微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)在高寒地區(qū)的應(yīng)用

于廣和

（黑龍江省收費(fèi)公路管理局，黑龍江 哈爾濱 150001）

0 引言

微表處技術(shù)主要用于高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，多以大面積攤鋪罩面為主。該技術(shù)在我國(guó)南方地區(qū)部分高速公路上應(yīng)用取得了較好的效果，但在北方寒冷地區(qū)應(yīng)用較少，多數(shù)情況是將其用于修復(fù)瀝青路面車轍，在高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)應(yīng)用方面尚屬空白。

北方高寒地區(qū)高速公路的配合比設(shè)計(jì)不同于南方，一般情況下，高寒地區(qū)瀝青路面的油石比較大，所以夏季行車容易形成車轍，冬天寒冷又容易導(dǎo)致路面形成裂縫。裂縫和車轍是路面的主要病害，如何快速、經(jīng)濟(jì)地處理這些病害是高寒地區(qū)養(yǎng)護(hù)的難點(diǎn)，微表處技術(shù)的發(fā)展為高寒地區(qū)的高速公路養(yǎng)護(hù)提供了一條便捷的途徑。實(shí)踐證明，微表處技術(shù)在寒冷地區(qū)應(yīng)用的各項(xiàng)性能指標(biāo)都很好，能經(jīng)受路面長(zhǎng)時(shí)間的低溫冷凍，路面積雪結(jié)冰時(shí)大型機(jī)械設(shè)備除雪除冰等苛刻條件的考驗(yàn)。哈伊公路實(shí)施微表處技術(shù)后明顯改善了路面的抗滑性能，有效地防止路表水下滲，在不破壞原路面的基礎(chǔ)上可修復(fù)車轍以及延長(zhǎng)道路的使用壽命，現(xiàn)將工程實(shí)踐總結(jié)如下。

1 原路面概況

黑龍江省哈伊高速公路地處黑龍江省松嫩平原東部與小興安嶺山脈西麓微丘結(jié)合地帶，沿線地區(qū)屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，春季風(fēng)大干燥，夏短炎熱多陣雨，秋季霜凍期早，冬季漫長(zhǎng)而寒冷。年平均氣溫為2.1℃，最高氣溫極值達(dá)38.3℃，最低氣溫極值-48.1℃，年平均降水量532.2mm。

公路由于受到各種氣候因素的作用，病害多、治理難度大，特別是早期水損害對(duì)公路影響極大，可能在短期內(nèi)對(duì)其造成徹底的破壞。哈伊公路可分為兩個(gè)段落，即哈綏高速公路公路段與綏慶公路段，哈綏高速公路公路段全長(zhǎng)92.469km，雙向四車道，設(shè)計(jì)時(shí)速為120km/h。綏慶公路段全長(zhǎng)66.912km，一級(jí)公路半幅，雙向兩道，設(shè)計(jì)時(shí)速為80km/h。

2 本工程材料準(zhǔn)備

2.1 集料

微表處使用的集料要求采用無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)、堅(jiān)硬、粗糙和耐磨的不同規(guī)格的粗細(xì)集料。

2.1.1 集料混合料砂當(dāng)量

集料混合料砂當(dāng)量的各項(xiàng)指標(biāo)如表1所示。

表1 集料混合料砂當(dāng)量

2.1.2 集料級(jí)配

不同規(guī)格集料按不同比例摻配后應(yīng)該符合MS-Ⅲ型級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)，本工程施工過(guò)程中使用的集料混合料級(jí)配如圖1所示。

圖1 本工程集料混合料級(jí)配曲線

2.2 改性乳化瀝青

寒冷地區(qū)微表處用乳化瀝青生產(chǎn)采用AH-90#基質(zhì)瀝青，乳化劑選用陽(yáng)離子慢列快凝型乳化劑，改性劑根據(jù)乳化劑的種類確定。為應(yīng)對(duì)高寒地區(qū)路面夏季溫度高、冬季低溫的特點(diǎn)，改性乳化瀝青軟化點(diǎn)需符合特別要求。技術(shù)規(guī)范規(guī)定軟化點(diǎn)大于53℃即可，而實(shí)際施工則要求大于55℃。生產(chǎn)出的改性乳化瀝青檢測(cè)的技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

表2 改性乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

3 微表處工藝

3.1 攤鋪前準(zhǔn)備工作

3.1.1 對(duì)原路面進(jìn)行調(diào)查，確定路面病害類型和處理方案，進(jìn)行路面病害預(yù)處理。

3.1.2 根據(jù)施工路段的路幅寬度，調(diào)整攤鋪槽寬度，應(yīng)盡量減少縱向接縫數(shù)量，在可能的情況下，宜使縱向接縫位于車道線附近。

3.1.3 攤鋪設(shè)備各種材料標(biāo)定。

3.2 微表處施工過(guò)程控制

3.2.1 微表處施工過(guò)程檢驗(yàn)要求

微表處施工過(guò)程檢驗(yàn)要求如表3所示。

表3 微表處施工過(guò)程檢驗(yàn)要求

3.2.2 施工過(guò)程油石比控制

施工過(guò)程油石比控制采用“三控檢驗(yàn)法”對(duì)乳化瀝青稀漿封層混合料進(jìn)行油石比檢驗(yàn)。

3.2.2.1 每天攤鋪前檢查攤鋪車料門開(kāi)度和各個(gè)泵的設(shè)定是否與設(shè)計(jì)配比相符,認(rèn)真記錄每車的集料、填料用量和改性乳化瀝青用量，計(jì)算油石比，每天進(jìn)行一次總量檢驗(yàn)。

3.2.2.2 攤鋪過(guò)程中取樣進(jìn)行混合料抽提試驗(yàn)，檢測(cè)油石比大小是否與設(shè)計(jì)油石比相符。

3.2.2.3 每天施工完成后，統(tǒng)計(jì)施工用的集料、填料總用量和改性乳化瀝青總用量，計(jì)算每天攤鋪混合料的平均油石比。

3.3 外觀控制

3.3.1 起頭

將準(zhǔn)備好的鐵皮鋪在起點(diǎn)的攤鋪箱下，攤鋪開(kāi)始后，將鐵皮及上面稀漿混合料移開(kāi)，用鐵鍬整理起頭，使其有一個(gè)斜坡過(guò)渡段。

3.3.2 縱橫接縫

橫接縫：將準(zhǔn)備好的鐵皮鋪在上一段結(jié)尾處，攤鋪開(kāi)始后，將鐵皮及上面稀漿混合料移開(kāi)，用鐵鍬整理使其平整。

縱接縫：攤鋪第一幅時(shí)需接縫的一邊不要施工立邊，第二幅施工時(shí)注意摸縫和接縫多少。

3.3.3 結(jié)尾

攤鋪結(jié)束后，鏟除最后一小段不合格的工作面，用直尺取平，用鐵鍬整理起頭，讓其有一斜坡過(guò)渡段，多余廢料裝上工具車?yán)街付ǖ攸c(diǎn)堆放。

4 寒冷地區(qū)微表處施工經(jīng)驗(yàn)

4.1 油石比宜高不宜低

根據(jù)寒冷地區(qū)的氣候條件，微表處配合比設(shè)計(jì)時(shí)要考慮瀝青用油量問(wèn)題，在合理的用油量范圍內(nèi)應(yīng)考慮偏高的油石比，這樣有利于在寒冷地區(qū)抗低溫剝落。

4.2 級(jí)配

行車噪音大是微表處工藝的一個(gè)共有缺點(diǎn)，級(jí)配選用合理能有效降低噪音。級(jí)配一般選用MS-Ⅲ型中值略細(xì)，砂當(dāng)量應(yīng)大于65%，粉細(xì)集料及通過(guò)0.075mm一檔應(yīng)大于8%，這樣稀漿混合料的和易性好，能充分填補(bǔ)混合料中的空隙。沒(méi)有空隙，水份就不能滲入內(nèi)部，不能形成凍融損壞，能有效抵抗寒冷地區(qū)低溫時(shí)的結(jié)冰和除雪。

4.3 寒冷地區(qū)車轍深度對(duì)微表處影響

微表處技術(shù)指南和相關(guān)文獻(xiàn)資料都認(rèn)為：深度為15mm以下車轍可直接進(jìn)行微表處；深度為15～25mm車轍應(yīng)首先進(jìn)行微表車轍預(yù)填充，預(yù)填充寬度一般為1m，然后再進(jìn)行微表處罩面；深度為25～40mm車轍一般都要采用兩次或多次車轍填充；40mm深度以上車轍建議采用銑刨一部分后填充車轍再進(jìn)行單層微表處或采用其他工藝修復(fù)原路面。寒冷地區(qū)冬季低溫，夏天高溫。為抗低溫剝落，油石比應(yīng)偏大，級(jí)配應(yīng)偏細(xì)，但大油石比和細(xì)級(jí)配又存在高溫季節(jié)泛油、變形以及推移的可能。為適應(yīng)同一地區(qū)冷熱兩個(gè)極端氣候條件，只有從微表處適用條件來(lái)彌補(bǔ)。所以筆者認(rèn)為寒冷地區(qū)原路面深度為10mm以下車轍可直接進(jìn)行微表處；深度為10～20mm車轍應(yīng)首先進(jìn)行微表處車轍填充，然后再進(jìn)行微表處罩面；深度為20～30mm車轍可采用多層微表處工藝施工；深度為30mm以上車轍建議不要用微表處技術(shù)處理。

4.4 水泥的作用與用量

水泥在微表處施工中可改善稀漿混合料拌合性能和成型速度，并在一定程度上調(diào)整集料的級(jí)配。水泥的特性抗裂性能不好，特別在寒冷地區(qū)，冬季溫度降低易使瀝青變脆，如果施工中水泥量加大，成型后的混合料更容易變脆，這樣很不利于微表處在寒冷季節(jié)抵抗低溫冷凍和除雪除冰。筆者認(rèn)為微表處工藝水泥能改善混合料的拌合性能和成型速度，在寒冷地區(qū)微表處從工藝需要上應(yīng)該加水泥，但考慮寒冷地區(qū)特殊氣候條件，水泥加量應(yīng)該控制在0.5%～1.0%左右。

4.5 微表處工程施工隊(duì)氣候天氣溫度的要求

東北寒冷地區(qū)低溫季節(jié)比較長(zhǎng)，有利于微表處施工的季節(jié)比較短，一般6月初到9月上旬為適宜施工季節(jié)，難以滿足大面積微表處施工對(duì)時(shí)間的要求。所以在寒冷地區(qū)要進(jìn)行大面積微表處施工，應(yīng)該在有利的施工季節(jié)來(lái)臨前做好招投標(biāo)準(zhǔn)備、原材料檢測(cè)以及配合比設(shè)計(jì)等前期工作，一旦氣候條件滿足微表處施工要求，就抓住有利條件開(kāi)展施工。

5 微表處交工驗(yàn)收階段質(zhì)量檢查與驗(yàn)收

工程完工后1～2個(gè)月時(shí)，將施工全線單幅以1～3km作為一個(gè)評(píng)價(jià)路段進(jìn)行質(zhì)量檢查和驗(yàn)收，檢查項(xiàng)目、頻率、要求及方法如表4所示。

表4 微表處交工驗(yàn)收檢驗(yàn)要求

2007～2008年兩年的小規(guī)模試驗(yàn)段成功之后，2009年哈綏高速進(jìn)行了多種工藝相結(jié)合的規(guī)?；┕ぁＴ谶@期間選擇了3km代表性路段，分別進(jìn)行雙層車轍填充處理、車轍填充后罩面處理和單層罩面處理。經(jīng)過(guò)冬季路面積雪結(jié)冰和大型機(jī)械設(shè)備除雪除冰的過(guò)程，到2010年5月份對(duì)該路段路面性能進(jìn)行了以下測(cè)試。

5.1 防水性檢測(cè)

用標(biāo)準(zhǔn)滲水儀對(duì)抽檢的3km微表處代表性路段進(jìn)行滲水試驗(yàn)，經(jīng)檢測(cè)，滲水系數(shù)為0.5lm/min，遠(yuǎn)好于原路面30~45lm/min滲水系數(shù)，為不滲水層。

5.2 抗滑性能測(cè)試

采用擺式摩擦儀和推砂法對(duì)3km微表處代表性路段和原路面進(jìn)行了摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度檢查，結(jié)果表明：微表處鋪筑后明顯提高了路面的抗滑性能。

表5 微表處抗滑性能檢測(cè)結(jié)果

6 結(jié)語(yǔ)

微表處在寒冷地區(qū)施工，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到寒冷地區(qū)的氣候條件，用油量在合理范圍內(nèi)應(yīng)選用偏上限油石比，粉細(xì)集料及小于0.075mm這一檔不低于8.0%，水泥用量不能太大，在適宜的季節(jié)施工，這樣有利于在低溫條件下抗剝落。

從近幾年在黑龍江省哈伊高速公路微表處施工情況來(lái)看，經(jīng)過(guò)對(duì)寒冷地區(qū)氣候的分析，并對(duì)特殊氣候條件相應(yīng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，微表處技術(shù)可以在我國(guó)的寒冷地區(qū)推廣應(yīng)用。

[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[M].北京：人民交通出版社，2006.

[2]徐劍.瀝青路面微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究[D].北京：交通部公路科學(xué)研究所，2002.

[3]徐劍，秦永春，黃頌昌.微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)中幾個(gè)常被忽視的問(wèn)題[A].中國(guó)公路學(xué)會(huì)道路工程學(xué)會(huì)2002年學(xué)術(shù)交流論文集[C].北京：人民交通出版社，2002.

[4]王田生.淺談微表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用與造價(jià)確定[A].中國(guó)公路學(xué)會(huì)道路第五屆全國(guó)公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集[C].北京：人民交通出版社，2010.