微表處技術(shù)在高速公路瀝青路面養(yǎng)護施工中的應用

冷一菲

摘要 文章以某高速公路工程為例，對微表處技術(shù)的應用展開分析，確定微表處施工的主要材料及性能指標，闡述微表處技術(shù)應用中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)及具體作業(yè)要點，并從抗滑擺值、滲水系數(shù)、車轍深度等方面做對比分析，判斷各項指標在高速公路瀝青路面微表處養(yǎng)護前、后的具體變化，評價微表處施工效果。實踐表明，對瀝青路面進行微表處養(yǎng)護后，路面綜合性能大幅提升，養(yǎng)護效果達到預期，這說明工程采取的微表處技術(shù)有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞 瀝青路面；養(yǎng)護技術(shù)；配合比設(shè)計；施工方法；質(zhì)量檢驗

中圖分類號 U418.6文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）11-0134-03

0 引言

微表處以聚合物改性乳化瀝青、破碎集料等為原材料，將拌和后的混合料攤鋪至路面，起到養(yǎng)護路面的效果。對于高速公路瀝青路面輕微的松散、開裂等病害，可采取微表處技術(shù)予以處理[1]。鑒于微表處技術(shù)在公路路面養(yǎng)護中的重要性，有必要對此項技術(shù)展開探討。

1 工程概況

某高速公路全長63.7 km，雙向四車道。在多年使用過程中，道路車流量增加，重載車輛占比加大，瀝青路面受到較強的車輛荷載作用，加之降雨、日曬等環(huán)境因素的影響，局部路面出現(xiàn)各式各樣的病害。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查可知，瀝青路面的病害以車轍和裂縫居多，占比分別達到72%和5.1%，其余病害包括松散、剝落等，瀝青路面的路用性能降低。為保障瀝青路面的正常使用，擬采用微表處技術(shù)處治病害。為評價微表處技術(shù)對瀝青路面的養(yǎng)護效果，從沿線存在病害的范圍內(nèi)選取10 km作為檢測路段，從抗擺值、滲水系數(shù)、車轍深度多方面進行檢測，結(jié)合瀝青路面微表處養(yǎng)護前、后的檢測數(shù)據(jù)加以說明。

2 微表處施工材料的選取

2.1 瀝青

SBR改性乳化瀝青，性能指標包含標準黏度、恩格拉黏度、軟化點等，具體檢測項目及結(jié)果，如表1所示。

2.2 集料

集料取材于強度高、質(zhì)地堅硬、干凈的玄武巖。微表處養(yǎng)護施工的集料分粗集料和細集料[2]。粗集料的檢測項目包含壓碎值、針片狀含量、磨光值、洛杉磯磨耗值等。細集料的檢測項目包含堅固性、砂當量等。集料具體檢測項目及結(jié)果如表2所示。

2.3 級配

對于該工程采用的MS-2型微表處混合料，級配設(shè)計考慮級配上限、級配下限和合成級配三部分，具體如表3所示。

3 微表處技術(shù)的應用要點

3.1 原路面處理

為避免在施工微表處養(yǎng)護層后仍出現(xiàn)開裂、變形等問題，在微表處施工前根據(jù)原路面調(diào)查結(jié)果進行現(xiàn)狀病害的源頭處治。以原瀝青路面車轍病害的處治為例：車轍病害深度≤15 mm，直接微表處罩面即可；車轍深度為15～40 mm，先在病害部位攤鋪微表處養(yǎng)護層，再進行全幅路段的攤鋪；車轍深度＞40 mm，向病害部位灌入混合料并碾壓。對于其他的瀝青路面病害，較為嚴重時以灌縫和換填兩種方法處治，若屬于輕微病害，直接微表處罩面即可。

3.2 微表處施工

在進行高速公路微表處施工前，要選取200 m具有代表性的路段進行試驗養(yǎng)護施工，同時將施工所用的專業(yè)設(shè)備及參數(shù)做具體配置和調(diào)試。介于微表處施工作業(yè)的嚴格特性，在溫度的控制方面施工人員要格外注意，遇溫度低的作業(yè)環(huán)境，要立刻停止施工。此外，針對微表處結(jié)構(gòu)部位的混合料和舊路面間的黏結(jié)程度，要在病害情況處理結(jié)束后方可進行提升。具體操作可按以下步驟逐一開展：

（1）放樣、畫線。放樣前，需將實際路幅的寬度作為畫線的參照依據(jù)，對攤鋪箱做科學調(diào)整，以確保其來回車程數(shù)為一個整數(shù)。其次，在路緣邊做放樣處理，以左邊為起點開始逐步畫線。

（2）裝料操作。以初始施工設(shè)計方案為作業(yè)依據(jù)，合理控制裝入攤鋪機設(shè)備中的集料、填料及乳化瀝青等施工原料。

（3）攤鋪作業(yè)。遇施工作業(yè)環(huán)境溫度較高時，首先對路面做足專業(yè)的灑水降溫處理，同時控制好實際的灑水量，維持微表部位的混合料和原路面之間的連接性。其次可開展鋪攤作業(yè)，裝料結(jié)束后，施工人員要對攤鋪設(shè)備進行專業(yè)的操控，使其作業(yè)期間不得脫離控制線位置，同時嚴格控制攤鋪的厚度及設(shè)備的運行速度，確保設(shè)備的鋪料部位與地面處于緊密黏結(jié)狀態(tài)，并做到邊攤鋪邊填料。除上述步驟之外，還需在乳液噴射的機械口部位，適量堆放混合原料，便于乳液的及時噴出和連續(xù)作業(yè)。最后在水量參數(shù)調(diào)整正常后，檢查混合料的化學參數(shù)與設(shè)計要求是否相符合，確定后方可啟動設(shè)備底盤，使攤鋪設(shè)備勻速前進，循序作業(yè)，并將車速控制在1.5～

3.0 km/h之內(nèi)，使混合料提供量略大于攤鋪量。此外，在微表部位的攤鋪作業(yè)徹底結(jié)束后，可采用人工作業(yè)的方式將特殊部位做填補、挖除和找平處理[3]。

（4）碾壓作業(yè)。常規(guī)狀態(tài)下，微表結(jié)構(gòu)部位在破乳成型作業(yè)時會出現(xiàn)一定的空隙情況?；诖?，針對交通量大的路段，可借助上循環(huán)的荷載作用，將空隙做慢彌合處理；反之交通量小的路段，可選用3～5 t的專業(yè)膠輪壓路機設(shè)備對瀝青顆粒原料做及時的碾處理（碾壓速度控制在5～8 km/h左右為最宜），以提升路面的密實度。

（5）接縫處理。瀝青路面微表處養(yǎng)護的接縫主要為橫縫和縱縫兩類。處理方法如下：①橫縫的處理。前一車混合料攤鋪到位后，隨即用鐵皮覆蓋，用于控制已攤鋪部位的厚度。若攤鋪的混合料局部缺乏平整性，及時找平。在確認攤鋪厚度達標的前提下，取走鐵皮及上方堆積的材料，繼續(xù)攤鋪。鐵皮上附著的材料需要被及時沖洗干凈，便于后續(xù)施工中重復使用鐵皮。②縱縫的處理。按搭接接縫的形式設(shè)置微表處的縱縫，根據(jù)技術(shù)指南，搭接部位的高出量不大于6 mm，搭接寬度控制在76.2 mm以內(nèi)。由于路面的美觀性易受縱縫設(shè)置的影響，因此理論上應將縱縫規(guī)劃在車道線處，但按照此方式布置縱縫時，可能引起接縫處劃線不直的問題。經(jīng)過技術(shù)調(diào)整后，將路面從行車道的外邊緣向外延伸15 cm，適度擴寬路面，減小縱縫對路面外觀的破壞，并為后續(xù)接縫的劃線打好基礎(chǔ)。

（6）表面劃痕處理。在實際的碾壓作業(yè)中，設(shè)備的攤鋪箱內(nèi)部會出現(xiàn)一定數(shù)量的超粒徑石料，不利于機械設(shè)備的正常運行。除此之外，由于超粒徑石料自身體積大，在設(shè)備運行中會直接被卡到刮皮下方，致使攤鋪表面出現(xiàn)大面積的凹槽現(xiàn)象。為降低此類情況的產(chǎn)生次數(shù)，在原料進入設(shè)備箱之前就需要嚴格對其進行篩選，且對堆放原料的地表面做徹底清理，不可將其他原料混入其中。后續(xù)的攤鋪作業(yè)也需配備2名操作人員同時進行協(xié)作，對攤鋪箱的實際參數(shù)和運行情況做及時掌握，特別對大顆粒和劃痕等問題，借助專業(yè)的鐵鍬設(shè)備對其做刮皮處理和徹底清除。

3.3 質(zhì)量控制

（1）每結(jié)束一車混合料的攤鋪作業(yè)后，監(jiān)理人員隨即檢查材料實際用量和料門開度，計算混合料的油石比，若與設(shè)計值的差值在許可范圍內(nèi)，繼續(xù)攤鋪，否則分析原因，做出調(diào)整。

（2）嚴格按照試驗確定的配合比拌制微表處施工混合料，正式攤鋪前選取部分路段進行試驗性攤鋪，檢驗配合比的可行性?；旌狭系暮靠刂聘鶕?jù)稠度試驗結(jié)果而定，拌和機的加水量需適宜，以合適的水量進行拌和后，使混合料的稠度適中，以便微表處新鋪筑材料與舊路面的穩(wěn)定結(jié)合。

（3）首次攤鋪前安排試鋪，根據(jù)試鋪施工結(jié)果對不合理的施工工藝和參數(shù)進行調(diào)整，以最終確定的方案為準，進行大面積攤鋪。攤鋪機駛至起點，導向鏈條對準走向控制線，調(diào)整攤鋪槽以保證攤鋪厚度和寬度的合理性。攤鋪機就位后，按試驗確定的配合比稱量原材料，拌制混合料，通過質(zhì)量檢驗后輸送至攤鋪槽內(nèi)進行攤鋪。攤鋪時嚴格控制混合料的稠度，必要時通過增減供水量的方法加以調(diào)節(jié)，但不可由于水量的變化而影響到混合料的路用性能。

（4）加強對材料質(zhì)量的全流程管控。施工前，要求原材料和混合料均出具試驗報告，證明材料的質(zhì)量達標后，方可用于微表處施工。施工期間，及時從各批次微表處混合料中抽樣檢驗，評價混合料的質(zhì)量。關(guān)鍵檢驗項目、方法及要求如下：①瀝青和礦料的裹覆性檢驗，每車料或每1 000 m2均安排一次檢驗，采用目測的方法，無松散。②油石比的檢驗，每1 d施工段均安排一次檢驗，采用抽提法，要求偏差不超過±0.5%。③稠度值的檢驗，每1 d施工段均安排一次檢驗，用專門的稠度試驗儀器進行，檢驗前校驗儀器，機械攤鋪施工方式下以2～3 cm為宜。④礦料級配的檢驗，每1 d施工段均安排一次檢驗，采用抽提法，要求實測結(jié)果在規(guī)定范圍內(nèi)。所有檢驗信息均要作全面的記錄，用作質(zhì)量評價和問題處理的參考依據(jù)。

（5）瀝青路面微表處的表觀質(zhì)量需滿足如下要求：①表面具有平整性和密實性，未見輪跡和松散。②整體色澤均勻，整體性良好。③表面有一定粗糙度。④橫向接縫和縱向接縫平順銜接。⑤微表處與其他構(gòu)造物銜接至一體，無斷裂和污染問題。⑥微表處攤鋪范圍內(nèi)無流出的混合料，不污染瀝青路面[4]。任何一項指標不達標時，返工處理。

4 微表處施工質(zhì)量檢驗及效果分析

4.1 抗滑性能檢驗及分析

瀝青路面抗滑性能直接關(guān)乎車輛通行安全狀況，為評價瀝青路面的抗滑性能，采用擺式摩擦系數(shù)測定儀測定的方法，從施工現(xiàn)場選取10 km的路段測定抗滑擺值，對比分析此項指標在微表處養(yǎng)護前、后的變化，據(jù)此評價瀝青路面的抗滑性能提升效果?？够阅軝z測結(jié)果如表4所示。

根據(jù)表4可知：微表處養(yǎng)護前，瀝青路面抗滑擺值平均值為39.43 BPN，未滿足“≥43.5 BPN”的要求，瀝青路面的抗滑性能不足，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果來看，原路面行車道抗滑性能較超車道差，此現(xiàn)象主要是行車道受重載車輛的強烈碾壓作用所致。經(jīng)過微表處養(yǎng)護后，瀝青路面抗滑性能的平均值由養(yǎng)護前的39.43 BPN提高至61.14 BPN，滿足“≥43.5 BPN”的要求，表明瀝青路面的抗滑性能經(jīng)微表處養(yǎng)護后大幅提高，對行車安全有益。

4.2 抗?jié)B性能檢驗及分析

以滲水系數(shù)為主要的瀝青路面抗?jié)B性能分析指標，檢測儀器采用路面滲水儀。瀝青路面微表處養(yǎng)護前、后的抗?jié)B性能檢測結(jié)果如表5所示。

根據(jù)表5可知：微表處養(yǎng)護前，瀝青路面的滲水系數(shù)平均值為65.77 mL.min?1，路面抗?jié)B性能不足，水對路面產(chǎn)生強烈的侵蝕作用。經(jīng)過微表處養(yǎng)護后，滲水系數(shù)平均值為22.71 mL.min?1，較之于養(yǎng)護前明顯下降，表明路面的抗?jié)B性能因微表處施工而大幅提高。

4.3 車轍深度檢測及分析

瀝青路面車轍深度檢測采用3 m直尺和鋼尺進行，微表處養(yǎng)護前、后的車轍深度檢測結(jié)果，如表6所示。

根據(jù)表6可知：在瀝青路面微表處養(yǎng)護前，車轍深度的平均值達到10.29 mm，車轍病害較為嚴重，路面局部缺乏平整性。經(jīng)過微表處養(yǎng)護后，車轍深度平均值為2.21 mm，較之于養(yǎng)護前降低8.09 mm，路面行車狀況因微表處養(yǎng)護而得到有效改善，對車輛的平穩(wěn)通行有益。

4.4 微表處技術(shù)的綜合評價

瀝青路面微表處養(yǎng)護前后的抗滑性能、抗?jié)B性能、車轍深度檢測結(jié)果表明，路面各項性能指標在微表處施工后均得到有效的改善，瀝青路面的抗滑性能和抗?jié)B性能大幅提高，車轍深度減小，微表處技術(shù)的綜合應用效果良好。

5 結(jié)論

綜上，該文通過對病害類型、配合比設(shè)計、養(yǎng)護技術(shù)應用方式的分析，明確了微表處技術(shù)的應用要點，通過現(xiàn)場檢測的方式對微表處施工效果做出評價，得出如下結(jié)論：

（1）瀝青路面微表處施工后，抗滑擺值平均值達到61.14 BPN，滿足“≥43.5 BPN”的要求，路面抗滑性能提升，保障行車安全。

（2）瀝青路面微表處施工后，滲水系數(shù)平均值為22.71 mL/min，相比微表處養(yǎng)護前的65.77 mL/min有明顯下降，路面抗?jié)B性能提升，對路面的穩(wěn)定性和耐久性均有益。

（3）瀝青路面微表處施工后，車轍深度平均值為2.21 mm，相比微表處養(yǎng)護前的10.29 mm明顯變淺，路面的平整性良好。

（4）微表處技術(shù)兼具質(zhì)量可靠、速度快和經(jīng)濟效益高的優(yōu)勢，將其應用于瀝青路面病害的預防性養(yǎng)護中可取得良好的效果。為充分發(fā)揮出微表處技術(shù)的優(yōu)勢，需對路面病害做預處理，再進行微表處施工。

參考文獻

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