微表處技術(shù)在高速公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用分析

王　可

(現(xiàn)代投資股份有限公司 工程管理部， 湖南 長(zhǎng)沙　410004)

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微表處技術(shù)在高速公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用分析

王可

(現(xiàn)代投資股份有限公司 工程管理部， 湖南 長(zhǎng)沙410004)

摘要：隨著我國(guó)高速公路突飛猛進(jìn)的發(fā)展，高速公路養(yǎng)護(hù)已經(jīng)引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。微表處技術(shù)作為一種新型的公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)具有其他養(yǎng)護(hù)技術(shù)難以比擬的優(yōu)勢(shì)。闡述了微表處技術(shù)是一種性能優(yōu)良的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，其性價(jià)比較高，施工簡(jiǎn)單，養(yǎng)護(hù)效果優(yōu)良。

關(guān)鍵詞：公路工程； 微表處技術(shù)； 瀝青路面； 養(yǎng)護(hù)工程； 技術(shù)措施

1微表處技術(shù)概述

高速公路瀝青路面常年處于風(fēng)吹日曬的狀況下，受到雨淋和凍融的侵蝕，路面的穩(wěn)定性和平整性都受到了損害，此外加上車輛荷載作用，會(huì)造成路面開裂和積水現(xiàn)象，輕則影響行車的舒適性，重則影響行車的安全性和可靠性，所以加強(qiáng)公路養(yǎng)護(hù)，提高公路瀝青路面的穩(wěn)定性變得極為重要，微表處技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，而且在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用范圍越來越廣。微表處技術(shù)作為一種新型的高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)，主要是采用乳化瀝青、集料、填料、水和添加劑，按照一定的比例進(jìn)行攪拌，并且均勻攤鋪在高速公路瀝青罩面層。微表處技術(shù)具有施工快速、工藝簡(jiǎn)單方便的優(yōu)點(diǎn)，而且能夠達(dá)到節(jié)約資源、零污染的目的。微表處技術(shù)能夠最大限度地修復(fù)高速公路瀝青路面的病害，改善路面的抗滑能力和抗磨耗能力。微表處技術(shù)不僅要求乳化瀝青具有很好的性能，而且對(duì)封層技術(shù)和使用性能有了更高的要求。微表處技術(shù)的改進(jìn)主要體現(xiàn)在3個(gè)方面，具體情況如表1所示。

表1 微表處技術(shù)優(yōu)點(diǎn)一覽表序號(hào)優(yōu)點(diǎn)1提高了養(yǎng)護(hù)材料的彈性和高低溫性能,增加了一個(gè)磨耗層。新路面增加摩擦,提高抗滑性能2真正的全程環(huán)保:在常溫下施工,沒有毒煙霧、粉塵、噪音污染,沒廢水外排,從而減少昂貴石料的使用,降低工程造價(jià),顯著降低基本消除早期水損壞的發(fā)生3具有更好的抗磨性能和更高的路面早期強(qiáng)度4縮短了開放交通的能力,凝固時(shí)間大大減低。微表處混合料攤鋪后可在較短的時(shí)間內(nèi)開放交通,具體的時(shí)間因各個(gè)工程的實(shí)際情況而有所不同。(通常12.7mm厚的封層在24℃以上、濕度50%以下時(shí)可在1h內(nèi)開放交通,承受車輪碾壓,但不可有剎車、起步或轉(zhuǎn)彎)

微表處作為乳化瀝青稀漿罩面的最高級(jí)形式是在稀漿封層基礎(chǔ)上發(fā)展起來的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方法，主要經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展流程：原始稀漿封層技術(shù)、稀漿封層技術(shù)、微表處技術(shù)，微表處技術(shù)能夠進(jìn)行整個(gè)路面的攤鋪，而且增加了防水面，有效阻止水分下滲。微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)適用于重要交通道路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，如高速公路、城市干線、機(jī)場(chǎng)跑道等。

2微表處技術(shù)分類

微表處技術(shù)按照不同標(biāo)準(zhǔn)可以分為3種：纖維微表處技術(shù)、微表處修復(fù)車轍技術(shù)、低噪聲微表處技術(shù)。

2.1纖維微表處技術(shù)

纖維微表處技術(shù)主要是在傳統(tǒng)微表處技術(shù)發(fā)展起來的，主要是稀漿夾雜料內(nèi)添加了纖維，有效改善瀝青膠體布局。纖維具有較強(qiáng)的吸附能力，能夠在不改變?cè)新访鎻?qiáng)度和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上較好地改善稀漿夾雜料的高溫不變性、低溫抗裂性、耐久性，可以有效地抑止和延緩反射裂痕呈現(xiàn)，提高了道路的使用壽命，為車輛提供舒適、安全、可靠的行車環(huán)境。

2.2微表處修復(fù)車轍技術(shù)

微表處修復(fù)車轍技術(shù)主要是利用聚合物改良乳化瀝青[1]，并且利用專用設(shè)備進(jìn)行瀝青攤鋪，具有施工快速，成本低而且修復(fù)效果好。一般情況下，車轍橫斷面一般為“V型”，具體施工過程中，混合漿體粒徑骨料會(huì)在攤鋪箱內(nèi)經(jīng)攪拌按照厚度變化呈正態(tài)分布進(jìn)行攤鋪，同時(shí)在轍槽上方形成預(yù)留拱度，為混合料經(jīng)受行車荷載進(jìn)一步壓密作出預(yù)留。

2.3低噪聲微表處技術(shù)

微表處時(shí)發(fā)現(xiàn)行駛中車內(nèi)噪聲與熱拌熱鋪瀝青路面相比明顯增大，大大影響了路面行駛舒適性。低噪聲微表處技術(shù)主要是為了降低施工過程中的噪音音量，提高行車舒適性，同時(shí)也能夠充分發(fā)揮微表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的作用。不但確保了同樣具有傳統(tǒng)微表處一樣的較大的構(gòu)造深度，具有良好的抗滑性能，同時(shí)，與傳統(tǒng)微表處相比，噪音能夠降低5%～8%。

3微表處技術(shù)試驗(yàn)流程

3.1集料

集料主要是對(duì)微表處技術(shù)需要的材料進(jìn)行選擇，石料作為微表處技術(shù)的骨架材料，其顆粒大小直接決定了封層厚度。石料顆粒的大小應(yīng)該適中，如果細(xì)集料相對(duì)較少，空隙較大，乳化瀝青的毛細(xì)吸力很難滿足要求[2]。此外，石料內(nèi)部的內(nèi)部阻力和粘聚力能夠保證礦料級(jí)配的質(zhì)量。集料的選擇一定要滿足堅(jiān)硬耐磨、干凈、粗糙的特點(diǎn)。集料選擇首先要考慮堿性石料，而堿性石料主要包括兩種石灰?guī)r和玄武巖。

3.2改性乳化瀝青、填料和添加劑的選擇

改性乳化瀝青在微表處技術(shù)主要功能是起到粘結(jié)作用[3]，乳液和礦料在混合攪拌攤鋪過程中應(yīng)該均勻、不離析，而且應(yīng)該處在流動(dòng)狀態(tài)，而且能夠?qū)⒊尚蜁r(shí)間控制在60 min范圍內(nèi)。填料在微表處技術(shù)中主要功能是改善級(jí)配，提高稀漿混合料的穩(wěn)定性，并且能夠提高封層強(qiáng)度，填料分為化學(xué)活性和非化學(xué)活性填料，作為非化學(xué)性的石灰?guī)r礦粉級(jí)配如表1所示。

表1 非化學(xué)性的石灰?guī)r礦粉級(jí)配一覽表石灰?guī)r礦粉孔徑/mm分計(jì)篩余/%通過率/%0.2001000.101.598.5<0.10 99.80

添加劑主要指有機(jī)酸、堿、無機(jī)鹽、高分子聚合物，主要功能是加快或者適當(dāng)減緩乳化瀝青的破乳速率，還可以滿足開放交通時(shí)間的要求，提高路面的安全性和可靠性。

3.3室內(nèi)試驗(yàn)研究

室內(nèi)試驗(yàn)研究的主要目的是研究混合料的技術(shù)性質(zhì)和使用性能，找出一個(gè)最優(yōu)化的配合比例。通常情況下，混合料的油石比不應(yīng)該小于5%，乳液用量不應(yīng)該小于10%。室內(nèi)試驗(yàn)研究主要包括：稠度、拌和、濕輪磨耗、負(fù)荷車輪和粘結(jié)力等試驗(yàn)。試驗(yàn)流程圖如圖1所示。

圖1　稀漿混合料的配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)流程圖

稠度試驗(yàn)作為稀漿混合料的基本試驗(yàn)，主要采用“錐體試驗(yàn)”的方法進(jìn)行檢驗(yàn)乳化瀝青混合材料的攤鋪和流動(dòng)性能。攪拌試驗(yàn)是為了確定瀝青混合料的可攪拌時(shí)間和初凝時(shí)間，為瀝青用量提供必要的參數(shù)依據(jù)，攪拌試驗(yàn)的主要影響因素是溫度和水泥用量。濕輪磨耗試驗(yàn)主要通過模擬車輪和路面的磨耗試驗(yàn)來確定磨耗損失系數(shù)，微表處技術(shù)要求浸水1 h的WTAT值不大于538 g/m2，浸水6 dWTAT值不大于807 g/m2。負(fù)荷車輪試驗(yàn)主要功能是確定瀝青用量的上限，以熱砂粘附量為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。粘聚力試驗(yàn)主要用來測(cè)定試件的最大扭矩。

3.4試驗(yàn)結(jié)果分析

經(jīng)過適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)可以對(duì)微表處混合材料進(jìn)行強(qiáng)度分析，通常情況下，將110 ℃下的養(yǎng)生試件在40 ℃條件下的穩(wěn)定性和可靠性作為乳化瀝青混合材料的強(qiáng)度評(píng)價(jià)體系。為了進(jìn)一步提高試驗(yàn)結(jié)果的可靠性和安全性，實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中還可以加入馬歇爾試驗(yàn)，保證通車狀態(tài)下瀝青路面的Tmax大于200 N·cm。

4微表處技術(shù)施工

4.1工程概述

某高速公路工程位于京港澳線K1532+000～K1537+500之間，總長(zhǎng)度約為雙向5 km，而且交通量比較大，車輛重載和超載的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，在投入使用多年之后，出現(xiàn)了裂縫、擁包、坑槽和車轍等病害，降低了使用性能和路面安全性。高速公路養(yǎng)護(hù)單位采用微表處技術(shù)進(jìn)行公路養(yǎng)護(hù)，采用的方法是分段攤鋪，攤鋪寬度為7.5 m，攤鋪的厚度為10 mm。微表處技術(shù)要在養(yǎng)護(hù)之后1～2 h內(nèi)開放通車。

4.2微表處技術(shù)的準(zhǔn)備

微表處技術(shù)在施工期間先要對(duì)原有路面進(jìn)行修補(bǔ)和清潔，做好施工材料和施工設(shè)備的準(zhǔn)備。微表處技術(shù)的施工材料準(zhǔn)備，應(yīng)該對(duì)施工礦料進(jìn)行過篩，篩掉直徑大的石料，并且將礦料鋪攤在潔凈的地面上，杜絕混凝土摻雜的現(xiàn)象產(chǎn)生。填料質(zhì)量要保證細(xì)度和含水量滿足要求，其中直徑小于0.01 mm的石料含量應(yīng)該不少于80%。機(jī)械設(shè)備在使用之前要進(jìn)行必要的標(biāo)定工作。施工用水選用飲用水，pH值應(yīng)該控制在7左右，而且不會(huì)出現(xiàn)堿味。

4.3微表處技術(shù)施工流程

微表處技術(shù)的具體施工流程如圖2所示。

圖2　微表處技術(shù)施工流程圖

微表處技術(shù)首先要將養(yǎng)護(hù)路段進(jìn)行車輛封鎖，做好清掃和放樣工作，其中攤鋪?zhàn)鳛槲⒈硖幖夹g(shù)最為關(guān)鍵的技術(shù)，其重要性不言而喻。本文主要講攤鋪過程，首先要進(jìn)行放樣劃線，調(diào)整相關(guān)寬度，按照從左到右的順序畫出控制線。然后進(jìn)行裝料施工，將乳化瀝青、填料、水和添加劑按照試驗(yàn)好的比例裝入相應(yīng)的料箱，并且保證礦料的溫度均勻。攤鋪過程中應(yīng)該井然有序，從起點(diǎn)向控制線進(jìn)行，確認(rèn)設(shè)備高度和開度能夠滿足要求，適當(dāng)調(diào)節(jié)稀漿分向其的流向，配合水量調(diào)節(jié)出適中的分享器流向。 攤鋪之后進(jìn)行人工找平，保證混合料攪拌均勻。

4.4微表處技術(shù)養(yǎng)護(hù)成型

微表處施工養(yǎng)護(hù)成型時(shí)間要根據(jù)混合料中水分的多少進(jìn)行確定，通常情況下，當(dāng)粘結(jié)力達(dá)到1.5 N·m的時(shí)候就定義為初凝，當(dāng)達(dá)到2.5 N·m的時(shí)候可以開放交通。養(yǎng)護(hù)成型技術(shù)最關(guān)鍵要看乳化瀝青的性能，通常情況下，在路面養(yǎng)護(hù)處鋪設(shè)必要的蒸發(fā)劑可以有效縮短水分蒸發(fā)時(shí)間。攤鋪結(jié)束之后，風(fēng)越大，養(yǎng)護(hù)成型所需要的時(shí)間越短，瀝青路面開放時(shí)間越短。養(yǎng)護(hù)成型期間禁止車輛進(jìn)入，此外還可以采用撒砂的方式提高成型速率，路面成型以后應(yīng)該平整、密實(shí)、無松散，而且路面縱橫銜接平順，表面粗糙，無光滑現(xiàn)象。

4.5微表處跟蹤觀測(cè)情況及技術(shù)養(yǎng)護(hù)注意事項(xiàng)

在后期微表處跟蹤觀測(cè)(圖3)中發(fā)現(xiàn)：部分路段微表處施工處出現(xiàn)磨耗層脫落、橫向接縫松散等病害，接縫處局部滲水，導(dǎo)致磨耗層與原路面離析松散。

圖3　微表處后期跟蹤觀測(cè)情況

根據(jù)施工存在的不足和后期跟蹤觀測(cè)發(fā)現(xiàn)的問

題，微表處技術(shù)養(yǎng)護(hù)應(yīng)對(duì)以下事項(xiàng)予以注意：

1) 石料應(yīng)該堅(jiān)固、耐磨，而且是清潔的，級(jí)配采用中粒式或粗粒式，成型后厚度在5 mm或10 mm左右；

2) 乳膠一般采用SBR膠乳，溫度不應(yīng)該小于60 ℃；

3) 若施工對(duì)象出現(xiàn)路面病害，必須先行進(jìn)行處理，才能進(jìn)行微表處攤鋪，攤鋪厚度和車道用處息息相關(guān)，重型車多交通量大的攤鋪厚度約為10 mm，中等交通量攤鋪厚度約為7 mm，交通量小、重型車小攤鋪厚度約為3～4 mm；

4) 施工之前要檢測(cè)實(shí)際油石比，篩分檢查石料的比例是否符合設(shè)計(jì)要求，并且做好材料的質(zhì)量檢測(cè)。

5結(jié)語

隨著高速公路運(yùn)行時(shí)間的增加，我國(guó)公路已經(jīng)進(jìn)入了“衰老期”，高速公路的養(yǎng)護(hù)已經(jīng)成為了當(dāng)務(wù)之急。隨著科學(xué)技術(shù)和施工工藝的不斷成熟和革新，微表處技術(shù)應(yīng)用范圍必將越來越廣，為我國(guó)取得最大限度的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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文章編號(hào)：1008-844X(2016)02-0093-03

收稿日期:2015-10-29

作者簡(jiǎn)介:王可( 1982-) ，男，工程師，主要從事高速公路建設(shè)管理。

中圖分類號(hào)：U 416.217

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B