级配沥青磨耗层OGFC、大碎石沥青混凝土基层等结构，同时要求较高的施工温度，包括沥青加热、泵送温度，混合料拌和、摊铺、碾压温度，不仅要明显高于基质沥青，甚至比SBS改性沥青等要高出一些。因此对于MAC改性沥青的运输、储存和路面施工有一些使用的要求，只有正确使用才能达到预期的效果。
3.1运输的技术要求
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。避免沥青温度降低，使粘度过大，从而无法泵送。而普通沥青在储罐中的贮存温度不宜低于130℃,并不得高于170℃。
3.2热拌和场储存的技术要求
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，每次攪拌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。
3. 3泵送的技术要求
MAC 沥青的运输和存储温度要求较高，对沥青运输罐和存储罐有一种清洗作用。沥青罐壁上炭化的沥青或其它物质在高温下被清洗下来，这些物质往往成块状，不能完全溶解在沥青中。当生产沥青混合料时，需要将沥青送到混合料拌和机中。由于沥青泵带有过滤器，这些被清洗下来的物质容易堵塞过滤器的网眼，从而严重影响沥青的泵送能力。如果出现这一类问题需要及时的清理过滤器。从MAC 沥青存储罐到沥青混合料搅拌机之间的沥青管线应当同沥青储存罐一样始终保持在180℃左右。当一天的施工任务完成后，将沥青泵反向转动，把管线内的MAC 沥青打回沥青罐中，或者在管线的最低点设一阀门，把管线内的MAC 沥青放出，以防止管线中的MAC 沥青温度过低，堵塞管线。要加强管线保温措施。
3. 4摊铺的技术要求
由于MAC（麦克）改性沥青混合料与常规的热拌沥青混合料不同，其粘度较大，粘附力很强。在摊铺施工前应对难铺机充分预热，摊铺机起步前，严格按照松铺厚度用木板将熨平板垫好，确保摊铺厚度。一般松铺系数1.2~1.3，摊铺速度控制2.5~3.0m/mm左右，整个摊铺过程要求连续、均匀。4 结 语
MAC改性沥青的改性过程是以化学改性为主的过程，通过改性剂与基质沥青发生化学反应增强了沥青的内聚力和粘附性，从而提高了沥青集料胶结体系的胶结强度达到了改性的目的。通过试验对比的方法得出MAC改性沥青与基质沥青相比粘度大、软化点高，感温性小，抗老化能力强等优点，各方面性能都明显优于基质沥青。与现在性能比较好的SBS改性沥青相比，性能基本相当，但造价远低于SBS改性沥青。MAC改性沥青比SBS改性沥青应该有更加光明的使用前景。最后基于MAC特殊的性能提出了施工技术要求,以便指导施工。
参考文献
References :
[ 1 ] 中华人民共和国行业标准，《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》[S]（JTJ052-2000） 北京：人民交通出版社，2000
[ 2 ] 顾继友. 胶结理论与胶结基础[M]. 科学出版社. 2003
[ 3 ] 王林，荆玉才，陈江.MAC沥青与MAC沥青混合料. 石油沥青[J]. 2001.15. (2):36-41
Wang Lin,Jing Yu-cai,Chen Jiang.MAC asphalt and MACasphalt-aggregate mixture[J]. Petroleum Asphalt,2001,15(2):36-41(in chinese)
[ 4 ] 杨 永 顺.张宏庆.刘清世 。MAC改性沥青引进开发与应用[J].华东公路，2003.10(5):68-70
Yang Shui-shun,Zhang Hong-qing,Liu Qing-shi. Introduction .development and application of MAC[J].East China Highway,2003,10(5): 68-70. (in Chinese)
[ 5 ] 刘代全. 改性沥青路面在湖南高速公路上应用的探讨［ J］. 中南公路工程，2000，25（2）：12 ～ 14.
Liu Dai-quan.Discussion on the application of modified asphalt pavement in HUNAN express highway[J].MiddLe China. HighwayEngineering
2000,25(2):12~14(in chinese)
[6 ]房建果，张西斌，周海防. MAC改性沥青SMA路面应用研究[J].国外公路. 2003.04:20～ 23
Fang Jian-guo,Zhang Xi-bin,Zhou Hai-fang.application reseach of SMA pavement with MAC modified asphalt[J].
Foreign Highway.2003.04:20-23(in chinese)
[7 ]中华人民共和国行业标准，《公路沥青路面施工技术规范》（JTJF40-2004）[S] 北京：人民交通出版社，2004
关键词：MAC改性沥青; 胶结体系; 机理; 性能
Abstract : According to cementing theory , first factors affecting stability of asphalt-aggregate cementing system are analyzed,then the action between asphalt and modifier is studied,so the mechanism of MAC modified asphalt is revealed.Based on the material test, the performance of MAC modified asphalt is compared with the performance of asphalt and SBS modified asphalt, and the conclusion is reached that MAC modified asphalt has good performance ,can reduce cost ,and has good application prospect .Finally based on high Viscosity performance of MAC modified asphalt ,special construction technology is suggested.
Key words : MAC modified asphalt; cementing system ; mechanism ；performance
中图分类号：TQ522.65 文献标识码：A 文章编号：
0引 言
随着交通量的与日俱增，普通沥青已不能满足沥青路面高强、稳定、安全、耐久的性能要求，改性沥青的使用已成为提高沥青和沥青混合料性能的主要手段。目前公路工程中使用的多为聚合物改性沥青，属于物理改性，其稳定性差，存在离析现象，工艺复杂、造价较高。因此寻找一种稳定性好，性能突出，性价比高的改性沥青已成为迫切需要。MAC改性沥青以其优越的性能在山东已经得到广泛应用，属于化学改性的范畴。本文重点研究了MAC改性沥青的改性机理及其性能。揭示了它得到广泛应用的原因。
1MAC改性瀝青简介
MAC改性沥青是“多级沥青”（MULTIGRADE ASPHALT CEMENT）的缩写，是美国沥青材料公司发明的一种新型改性沥青，它采用凝胶法生产，属于化学改性沥青的范畴。我国于1998年引进该技术，该技术首先成功地应用于山东省博一莱高速公路沥青玛蹄脂试验路上。后来在山东建
厂，用此技术对国产基质沥青进行改性来生产MAC改性沥青。
2 MAC改性沥青性能研究
2.1与基质沥青相比
⑴在室温下，基质沥青随着时间而流动，而MAC改性沥青不流动，
⑵MAC改性沥青较基质沥青粘度大感温性小。 在高温时有较高的粘度，在低温时有较低的劲度。温度敏感性明显地优于基质沥青。
⑶MAC改性沥青较之基质沥青抗老化能力强。 该曲线通过沥青随老化时间的粘度变化反映沥青的短期老化性能。随着加热时间的增加，MAC改性沥青的粘度增长明显低于基质沥青，说明抗老化性能强。
⑷MAC改性沥青较之基质沥青具有优良的抗长期老化的能力。 而MAC改性沥青的残留针入度比只是随时间缓慢地降低，反映出MAC改性沥青具有优良的抗长期老化的能力。
⑸对人体无害
MA C 沥青是化学改性，有较好地稳定性，在常温下存放半年不离析，无需加任何稳定剂，不含硫，对人体无害，是一种环保型产品。
由于目前国内尚无有关化学改性沥青的相应技术标准，对于改性沥青性能的评价拟按照美国SUPERPAVE胶结料的性能划分体系。MAC改性沥青可以根据工程的情况，调整基质沥青和改性剂掺量，生产出所需PG等级的改性沥青。未改性前基质沥青AH-70按照SUPERPAVE的性能等级划分，该沥青为PG64-22。对此基质沥青改性后所使用的MAC改性沥青，按照SUPERPAVE的性能等级划分，为PG76-22，表示该沥青可以使用于最高路面温度为76℃，最低气温为-22℃的地域内。而如表1所示。说明该沥青在低温不变的情况下，高温性能得到明显的改善。
表1基质沥青、MAC改性沥青性能等级划分
Tab. 1 the grade of performance about asphalt and MAC modified asphalt
综上所述，与基质沥青各项基本性能比较， MAC改性沥青较之基质沥青粘度大软
化点高，感温性小，抗老化能力强等各项路用性能方面有较全面的改善。
2.2与SBS改性沥青比较
2.2.1基本性能比较
某工程使用的MAC-70改性沥青与基质沥青齐鲁AH一70以及另一工程使用的SBS改性沥青的常规性能指标比较试验结果如下表2所示。此MAC改性沥青和SBS改性沥青按照SUPERPAVE体系评价，都被分级为PG70一22，结果如下表3
表2沥青性能指标比较表
Tab. 2comparison table of asphalt performance index
表3沥青SUPERPAVE体系评价比较表
Tab. 3 the evaluation and comparison table of asphaltSUPERPAVE system
MAC改性沥青的高温性能略强于SBS改性沥青，粘度明显大于SBS改性沥青，
抗老化能力优于SBS改性沥青，但是弹性恢复能力和低温劲度比SBS改性沥青略差。
2.2.2经济比较
MAC改性沥青在经济方面比SBS改性沥青具有明显的优势，一般按沥青性价比, 每加工1 tSBS改性沥青比普通沥青增加1300元左右,而每加工1 tMAC改性沥青只需700元左右,加工费用只占SBS的53.18%，且两者都能够达到相当的使用效果。特别是在沥青玛蹄脂碎石混合料SMA、开级配沥青磨耗层OGFC、大碎石沥青混凝土基层等结构中，可以在不使用纤维的情况下得到较
厚的沥青膜而不析漏，减少了施工难度，降低了工程造价。仅节约的纤维费用就达2.5元/平方米左右，为大量推广SMA结构和柔性基层，改善道路条件，克服和防止半刚性
基层开裂，延长路面使用寿命创造了良好的条件。再加上MAC 改性沥青是化学改性, 改变了分子结构，而SBS 是物理改性, 即MAC 改性沥青比SBS改性沥青不仅拥有更好的稳定性而且MAC 改性沥青也比SBS 改性沥青拥有更好的经济性。
综上所述综合考虑沥青胶结料的性能，MAC改性沥青应当比普通沥青指标明显提高，与SBS改性沥青指标相当，但MAC改性沥青在经济方面比SBS改性沥青具有明显的优势。
施工技术要求
MAC改性沥青是一种化学改性沥青，与基质沥青相比，粘度明显增加，与SBS改性沥青相比粘度也较高，如表4。
表4MAC改性沥青和SBS改性沥青在施工温度范围内的粘度比较
Tab. 4the Viscosity comparison about MAC modified asphalt with SBS modified asphalt between construction temperature rangement
SBS改性沥青的布氏旋转粘度随着温度的增高（160至200℃）比较平缓的降低，而MAC改性沥青的粘度显著的降低；SBS改性沥青加热到160-180℃时，粘度已经满足施工时使用的需要，而MAC改性沥青加热到160-180℃时，粘度仍较大，较难进行泵送和拌和，必须加热到180℃以上才能满足使用的需要。所以，MAC改性沥青的高粘度的特点体现在两个温度范围内，一是在路面夏季高温运营温度范围内（50-80℃），这时的高粘（劲）度可以明显提高沥青混凝土的高温稳定性；另一个是沥青混凝土施工温度范围内（160-190℃），此时的高粘度一方面可以给集料覆以较厚的沥青膜而不析漏，特别适用于沥青玛蹄脂碎石混合料SMA、开级配沥青磨耗层OGFC、大碎石沥青混凝土基层等结构，同时要求较高的施工温度，包括沥青加热、泵送温度，混合料拌和、摊铺、碾压温度，不仅要明显高于基质沥青，甚至比SBS改性沥青等要高出一些。因此对于MAC改性沥青的运输、储存和路面施工有一些使用的要求，只有正确使用才能达到预期的效果。
3.1运输的技术要求
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。避免沥青温度降低，使粘度过大，从而无法泵送。而普通沥青在储罐中的贮存温度不宜低于130℃,并不得高于170℃。
3.2热拌和场储存的技术要求
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，每次攪拌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。
3. 3泵送的技术要求
MAC 沥青的运输和存储温度要求较高，对沥青运输罐和存储罐有一种清洗作用。沥青罐壁上炭化的沥青或其它物质在高温下被清洗下来，这些物质往往成块状，不能完全溶解在沥青中。当生产沥青混合料时，需要将沥青送到混合料拌和机中。由于沥青泵带有过滤器，这些被清洗下来的物质容易堵塞过滤器的网眼，从而严重影响沥青的泵送能力。如果出现这一类问题需要及时的清理过滤器。从MAC 沥青存储罐到沥青混合料搅拌机之间的沥青管线应当同沥青储存罐一样始终保持在180℃左右。当一天的施工任务完成后，将沥青泵反向转动，把管线内的MAC 沥青打回沥青罐中，或者在管线的最低点设一阀门，把管线内的MAC 沥青放出，以防止管线中的MAC 沥青温度过低，堵塞管线。要加强管线保温措施。
3. 4摊铺的技术要求
由于MAC（麦克）改性沥青混合料与常规的热拌沥青混合料不同，其粘度较大，粘附力很强。在摊铺施工前应对难铺机充分预热，摊铺机起步前，严格按照松铺厚度用木板将熨平板垫好，确保摊铺厚度。一般松铺系数1.2~1.3，摊铺速度控制2.5~3.0m/mm左右，整个摊铺过程要求连续、均匀。4 结 语
MAC改性沥青的改性过程是以化学改性为主的过程，通过改性剂与基质沥青发生化学反应增强了沥青的内聚力和粘附性，从而提高了沥青集料胶结体系的胶结强度达到了改性的目的。通过试验对比的方法得出MAC改性沥青与基质沥青相比粘度大、软化点高，感温性小，抗老化能力强等优点，各方面性能都明显优于基质沥青。与现在性能比较好的SBS改性沥青相比，性能基本相当，但造价远低于SBS改性沥青。MAC改性沥青比SBS改性沥青应该有更加光明的使用前景。最后基于MAC特殊的性能提出了施工技术要求,以便指导施工。
参考文献
References :
[ 1 ] 中华人民共和国行业标准，《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》[S]（JTJ052-2000） 北京：人民交通出版社，2000
[ 2 ] 顾继友. 胶结理论与胶结基础[M]. 科学出版社. 2003
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Wang Lin,Jing Yu-cai,Chen Jiang.MAC asphalt and MACasphalt-aggregate mixture[J]. Petroleum Asphalt,2001,15(2):36-41(in chinese)
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[6 ]房建果，张西斌，周海防. MAC改性沥青SMA路面应用研究[J].国外公路. 2003.04:20～ 23
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[7 ]中华人民共和国行业标准，《公路沥青路面施工技术规范》（JTJF40-2004）[S] 北京：人民交通出版社，2004