微表處在中重度車轍處治中的應用研究

劉從容，徐愛華

（1.鹽城市公路管理處，江蘇 鹽城 224005；2.阜寧縣公路管理站，江蘇 鹽城 224400）

0 前言

我國高等級公路瀝青路面普遍存在的三大最主要的病害形式：車轍、裂縫、坑槽。其中車轍病害尤為突出，現(xiàn)階段我國車轍病害的基本處治原則是立足于車轍病害的不同表現(xiàn)形式采取相應的策略：對于較輕的壓密和磨耗型車轍，采用微表處車轍修復技術(shù)（深度小于15 mm）；對于嚴重的失穩(wěn)和結(jié)構(gòu)型車轍，需銑刨產(chǎn)生車轍的各面層，然后重新加鋪。中重度車轍采用傳統(tǒng)的銑刨重鋪養(yǎng)護施工速度較慢，對交通干擾大，產(chǎn)生廢舊路面材料且造價較高，因此迫切需要研究推廣車轍病害快速修復技術(shù)，提高養(yǎng)護作業(yè)效率，提高養(yǎng)護工程質(zhì)量。

目前，阻礙微表處大厚度使用的主要技術(shù)問題是：大厚度微表處混合料高溫穩(wěn)定性不足，易產(chǎn)生剪切形變，形成新的車轍。

1 微表處混合料抗車轍性能評價方法與評價指標

1.1 傳統(tǒng)評價方法的不足

微表處若用于處治中、重度車轍時（車轍轍槽深度是微表處礦料最大粒徑的2～4倍）必須考慮到微表處混合料的抗車轍性能，以避免微表處混合料在填補車轍后出現(xiàn)高溫穩(wěn)定性不足，從而使路面再次出現(xiàn)車轍危害?，F(xiàn)有微表處混合料試驗方法，主要是針對薄層攤鋪微表處混合料設(shè)計的，對車轍性能的評價問題考慮不周，所采用的輪轍變形試驗（LWT），考察的是12.7 mm的微表處混合料在25℃條件下的抵抗車轍能力，這顯然不能滿足大厚度微表處混合料的抗車轍性能評價需要。

1.2 中厚度微表處抗車轍性能評價方法與評價指標

借鑒熱拌瀝青混合料的評價方法來進行微表處混合料抗車轍性能的評價，瀝青混合料抗車轍性能評價的3類方法中車轍模擬類的評價方法最為直接，與實際路用性能的相關(guān)性良好，所以大厚度微表處混合料的車轍試驗方法采用模擬試驗法。在車轍模擬類的評價方法中，考慮到RLWT試樣最容易制備，試驗設(shè)備最為簡單，試驗方法最為方便快捷，選用RLWT(輪盤車轍儀)方法。采用如下兩個指標評價微表處混合料的抗車轍性能：

（1）借鑒美國國家瀝青研究中心NCAT方法，采用60℃條件下車轍深度1 mm時的加載次數(shù)，以RN表示；

（2）采用60℃條件下7 000加載后試樣的車轍深度，以D7 000表示。根據(jù)NCAT研究結(jié)論，D7 000等于1 mm相當于G67-22熱拌基質(zhì)瀝青混合料的抗車轍能力。

2 微表處混合料設(shè)計要求

根據(jù)敏感性分析成果，借鑒交通運輸部《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》，提出如下的微表處車轍填充混合料設(shè)計指標，如表1所列。

表1 微表處車轍填充混合料設(shè)計指標一覽表

3 微表處混合料設(shè)計方法

3.1 現(xiàn)行微表處混合料設(shè)計方法上的缺陷

（1）最佳乳化瀝青用量的確定：現(xiàn)行設(shè)計方法中最佳乳化瀝青用量是以濕輪磨耗指標WTAT確定乳化瀝青用量的下限，同時以負荷車輪試驗粘附砂量LWT確定乳化瀝青用量上限，從而得到乳化瀝青用量的合理范圍。該方法在設(shè)計時主要考慮了混合料的耐磨耗性能、是否有泛油傾向等表面功能指標，沒有考慮混合料的抗車轍性能。

（2）作為微表處混合料設(shè)計檢驗指標之一的負荷車輪輪轍變形試驗，其試驗方法本身并不能科學地評價混合料的抗車轍性能。

（3）作為微表處混合料設(shè)計最重要指標之一的濕輪磨耗值WTAT，其試樣制備時需要將4.75 mm篩上的部分剔除，并且沒有考慮到增加油石比，所以對于4.75 mm通過率相對偏小的微表處混合料填充車轍而言，極容易造成油石比的設(shè)計偏差，是不適用的。

3.2 微表處填充車轍混合料設(shè)計改進措施

由上所述可以看出，如若設(shè)計出性能優(yōu)異的用于車轍填充的大厚度微表處混合料，必須根據(jù)上述混合料設(shè)計缺陷進行改進，因此通過研究分析提出以下混合料設(shè)計改進方法：

（1）使用RLWT替代輪轍變形試驗，用于確定微表處車轍填充混合料的容許最大瀝青用量，提出RLWT設(shè)計指標、設(shè)計方法。

（2）調(diào)整WTAT試驗方法，使其能更加客觀真實地反映混合料的實際情況，用于確定容許最小瀝青用量；

3.3 微表處車轍填充混合料設(shè)計步驟

3.3.1 礦料級配設(shè)計

根據(jù)選擇的級配類型，計算各種集料的配合比例，使合成級配在要求的級配范圍內(nèi)。

博物館里存在著和《規(guī)范》不一樣的英譯文。拿“票當天有效”來說。鎮(zhèn)博的公示語翻譯成The ticket is one-day-valid。這個英文公示語可回譯為“票的有效期為一天”。單看英文公示語，哪一天有效我們就不知道了，或許隨便一天都有效？這會讓人產(chǎn)生誤解?！爱斎沼行А钡囊?guī)范譯文應為valid only on day of issue,所以“票當天有效”可譯成This ticket is valid only on day of issue。

3.3.2 確定初試混合料配方

根據(jù)以往的經(jīng)驗初選（改性）乳化瀝青、填料、水和添加劑的用量，進行拌和試驗和粘聚力試驗?？砂韬蜁r間試驗溫度應考慮最高施工溫度，粘聚力試驗的試驗溫度應考慮施工中可能遇到的最低溫度。

3.3.3 確定最佳乳化瀝青用量

根據(jù)上述試驗結(jié)果和稀漿混合料的外觀狀態(tài)，選擇1～2個合理的混合料配方，分別變化4～5個不同的油石比，進行1 h濕輪磨耗試驗和RLWT試驗，并分別將不同乳化瀝青用量的1h濕輪磨耗值及RLWT繪制成關(guān)系曲線，如圖1所示。

（1）繪制D7000-乳化瀝青用量關(guān)系曲線，以（UCEC－0.2）作為容許最大乳化瀝青用量Pbma（x%）。當計算得到的Pbmax大于通常的乳化瀝青用量上限13.0%時，以13.0%作為。

（2）進行1h-WTAT實驗，以1 h濕輪磨耗值接近表1中要求的乳化瀝青量作為初始最小乳化瀝青用量Pbmin-0。

（3）根據(jù)油膜厚度不變的原則將Pbmin-0換算成容許最小瀝青用量Pbmin（%）。當計算得到的Pbmin低于通常的乳化瀝青用量下限9.0%時，以9.0%作為Pbmin。

（4）如果出現(xiàn)Pbmin>Pbmax的情況，應調(diào)整混合料配方重新進行實驗。

（5）根據(jù)以往經(jīng)驗及配合比設(shè)計試驗結(jié)果，在充分考慮原路面狀況、氣候及交通因素等的基礎(chǔ)上，在乳化瀝青用量可選范圍Pbmin～Pbmax內(nèi)選擇適宜的乳化瀝青用量作為設(shè)計乳化瀝青用量，一般情況下，可選Pbmin和Pbmax的平均值，即：

3.3.4 混合料性能檢驗

采用設(shè)計乳化瀝青用量Pbdesign制備試樣，檢驗混合料的浸水6 d濕輪磨耗指標（試樣制備時的乳化瀝青用量仍需根據(jù)油膜等厚原則換算）和輪轍變形實驗的寬度變化率指標，不符要求時調(diào)整乳化瀝青重新試驗，直至符合要求為止。

4 結(jié)語

傳統(tǒng)的微表處技術(shù)只能處治輕度車轍，通過本文研究的大厚度微表處混合料可有效處治中、重度車轍。通過對多個養(yǎng)護工程使用情況的觀測，展示了中厚度微表處技術(shù)的優(yōu)勢：施工速度快，對交通的影響小；有良好的抗滑性能，且宏觀構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)隨微表處使用期的延長衰減緩慢；微表處不透水，可以有效地防止路表水下滲；微表處與原瀝青路面粘結(jié)牢固，該技術(shù)具有廣闊的推廣和應用前景。

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