公路工程微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用分析

申昆

（甘肅省嘉峪關(guān)公路事業(yè)發(fā)展中心，甘肅嘉峪關(guān) 735100）

0 引言

公路在長期運(yùn)行過程中受各種因素影響會產(chǎn)生不同病害，降低過往車輛行駛舒適性和安全性。因此，為了保證公路運(yùn)行質(zhì)量，降低病害發(fā)生率，需要采取科學(xué)有效的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，其中微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)憑借著操作方便、節(jié)能環(huán)保、成本低廉和效果好等優(yōu)勢在公路養(yǎng)護(hù)中廣泛應(yīng)用，通過早期養(yǎng)護(hù)優(yōu)化路面技術(shù)性能，保證公路路面平整度，提高公路運(yùn)行舒適度和安全性。

1 微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)概述

微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)是基于稀漿封層技術(shù)發(fā)展起來的一種養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)，其在使用時先要根據(jù)工程情況確定合適的拌和材料和攤鋪設(shè)備，之后根據(jù)設(shè)計規(guī)定拌和瀝青、集料、礦料等材料，使用專用設(shè)備對養(yǎng)護(hù)路段進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，最后進(jìn)行專業(yè)的養(yǎng)護(hù)施工[1]。公路原路面通過微表處養(yǎng)護(hù)施工處理解決輕微病害，提高公路抗滑、抗?jié)B性能。當(dāng)前，微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢，一般采用改性乳化瀝青，這種材料與原路面黏結(jié)性比較高，路面上會構(gòu)成封閉結(jié)構(gòu)，防止積水進(jìn)入路面導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)被破壞。同時，采用級配碎石等混合料可以使原路面抗滑性能有所改善。公路養(yǎng)護(hù)過程中隨時可以開展微表處處理，該施工效率高，在交通時間段對車輛運(yùn)行的不良影響也比較少。該養(yǎng)護(hù)技術(shù)的成本比較低，可以延長路面使用壽命不低于10 年。

2 公路工程微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用

該案例以G30 連霍高速公路清嘉段實(shí)施的微表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目為研究對象，該高速公路起點(diǎn)樁號K2331+869，止點(diǎn)樁號K2427+766，全長95.897km，設(shè)計車速120km/h，瀝青混凝土路面，路面結(jié)構(gòu)從上到下依次為：中粒式AC-16 瀝青上面層（4cm）、中粒式AC20 瀝青混凝土中面層（5cm）、粗粒式AC-25 瀝青混凝土下面層（6cm）、水泥穩(wěn)定砂礫基層（30cm）、水泥穩(wěn)定砂礫底基層（20cm）。G30 連霍高速公路清嘉段自2006 年12 月通車后，運(yùn)行時間已逾17 年，不可避免地出現(xiàn)路面病害，主要包括裂縫、車轍、磨耗層磨光等。運(yùn)行期間，養(yǎng)護(hù)單位根據(jù)當(dāng)年年初病害調(diào)查，分輕重緩急對不同路段病害逐年實(shí)施微表處、薄層罩面、超薄罩面、精碎封等多項(xiàng)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，本文就微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)展開分析。

2.1 施工準(zhǔn)備

2.1.1 原料選取

該技術(shù)施工的原料選取要求包括：一是改性乳化瀝青。該材料在路面修復(fù)中應(yīng)用需要配合基質(zhì)瀝青、復(fù)合型慢裂快凝瀝青乳化劑、SBR 膠乳改性劑共同使用。改性乳化瀝青的制備采用內(nèi)摻法，混合后的原料中加入溫度在55～60℃之間的熱水，之后制備皂液，并對pH 數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，加熱瀝青達(dá)到145～150℃之間，并用乳化劑配比熱瀝青、皂液和改性劑等，通過冷凝降溫處理制備好改性乳化瀝青，同時進(jìn)行成本檢測，檢測結(jié)果如表1 所示，經(jīng)檢測后得到瀝青材料質(zhì)量符合要求[2]。二是集料。微表處混合料中，集料要保證在干燥狀態(tài)中，避免內(nèi)部含有雜質(zhì)，并保證表層活性低，這樣才能使乳化瀝青破乳速度得到保證。該工程為了確保集料規(guī)格和砂當(dāng)量滿足質(zhì)量要求，采用2～4cm 石料，并使用制砂機(jī)對石料進(jìn)行破碎處理，通過加工形成不同規(guī)格的粗集料，經(jīng)過檢驗(yàn)后粗集料質(zhì)量符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，砂當(dāng)量67%也符合標(biāo)準(zhǔn)要求，可以達(dá)到微表處施工效果，經(jīng)過養(yǎng)護(hù)后，公路路面可以保持平整性[3]。

表1 瀝青主要指標(biāo)檢測結(jié)果

2.1.2 材料配比

通過分析區(qū)域水文地質(zhì)條件和路面交通情況得到，施工區(qū)域晝夜溫差大，季節(jié)溫差大，因此需要調(diào)整改性乳化瀝青軟化點(diǎn)溫度，使其提高到55～57℃之間比較好，而集料設(shè)計采用的是連續(xù)密級配方式，其中顆粒直徑低于0.075mm 的含量增加10%，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)和溫度變化進(jìn)行油石比設(shè)計確定在6.5%左右，其與技術(shù)要求相符[4]。配料質(zhì)量需要符合溫度10℃情況下拌和時間不可低于120s，30mm 汞柱黏聚力試驗(yàn)結(jié)果≥1.2N/m，而60mm 汞柱黏聚力結(jié)果≥2.0N/m，浸水1 天后濕輪磨損數(shù)值≤516g/m2，6 天后≤811g/m2。

2.1.3 材料拌和

根據(jù)配比采用廠拌方式拌和混合料，拌和60s 可得均勻包裹混合料的乳化瀝青材料，經(jīng)檢驗(yàn)合格后使用專用運(yùn)輸車輛送入場地攤鋪[5]。

2.2 路面處理

對于原路面，根據(jù)其車轍深度和界面層接觸特征表現(xiàn)提出以下三種減少接觸面形變的施工方案：第一，車轍深度在1cm 內(nèi)的區(qū)域直接使用微表處罩面技術(shù)處理；第二，車轍深度1～2cm 的區(qū)域先對凹陷處用微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)進(jìn)行填充處理，在路面可以正常通車一段時間后再進(jìn)行微表處的罩面處理；第三，車轍深度超過2cm 區(qū)域先使用精銑刨對超高隆起部位進(jìn)行處理，之后利用微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)對車轍部分進(jìn)行填充，一段時間的通車處理后進(jìn)行微表處的罩面施工[5]。

2.3 攤鋪碾壓

攤鋪施工質(zhì)量對公路養(yǎng)護(hù)會產(chǎn)生直接影響，攤鋪時需要施工人員對攤鋪質(zhì)量進(jìn)行控制。首先，確定攤鋪設(shè)備起始位置，判斷其與控制線是否一致，位置確認(rèn)后下放攤鋪槽并對其進(jìn)行合理調(diào)整，在攤鋪槽和公路路面緊密結(jié)合后進(jìn)行微表處攤鋪處理。其次，保證攤鋪槽材料數(shù)量和質(zhì)量穩(wěn)定，及時補(bǔ)充材料。最后，攤鋪后需要對攤鋪質(zhì)量進(jìn)行仔細(xì)檢查，及時找平不均勻區(qū)域，并對現(xiàn)場加強(qiáng)管理。攤鋪過程中，若是氣溫高則提前對路面灑水，使微表處混合料與路面黏結(jié)緊密，之后進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，在攤鋪機(jī)裝料完成后對準(zhǔn)走向控制線，根據(jù)實(shí)際微調(diào)攤鋪箱厚度以及拱度緊密結(jié)合攤鋪箱和原路面緊密度，啟動設(shè)備使其運(yùn)行狀態(tài)良好，之后將料門控制開關(guān)打開，將礦料和填料等材料加入拌和缸中，將混合料堆放在乳液噴口部位，使乳液可以及時噴灑出來[6]。調(diào)整完水量后需要使混合料滿足設(shè)計要求，從攤鋪箱全寬內(nèi)布設(shè)混合料，之后開啟底盤，勻速緩慢推進(jìn)攤鋪機(jī)，車速在1.5～3.0km/h范圍內(nèi)，并穩(wěn)定混合料的供給量。而在完成微表處的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)后可以采用人工方式對特殊部位進(jìn)行處理，開展補(bǔ)填、挖除、找平等施工處理。

2.4 控制材料稠度

通過試驗(yàn)檢測得到，該公路采用連續(xù)密集配改性乳化瀝青混合料級配，其中1、2 級配設(shè)計方案為膠粉比例調(diào)節(jié)，3、4 級配設(shè)計方案為集料粗細(xì)度調(diào)節(jié)，5 級級配設(shè)計方案為設(shè)計級配。對設(shè)計含水量、油石比和5 個級配類型的混合料稠度進(jìn)行正交試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，級配對混合料黏度影響最大，油石比影響適中，影響最小為含水量，其中混合料黏度相對7.0 這一上限值更低，同時隨著混合料稠度上升，聚合物流動性能有所完善[7]。最后得到，混合料黏稠度最佳參數(shù)為：含水量、油石比、級配分別為1.03%、6.5%、2，這一設(shè)計參數(shù)可以滿足實(shí)際施工需求。

2.5 破乳時間

混合料破乳時間對微表處施工效果也會產(chǎn)生影響。該公路在開展微表處混合料破乳試驗(yàn)時，稱取粒徑3～8.5mm 粒徑集料100g 后洗凈烘干靜置晾曬，并將10g 改性乳化瀝青混合集料加入其中，之后以此將水泥、礦粉等加入其中均勻攪拌靜置大約30min 后用清水將混合料清洗干凈放在60℃的烘箱中攤鋪處理，大于3.5～4.0h 后將其取出來，觀察并記錄期間水泥劑量和混合料破乳率變化趨勢。通過該試驗(yàn)得到，破乳率和水泥劑量表現(xiàn)為同步上升變化，其中水泥量從原本的0.5% 上升到3.5%，在20min 和40mim 這兩個水泥節(jié)點(diǎn)的破乳率表現(xiàn)為迅速增長狀態(tài)。將適量的水泥加入混合料中，憑借水泥水化反應(yīng)吸收破乳時產(chǎn)生的游離水分，進(jìn)而加速分解瀝青顆粒和水膜，進(jìn)而使破乳時間縮短，實(shí)現(xiàn)迅速破乳[8]。

2.6 處理接縫

該公路需要有效處理路面的橫向接縫和縱向接縫。對于橫向接縫，施工人員處理時需要在接縫部位將上一攤鋪區(qū)域邊緣大約0.8～1.0m 范圍處用油氈覆蓋住，其邊緣與養(yǎng)護(hù)層邊緣位置相同，而在下一區(qū)域攤鋪前可以在油氈上設(shè)置攤鋪槽初始位置，這樣可以解決橫向接縫問題，之后處理好殘留原料。對于縱向接縫，一般在公路養(yǎng)護(hù)層搭接部位設(shè)置縱向接縫，其與車道距離和搭接寬帶標(biāo)準(zhǔn)分別為3～5cm、≤30mm，這樣可以防止接縫養(yǎng)護(hù)后對公路產(chǎn)生不美觀影響，而在處理完成后需要施工人員使用工具處理接縫位置，使接縫搭接后的攤鋪厚度與路面保持一致并不會對公路平整度產(chǎn)生影響[9]。

2.7 養(yǎng)護(hù)工作

為提高公路微表處養(yǎng)護(hù)施工質(zhì)量，路面微表處施工完成后需要根據(jù)規(guī)定進(jìn)行合理的養(yǎng)護(hù)作業(yè)。實(shí)際養(yǎng)護(hù)過程中，嚴(yán)格遵循交通管制制度禁止無關(guān)人員和車輛隨意進(jìn)入，并對養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)行定期的質(zhì)量檢測工作，確保微表處養(yǎng)護(hù)質(zhì)量提高。微表處養(yǎng)護(hù)結(jié)果符合設(shè)計要求情況下可以恢復(fù)交通運(yùn)行，但是也需要定期對公路路面進(jìn)行檢測和養(yǎng)護(hù)，延長其壽命。

該工程完工一段時間后對路面質(zhì)量進(jìn)行檢測，使用滲水儀進(jìn)行滲水試驗(yàn)，滲水系數(shù)有所下降，使用擺式摩擦系數(shù)測定儀對路面擺值和構(gòu)造深度（見圖1）進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)二者均有提升表現(xiàn)，可以得到路面抗滑性能得到優(yōu)化?？傊?，采用微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)可以有效養(yǎng)護(hù)公路路面。

圖1 構(gòu)造深度檢測

3 公路微表處養(yǎng)護(hù)施工質(zhì)量控制

一方面，公路微表處養(yǎng)護(hù)施工應(yīng)用過程中，需要對該技術(shù)適用性進(jìn)行全面分析，進(jìn)而判斷其與施工要求是否相符，之后提前做好準(zhǔn)備工作，編制切實(shí)可行的技術(shù)方案，充分發(fā)揮微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)作用，有效解決路面病害。微表處養(yǎng)護(hù)過程中，需要根據(jù)技術(shù)要求規(guī)范施工，盡量避免出現(xiàn)養(yǎng)護(hù)問題，并加強(qiáng)材料質(zhì)量檢測，使其性能滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，并做好設(shè)備維修養(yǎng)護(hù)，確保設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，提高養(yǎng)護(hù)效果。該技術(shù)是一種路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)，需要結(jié)合項(xiàng)目情況對路面提前做好加固，尤其是嚴(yán)重病害路面采取針對性處理措施，之后才能正式開展微表處施工[10]。另一方面，該技術(shù)應(yīng)用時，需要注意控制好油石比，根據(jù)工程情況確定合適的油石比，并采取有效措施計算攤鋪機(jī)精度，對其實(shí)際作業(yè)情況進(jìn)行綜合分析，確保混合料充足供應(yīng)；混合料試鋪時需要根據(jù)要求試驗(yàn)，如果試驗(yàn)得到混合料黏稠度比較大就需要在其中加入一定的水，調(diào)整黏度使其符合養(yǎng)護(hù)要求；微表處攤鋪前需要根據(jù)路段的試驗(yàn)參數(shù)對攤鋪槽寬度以及厚度進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，使攤鋪槽和車輛運(yùn)行平齊，并保證攤鋪機(jī)運(yùn)輸、慢速和連續(xù)進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著社會發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)力度加大，公路建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大，我國公路里程不斷延長，不僅便利人們的日常出行，也促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但是，公路運(yùn)行過程中時常面臨各種病害，為了延長公路壽命，營造良好的行駛環(huán)境，我國針對公路病害開展專門的養(yǎng)護(hù)管理，并采用各種養(yǎng)護(hù)技術(shù)，其中微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用廣泛，其可以解決公路面臨的裂縫、車轍等病害，使用時需要做好施工準(zhǔn)備，有效處理路面，控制好攤鋪碾壓、材料稠度、破乳時間，同時合理處理接縫，做好養(yǎng)護(hù)工作。