《微表處技術(shù)規(guī)程》編制思考

（交通運輸部公路科學研究院，道路結(jié)構(gòu)與材料交通運輸行業(yè)重點實驗室，北京 100088）

微表處具有施工簡單，成本費用低、污染小、施工快、抗滑耐磨等特點，廣泛應用于公路預防性養(yǎng)護工程中。微表處技術(shù)發(fā)展之初，在適用路段選擇、工程造價確定、技術(shù)工藝實施等方面比較合理規(guī)范，微表處工程質(zhì)量及其路用性能得到了用戶的認可，從而有了大面積推廣應用。當然，微表處技術(shù)并非完美無缺，從近十年的應用情況看，微表處路面的行車噪音偏大（主要是小轎車的車內(nèi)噪音大）的問題眾所周知，同時也有個別案例因微表處應用不善導致了路面掉粒、與原路面結(jié)合不牢固等現(xiàn)象[1]，這些問題的出現(xiàn)，在一定程度上影響到微表處技術(shù)在國內(nèi)的推廣應用。

在此情況下，除了從管理組織上尋求應對之策外，還迫切需要從技術(shù)上進一步提高混合料的性能質(zhì)量。最近幾年，開放交通更快、性能更為優(yōu)良的微表處技術(shù)（即市場上常說的高性能微表處）有了較大規(guī)模的應用，因此有必要結(jié)合當前微表處應用存在的問題及發(fā)展，對現(xiàn)有微表處技術(shù)標準進行適當修訂并增補高性能微表處的相關(guān)技術(shù)要求，以期進一步保證微表處工程質(zhì)量，提高微表處技術(shù)認可度并擴大應用。中國工程建設標準化協(xié)會標準《微表處技術(shù)規(guī)程》于2019年開始編制，擬重點考慮以下幾個方面。

1 微表處原材料性能

1.1 微表處用改性乳化瀝青殘留物軟化點

我國現(xiàn)行的JTG/T F40-02-2005《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》[2]規(guī)定微表處用乳化瀝青的殘留物軟化點不小于53 ℃，在南方炎熱及重載交通道路及用于填補車轍時，乳化瀝青殘留物軟化點不小于57 ℃。國際稀漿罩面協(xié)會（ISSA）A143—2010《微表處技術(shù)指南》[3]中規(guī)定乳化瀝青殘留物軟化點不小于57 ℃?；谖覈剌d交通，車轍較為普遍的事實[4]，結(jié)合近年來改性乳化瀝青的技術(shù)進步，適當提高微表處用乳化瀝青殘留物軟化點技術(shù)要求，有助于提升微表處抗車轍能力，增強微表處技術(shù)的適用性。

我國瀝青路面車轍較為嚴重，車轍普遍超過15 mm，這更要求微表處稀漿混合料具有較好的抗車轍能力。綜合國內(nèi)外微表處的應用情況，有必要提高微表處用改性乳化瀝青軟化點技術(shù)指標。

1.2 微表處用改性乳化瀝青殘留物粘韌性

微表處用改性乳化瀝青需要可靠的技術(shù)指標來評價結(jié)合料的抗拉伸性能。延度是常規(guī)的技術(shù)指標，但是有時存在著延度拉伸結(jié)合料后“細若游絲”但不斷的現(xiàn)象，即出現(xiàn)延度試驗的數(shù)據(jù)很大但是抗拉伸性能并不高的情況。此時，可考慮反映瀝青結(jié)合料的抗拉伸能力的粘韌性指標。粘韌性試驗測定的是瀝青試樣在拉伸過程中所施加的拉力與拉伸長度，根據(jù)拉力-長度曲線的面積可較為全面地反映瀝青試樣的拉伸性能，粘韌性指標可較好的彌補延度很大但抗拉伸性能并不強的弊端。

當前，我國JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》[5]要求SBR 改性瀝青粘韌性（25 ℃）不大于5 N·m，日本乳化瀝青協(xié)會JEAAS—2011[6]對微表處專用改性乳化瀝青蒸發(fā)殘留物粘韌性（25 ℃）不小于3.0 N·m，另外，美國密歇根州、猶他州等的改性乳化瀝青標準中也提出了粘韌性的技術(shù)要求。

粘韌性表征的是使結(jié)合料拉伸破壞所消耗的能量，粘韌性數(shù)值大表明該結(jié)合料內(nèi)聚力大、抗拉伸能力強，提出改性乳化瀝青粘韌性技術(shù)要求，有助于乳化瀝青的裹附力和粘結(jié)力，降低微表處掉粒等病害的發(fā)生。綜合考慮我國微表處使用的環(huán)境和現(xiàn)有的改性乳化瀝青技術(shù)，選擇微表處工程中常用改性乳化瀝青，測試其殘留物的粘韌性，結(jié)合試驗結(jié)果綜合確定微表處用改性乳化瀝青殘留物粘韌性技術(shù)指標。

1.3 微表處用集料的要求

細集料的潔凈程度對微表處混合料的耐久性有很大影響，細集料的潔凈度應受到重視。從我國現(xiàn)行的JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》和法國等國內(nèi)外的對細集料潔凈程度的評價趨勢來看，同時考慮其砂當量和亞甲藍值是常用做法。在現(xiàn)行的JTG.T F40-02-2005《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》中對集料的壓碎值、洛杉磯磨耗損失、堅固性、針片狀含量、砂當量提出了要求，但對集料的亞甲藍值未做規(guī)定。

亞甲藍試驗是測定膨脹性黏土礦物含量，評定集料潔凈程度的指標。亞甲藍值尤其適用于評價細集料中有害物質(zhì)的含量，而有害物質(zhì)往往會對微表處稀漿混合料的性能產(chǎn)生不利影響，有必要增補該指標以更為全面的評價微表處用細集料的性能。

岳學軍[7]等提出微表處用細集料的亞甲藍值不大于1.5 g /kg。潘向陽[8]等提出對于瀝青混合料細集料的亞甲藍可暫按不超過2.5 g/kg 控制。在確定本規(guī)程中細集料的亞甲藍值的技術(shù)要求時，擬在已有研究成果基礎(chǔ)上，再結(jié)合全國微表處（尤其是高性能微表處）的應用案例中細集料的亞甲藍值的測試結(jié)果，予以綜合確定。

2 微表處混合料設計及性能

2.1 微表處級配設計

我國普遍使用的III 型微表處級配，該級配中粒徑在4.75 mm 到9.5 mm 的礦料一般有20%左右。對于厚度不足10 mm 的微表處混合料來說，該部分粒徑極大的影響著微表處路面的構(gòu)造深度，如果這檔礦料偏粗（即粒徑都靠近9.5 mm），盡管也滿足現(xiàn)行的級配要求，但整個微表處路面就會出現(xiàn)構(gòu)造深度偏大，致使高速行車時車輪與路面的接觸噪音明顯提高，惡化了行車舒適性。為避免4.75 mm 以上的粗集料過于集中在粒徑為5 mm 或10 mm 而使微表處路面過細或過粗，有必要在4.75 mm 和9.5 mm 之間增加一個篩孔[9]，以解決稀漿混合料級配曲線在級配范圍內(nèi)但級配不合理間斷的問題。另外，現(xiàn)有的微表處級配（II 型和III 型），其0.075 mm 篩孔通過率要求為5%～15%。該通過率要求偏于寬泛，并且0.075 mm 通過率的下限偏低易導致乳化瀝青用量低、稀漿混合料耐久性不足的問題。基于此，有必要對微表處級配進行調(diào)整，在4.75 mm 和9.5 mm 之間增加篩孔，并適當調(diào)整0.075 mm 篩孔通過率。

2.2 微表處設計階段氣候條件控制

現(xiàn)行指南對微表處稀漿混合料的可拌和時間及粘聚力試驗都是在25 ℃左右的溫度下進行的，盡管指南中也強調(diào)了“在充分考慮原路面狀況、氣候及交通因素等的基礎(chǔ)上綜合確定混合料配方”，但是在特殊狀態(tài)下，例如高溫、低溫、高濕等情況下，很多微表處配方設計并沒有考慮這些特殊情況，仍然按室溫進行配合比試驗。這樣設計出來的混合料，常常出現(xiàn)過快破乳或遲遲不破乳的情況。

另外，在氣候情況發(fā)生了變化時仍然用一個固定的微表處稀漿混合料設計配方而沒有根據(jù)實際天氣情況予以適當調(diào)整，導致了微表處工程完工并開放交通后發(fā)生了掉料等損壞現(xiàn)象。因此，微表處設計過程中應對實際施工環(huán)境進行預測分析，在充分考慮施工可能出現(xiàn)的環(huán)境條件下進行微表處設計，尤其針對高溫、低溫、高濕等特殊的氣候環(huán)境。如施工環(huán)境發(fā)生較大變化，應對微表處混合料進行設計調(diào)整。

2.3 可拌和時間及破乳時間

工程應用經(jīng)驗表明，對于微表處稀漿混合料并非可拌和時間越長越好，有必要適當控制一下微表處的可拌和時間。

破乳時間指的是微表處稀漿混合料中改性乳化瀝青的瀝青與水分離、瀝青微粒吸附到石料上而水析出所需要的時間。在交通繁忙路段等條件下實施微表處，要求稀漿混合料攤鋪到路面上后快速的破乳并盡快形成強度，鑒于此對于這類微表處有必要增加破乳時間的要求。

2.4 微表處稀漿混合料濕輪磨耗值

濕輪磨耗值是微表處稀漿混合料耐磨性及抗水損能力的重要指標。JTG/T F40-02-2005《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》要求微表處稀漿混合料浸水1 h 和浸水6 d 的濕輪磨耗值分別不大于540 g/m2和800 g/m2，A143—2010《微表處技術(shù)指南》中規(guī)定浸水1 h 和6 d 的濕輪磨耗值分別不大于538 g/m2和807 g/m2。隨著微表處技術(shù)的提升，近些年出現(xiàn)了高性能微表處，部分高性能微表處應用于隧道、高溫高濕等特殊環(huán)境，并取得不錯效果。

針對高性能微表處，現(xiàn)有的技術(shù)要求顯然過于寬泛，有必要結(jié)合高性能微表處浸水1 h 和浸水6 d 濕輪磨耗值的實測結(jié)果，綜合確定其技術(shù)要求。

2.5 微表處稀漿混合料養(yǎng)生初期磨耗損失值

當前在繁忙的交通環(huán)境下，要求微表處在攤鋪完畢后盡快開放交通，這就需要在微表處養(yǎng)生初期采用較為精準的試驗評估其是否可開放交通?，F(xiàn)行的常規(guī)方法是采用粘聚力試驗評價稀漿混合料初期成型性能，判斷稀漿混合料初凝時間和開放交通時間，應該說該試驗方法簡單快捷，被廣泛應用，但也存在較大粒徑礦料造成試驗數(shù)據(jù)偏離現(xiàn)象，使試驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)波動。

養(yǎng)生初期磨耗試驗采用橡膠管與稀漿混合料的摩擦模擬微表處通車初期輪胎與路面的接觸狀態(tài)。這種試驗方法擬通過精確控制試驗步驟，預期可減少過程誤差，提高測量數(shù)的可信度和復現(xiàn)性，更好的指導高性能微表處的配比設計。針對高性能微表處，考慮在本規(guī)程中增加養(yǎng)生初期磨耗試驗，用于評定高性能微表處混合料養(yǎng)生初期粘聚性及抗磨耗能力。

3 結(jié)束語

微表處技術(shù)因其環(huán)保低能耗、施工便捷、良好的路用性能等優(yōu)勢得到大量推廣應用，但現(xiàn)階段微表處技術(shù)出現(xiàn)了應用瓶頸，有必要在微表處應用技術(shù)方面予以提高要求，重點是微表處的原材料要求、級配控制、稀漿混合料性能要求以及增補新型微表處等方面，進一步對微表處的技術(shù)要求進行完善調(diào)整，為該技術(shù)進一步的推廣應用奠定基礎(chǔ)。