微表處在高速公路半剛性瀝青砼路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

劉東芳

（運(yùn)城高速公路有限責(zé)任公司，山西 運(yùn)城 044000）

微表處在高速公路半剛性瀝青砼路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

劉東芳

（運(yùn)城高速公路有限責(zé)任公司，山西 運(yùn)城 044000）

文章從微表處技術(shù)的介紹、適合的路況條件，通過對(duì)微表處在高速公路半剛性瀝青砼路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用以及后期養(yǎng)護(hù)管理評(píng)價(jià)，指出微表處作為一種路面早期養(yǎng)護(hù)措施，有效減少和延緩路面破損、提高道路技術(shù)狀況，以其優(yōu)良的使用性能和顯著的社會(huì)效益，在高速公路養(yǎng)護(hù)維修上有著廣泛的應(yīng)用前景。

微表處；半剛性路面；應(yīng)用；預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

21世紀(jì)以來，高速公路養(yǎng)護(hù)進(jìn)入了一個(gè)新的紛繁復(fù)雜的階段，隨著養(yǎng)護(hù)里程的不斷增多，發(fā)展高水平的養(yǎng)護(hù)技術(shù)已逐步成為養(yǎng)護(hù)工作中的重點(diǎn)，特別是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)觀念和相關(guān)技術(shù)逐漸為廣大公路工程技術(shù)人員所了解和接受，并在全國各地區(qū)進(jìn)行了不同程度的嘗試，取得了一定的實(shí)際效果。

運(yùn)城公司部分高速公路已運(yùn)營多年，路面縱、橫縫病害較多，且歷經(jīng)數(shù)次修補(bǔ)，路面存在許多施工接縫。瀝青砼路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施主要有：稀漿封層、微表處、表層銑刨加鋪和就地?zé)嵩偕燃夹g(shù)。自2007年至今，運(yùn)城公司先后對(duì)侯運(yùn)、運(yùn)三、侯禹高速公路瀝青路面累計(jì)微表處治218萬m2，結(jié)合近幾年的微表處實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就微表處在半剛性瀝青砼路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用予以研究和探索。

1 微表處技術(shù)簡介

1.1 微表處定義

微表處是一種由聚合物改性乳化瀝青、集料、填料、水和外加劑按合理配比拌和并通過專門施工設(shè)備攤鋪到原路面上，達(dá)到迅速開放交通要求的薄層結(jié)構(gòu)。該工藝在國外已得到廣泛應(yīng)用，被認(rèn)為是修復(fù)道路多種病害最有效、最經(jīng)濟(jì)的途徑之一。

1.2 微表處技術(shù)的發(fā)展

微表處技術(shù)是在稀漿封層技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的公路路面薄層罩面技術(shù)。稀漿封層用于路面工程始于20世紀(jì)20年代末期的德國。而后，德國公路工作者為了用稀漿封層解決路面車轍問題，開始對(duì)稀漿封層混合料進(jìn)行改良。對(duì)原材料進(jìn)行精心篩選和改進(jìn)，并提出了更加嚴(yán)格的混合料技術(shù)指標(biāo)要求，使改進(jìn)后的稀漿混合料在攤鋪厚度較大的情況下仍能迅速、良好地成型，且成型后的混合料在耐久、抗車轍性能等方面都比普通稀漿封層有了很大的提高。于是，使用聚合物改性的快凝、快開放交通的稀漿封層——微表處車轍填充技術(shù)誕生了。隨后，微表處混合料也開始用于整幅路面的罩面。

目前，微表處已經(jīng)在歐美發(fā)達(dá)國家的高等級(jí)公路維修養(yǎng)護(hù)中得到了廣泛應(yīng)用，國際稀漿罩面協(xié)會(huì)（ISSA）統(tǒng)計(jì)的全球微表處應(yīng)用量超過183.73萬t（1999年，不完全統(tǒng)計(jì)）。微表處在我國已有十幾年的使用，從一般性的預(yù)養(yǎng)護(hù)罩面，擴(kuò)展到車轍填補(bǔ)、水泥混凝土路面罩面、隧道道面和水泥混凝土橋面鋪裝。從高速公路的養(yǎng)護(hù)到城際快速干道、城市道路都得到了廣泛的應(yīng)用。

1.3 微表處技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（1）可改善路面的防滑性能和高抗磨耗性能，提高了行車安全性，適用于交通量大、重載車多的路面。

（2）可有效地阻止路表水下滲，阻止和延緩水損害而產(chǎn)生破壞、病害。

（3）能封閉瀝青路面出現(xiàn)的早期細(xì)小裂縫，填充輕微車轍，提高整體路用性能和技術(shù)狀況，延長使用壽命。

（4）工作面美觀實(shí)用，改善路容、路貌形象，行車視覺良好。（5）開放交通快，可在施工后1 h左右開放交通，減少施工對(duì)交通的影響。

（6）微表處是一種低成本的養(yǎng)護(hù)方法，單位面積成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)熱瀝青罩面。

2 微表處適合的路況條件

2.1 原路面必須有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

原路面整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的方法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，然后進(jìn)行微表處。

2.2 平整度衰減路段

5mm以下平整度衰減路段，直接使用罩面攤鋪箱加鋪6～8mm微表處即可。10 mm以下平整度衰減較重路段，先使用罩面攤鋪箱鋪設(shè)調(diào)平層，然后鋪設(shè)6～8 mm微表處。

2.3 車轍路段的處治

（1）連續(xù)長度不超過30 m，轍槽深度在10～15 mm之間，行車略有小擺動(dòng)感覺的路段，先使用攤鋪箱鋪設(shè)調(diào)平層，然后鋪設(shè)1 cm微表處（15 mm以下為輕型車轍）。

（2）車轍、推移的連續(xù)長度超過30 m、轍槽深度在15～30 mm之間，有行車擺動(dòng)且跳動(dòng)感明顯的或嚴(yán)重顛簸的，銑刨路面上面層或中上面層重新鋪筑后，再鋪設(shè)1 cm微表處。

（3）車轍深度在25 mm以上，應(yīng)采用銑刨全部面層重新鋪筑的方案，然后加鋪1 cm微表處。

（4）路面車轍較多，車轍之間的距離又近，為便于修補(bǔ)并使修補(bǔ)部分平整，可以將鄰近的車轍劃為一片，按片挖槽進(jìn)行修補(bǔ)。

填補(bǔ)車轍時(shí)為了保證黏結(jié)牢固，施工溫度不宜低于10℃，雨后路面積水未干之前不能施工。

2.4 裂縫處治

（1）寬度3～5 mm的縱向裂縫和荷載性橫向裂縫，清掃干凈路面后使用密封膠進(jìn)行貼縫處理后進(jìn)行微表處。

（2）寬度大于5 mm的縱向裂縫應(yīng)開槽清潔干凈后，采用石粉（0～5 mm碎石）填充裂縫密封膠灌縫，再進(jìn)行微表處。

2.5 原路面的擁包等隆起型病害應(yīng)事先進(jìn)行處理

對(duì)于瀝青面層出現(xiàn)坑槽、松散、擁包等病害并伴有局部沉陷的路段，如果基層、底基層具備基本的承載能力，將上、中面層挖補(bǔ)后加鋪1 cm微表處；對(duì)于基層承載力不足、出現(xiàn)嚴(yán)重病害的路段，采用水泥穩(wěn)定碎石處治基層，并填補(bǔ)好中、上面層瀝青混合料，處治后加鋪1 cm微表處。

3 微表處在工程中的應(yīng)用

某高速公路于2002年9月份通車，主線為半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)組合和厚度組成為：4cm中粒式瀝青混凝土+5cm中粒式瀝青混凝土中面層+6 cm粗粒式瀝青混凝土下面層+30 cm水泥穩(wěn)定碎石基層+18 cm～20 cm二灰土和綜合穩(wěn)定土底基層，路面結(jié)構(gòu)總厚度63～65 cm。隨著運(yùn)營年限增長，路面出現(xiàn)了裂縫，即龜裂、輕微車轍等病害，且隨著交通量的不斷增長，出現(xiàn)了復(fù)合病害現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了行車舒適度，降低了路面使用性能。自2007年開始，先將原路面病害進(jìn)行處治，隨后采用微表處罩面。具體應(yīng)用效果見表1。

表1 微表處前后路面技術(shù)狀況PCI對(duì)比

（1）微表處治后改變?cè)访婺p、老化、光滑松散、細(xì)集料脫落、車轍等表觀質(zhì)量，使得已干澀發(fā)白的瀝青表層和修補(bǔ)花點(diǎn)的路面煥然一新。

（2）經(jīng)過對(duì)2008年微表處前后病害面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以及通過以千米為單位分別抽取4段進(jìn)行一年觀測(cè)，路面破損率DR從2.22%下降至0.086%，有效減少和延緩了路面破損，從而延緩了病害發(fā)展。

（3）由表1可知：經(jīng)2008年6月—2010年12月微表處治兩年后路面PCI對(duì)比，路面技術(shù)狀況有較大改善，但對(duì)于原路面網(wǎng)裂、龜裂、橫縱向裂縫處治不徹底。

（4）加鋪微表處之后，路面抗滑性有很大程度改善，減少了路面事故發(fā)生率。

（5）有效解決了路面平整度衰減、輕微車轍以及壓密型、磨耗型等比較穩(wěn)定的車轍，恢復(fù)了路面服務(wù)功能，但對(duì)于深度車轍（30 mm以上）效果不明顯，經(jīng)觀測(cè)處治半年后車轍發(fā)展趨于穩(wěn)定，深度最深達(dá)10 mm。

（6）微表處在阻止小的氧化裂縫或毛細(xì)裂縫比較有效，但對(duì)于溫度原因造成的橫向伸縮裂縫、基層反射性橫向裂縫以及由于路基不均勻沉降或滑移產(chǎn)生的裂縫效果不太好。

4 微表處后期跟蹤觀測(cè)

通過后期對(duì)微表處路面的跟蹤觀測(cè)表明：雖然微表處可以顯著提高路面服務(wù)狀況，但在部分段落會(huì)出現(xiàn)不同程度的反射裂縫、表觀不均勻、接縫明顯等問題，部分路段出現(xiàn)唧漿、龜裂等病害。

4.1 路面出現(xiàn)反射裂縫

見圖 1、圖2。

圖1開槽填充后出現(xiàn)反射裂縫

圖2挖補(bǔ)后，施工縫在微表處表面反射

原因分析：①原先裂縫處理時(shí)，在開槽灌縫過程中，富裕瀝青比較多。造成富裕瀝青處表面光滑、摩擦系數(shù)小，且密封材料與微表處混合料不兼容，在攤鋪過程中，裂縫光滑處與正常路面處平行攤鋪，因摩擦系數(shù)不一樣，混合料攤鋪的數(shù)量和均勻就不一樣，裂縫處的混合料相對(duì)正常路面的混合料要少，造成裂縫反射。②裂縫處和原路面介質(zhì)不同，混合料在不同介質(zhì)上表現(xiàn)不同現(xiàn)象，攤鋪后，不同介質(zhì)下的混合料中的水分蒸發(fā)效果不同，肉眼觀察，在裂縫處表現(xiàn)為粗糙，且微表處攤鋪厚度為l cm，本身厚度就不高，結(jié)果表觀裂縫處與正常路面不一致，形成裂縫反射。

建議：①施工前期，對(duì)裂縫處富裕瀝青進(jìn)行局部銑刨，銑刨厚度為0.4～0.6 cm，主要功用為打毛裂縫處，增加裂縫處的摩擦系數(shù)，形成粗糙面，使攤鋪時(shí)混合料均勻一致。②對(duì)裂縫進(jìn)行處理，采用裂縫密封貼，由于密封貼表面粗糙，可以與原路面形成一致的介質(zhì)。

4.2 處治過的坑槽四周出現(xiàn)裂縫并伴隨唧漿現(xiàn)象

見圖3。

圖3 處理過的坑槽四周裂縫并伴隨唧漿

原因分析：在處理原路面坑槽時(shí)，瀝青混凝土的壓實(shí)度不足或偏小，或是瀝青混合料拌和不均勻，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際空氣率較大，造成雨水滲入，滯留在半剛性基層頂面，在大量高速行車作用下，產(chǎn)生很大的壓力并沖刷基層混合料表層的細(xì)料形成灰漿，從路面的縫隙向上擠出，形成了白色的唧漿。

建議：在微表處前對(duì)病害徹底處治，加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，確保瀝青混合料拌和均勻，壓實(shí)度達(dá)到規(guī)定指標(biāo)。

4.3 處治過的路面出現(xiàn)龜裂

見圖4。

圖4 路面出現(xiàn)龜裂

原因分析：①在處理原路面龜裂時(shí)，瀝青混凝土的壓實(shí)度不足或偏小，或是瀝青混合料拌和不均勻，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際空氣率較大，造成雨水滲入，滯留到上面層和中面層之間，在大量快速行車的作用下，使兩層內(nèi)瀝青混凝土中部分碎石上的瀝青剝落，導(dǎo)致表面產(chǎn)生網(wǎng)裂。②原路面基層厚度不足，或基層集料分析和不均勻性（含級(jí)配、結(jié)合料劑量、含水量和密實(shí)度等）過大等因素，導(dǎo)致路面承載力下降，在行車作用下產(chǎn)生龜裂。

建議：在微表處前對(duì)病害徹底處治，滿足路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，確保瀝青混合料拌和均勻，壓實(shí)度達(dá)到規(guī)定指標(biāo)。

5 結(jié)論

（1）微表處作為一種路面早期養(yǎng)護(hù)措施，微表處理后有效改善了路面平整度和增加摩擦系數(shù)、防透水，可有效減緩裂縫反射期，填補(bǔ)車轍，減少坑槽發(fā)生率，從而減少和延緩路面破損，提高道路技術(shù)狀況。

（2）只有對(duì)微表處前原路面病害診斷清楚、處治徹底以及高質(zhì)量的施工才能使微表處發(fā)揮有效作用。微表處作為一種恢復(fù)路面的磨耗層，適合于路面病害程度較輕、還未出現(xiàn)嚴(yán)重破壞路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，但不能全面治理已出現(xiàn)的路面損壞。在微表處使用中施工人員常常盲目擴(kuò)大了微表處的適用范圍，忽略了它不適宜于由于結(jié)構(gòu)層損壞引起的或嚴(yán)重的路面病害處治。對(duì)于路面的嚴(yán)重車轍、大面積油污、重度裂縫和坑槽等都需進(jìn)行預(yù)處理，如果微表處施工前路面病害處治不徹底，那么這些病害將很快反射到微表處表面，形成新的病害。

（3）微表處適宜在路況標(biāo)準(zhǔn)需同時(shí)滿足以下路面技術(shù)指標(biāo)：技術(shù)狀況指數(shù)80＜PCI≤95、路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)80＜PSSI≤100、路面行駛質(zhì)量指數(shù)80＜RQI≤100。

（4）通過對(duì)該高速公路2008年右幅處治與2010年左幅微表處治20 km路段相比較，2008年微表處治路面養(yǎng)護(hù)投資可節(jié)約488萬元，養(yǎng)護(hù)成本可節(jié)約48%，養(yǎng)護(hù)投資效益明顯。

（5）在路基路面穩(wěn)定的前提下，微表處使用壽命可達(dá)2～5年以上，延長了路面大修時(shí)間，從而延長了路面全壽命周期。

（6）根據(jù)全壽命周期設(shè)計(jì)理念，在道路瀝青砼路面設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮路面抗滑性能衰減，將路面上面層普通瀝青混凝土改為改性瀝青混凝土。

[1]交通部公路科學(xué)研究院.微表處和稀漿封層技術(shù)指南.人民交通出版社，2006.3.

[2]李凌云，梅興民.科技信息.《高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施—微表處》，2007.

[3]周亮，周正峰.微表處在高速公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用，貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008.

The Little Form is in the Expressway Semi-rigid Pitch Concrete Application in the Preventative Maintenance of Road Surface

Liu Dongfang

Introduction totechnologyfromlittle formofthe article，the road conditions condition that is suitable for，should take and maintain management and appraise on later stage through what has been in the expressway semi-rigid pitch concrete road surface on the little form when maintainedded，point out that maintains the measure in early days as a kind of road surface in the little form office，Reduce and delay the road surface damage，improve the technological state of the road effectively，with its fine serviceability and remarkable social benefit，there are extensive application prospects in the expresswayis maintained.

little formoffice；halfthe rigid pavement；application；preventative maintenance

U416.217

A

1000-8136(2011)20-0089-03

劉東芳，女，山西原平人，2004年畢業(yè)于山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院道路與橋梁專業(yè)，助理工程師。