微表處技術的應用及研究

詹 思 李 騫

(1.機械工業第三設計研究院市政一所 中國 重慶 400039；2.中國水電顧問集團華東勘測設計研究院福建分院 福建 福州 350003)

0 概述

近年來，我國公路與市政道路建設發展快速，瀝青路面因其良好的行車舒適性和施工優越性，在國內得到了廣泛的應用。微表處因其施工工藝簡單，成本低，污染小，可以迅速恢復和改善原路面的磨損、松散、坑槽等病害[1]，是我國瀝青路面養護措施中最常用的工藝之一。微表處是一種由聚合物改性乳化瀝青、集料、填料、水和外加劑按照合理配合比拌合，并攤鋪到原路面上，達到迅速開放交通要求的薄層結構[2]。

本課題高速公路全程220公里，總養護里程為34.56km。瀝青路面結構形式為：15cm瀝青混凝土+56cm水泥穩定碎石基層+15cm級配碎石墊層。自通車以來，瀝青路面局部路段因種種原因，發生了龜裂、松散、裂縫、唧漿、車轍、沉陷等病害，嚴重影響了行車安全性、舒適性和耐久性，亟需對上述病害進行處治。

1 試驗段布置

本課題選擇該高速公路路況良好、無結構性病害路段作為試驗路，為了評價微表處措施的效果，將兩段試驗路中間段設置成對比段，對比段不采取任何養護措施，任其自然發展，試驗段和對比段設置為：措施段→對比段→措施段。

2 微表處措施及性能評價指標

2.1 微表處措施

微表處是一種特殊的稀漿封層措施，一般由特制高分子改性乳化瀝青、優質級配細集料、礦物填料、水和必要的催化劑組成，由專用攤鋪設備一次性完成施工，不需專門碾壓，1h左右即可開放交通，通過車輪碾壓促進固化[3]。在瀝青路面尚未發生較嚴重破損前使用，可以起到封水、提高抗滑性能的作用。

表1 改性乳化瀝青技術指標檢測結果

2.2 微表處性能評價指標

微表處的效果主要是封水作用和提高抗滑性能，改善路面表觀狀況，對車轍和裂縫有比較明顯的效果，但微表處不能改善路面強度和結構承載能力。因此，對微表處措施進行性能評價的指標主要有：抗滑性能、滲水系數、路面表觀病害等。路面性能檢測以上述指標為主，檢測時間一般是在微表處施工前一個月進行，并在施工兩個月后進行多次檢測。

3 改性乳化瀝青的試驗研究

通常情況下，采用以下三種方法進行改性瀝青乳液的生產：（1）溶解法：即先將瀝青改性再進行乳化；（2）乳化法：即先將聚合物膠乳溶解于乳化劑水溶液中，再與熱瀝青進行乳化；（3）外摻法：即首先制備乳化瀝青，再與聚合物膠乳混合。由于乳化法方便于工廠化生產，因而本過程采用乳化法生產改性瀝青乳液。所生產的改性乳化瀝青技術指標檢測結果如表1所示。

4 微表處混合料設計

由于微表處封層位于路面的表面，而且直接與車輪接觸，因此微表處礦料級配組成既要考慮路面抗滑耐磨的性能，又必須兼顧稀漿封層的特點。因此，需要選擇強度高、硬度大、耐磨性好的玄武巖石料做集料，進行微表處混合料的組成設計，集料的檢測結果見表2。

表2 集料的檢測結果

5 微表處試驗路檢測方案

衡量瀝青混凝土路面抗滑能力的指標主要有傳統的擺值（BPN）和路面構造深度（TD）。通過擺式儀檢測路面潮濕狀態下的擺值，并根據實際地表溫度修正為20℃的擺值，BPN主要反映集料顆粒表面的微觀構造[4]。路面構造深度采用手工鋪砂法測定，它主要反映集料顆粒之間的宏觀構造。本次檢測在同一測點檢測路面抗滑擺值路面構造深度，大約每50m設1處測點，每處檢測3次。滲水系數采用路面滲水儀進行檢測，大約100m左右布設1處測點，每處測定2次～3次。路面破損調查采用人工目測的方式，由專業人員在路面徒步行走目測，詳細記錄（描述、拍照、測量）路面病害的種類、嚴重程度、損壞面積及所處位置，通過計算轉化為路面狀況指數 PCI[5]。

6 微表處試驗路路面性能改善效果分析

6.1 抗滑效果分析

表處是一個全新的罩面層，與原路面抗滑性能和構造深度無關，罩面層的抗滑擺值是全新的指標值。試驗路施工前、施工后兩個月和半年的抗滑擺值和構造深度變化如表3所示。

表3 微表處試驗路抗滑擺值和構造深度均值匯總

由表1可見，施工前各段抗滑擺值和構造深度差別不大，施工后對比段的抗滑擺值和構造深度在下降，而微表處試驗段抗滑擺值和構造深度明顯增加。根據JTJ 073.2-2001瀝青路面養護技術規范的要求，抗滑擺值BPN>42時，抗滑能力評價為優，新建路面的構造深度要求不小于0.55mm。試驗路施工后抗滑擺值和構造深度都比較好，處于優良的范圍。根據微表處的實際使用經驗，它的微觀抗滑性能很好，經過半年車輛作用試驗段抗滑擺值仍在50BPN以上。微表處施工后一年時間內，試驗段抗滑擺值和構造深度始終要好于對比路段。這就說明，微表處能改善抗滑性能不足和下降的路面，能夠保證行車安全。

6.2 封水效果分析

瀝青路面封水性能是指瀝青路表面防止雨水滲透進入面層內部的能力，一般通過滲水系數來表示。微表處試驗路施工前后的滲水系數檢測結果如表4所示。根據現場檢測的經驗，考慮人為因素影響，認為滲水系數小于30mL/min時路面不滲水。由表4可見，工后試驗段基本不滲水，而對比段大都存在滲水現象。可見，微表處措施對于路面的防水是很有效的，隨著車輪的碾壓，防水效果會越來越好。

表4 微表處試驗路滲水系數均值匯總mL/min

6.3 路面破損狀況改善效果分析

將微表處試驗路按100m分段，措施段分為20段，對比段分為8段，調查每段的路面破損狀況和路面表觀病害，然后按照《公路瀝青路面養護技術規范》計算PCI的方法，將路面的各種病害轉化為路面狀況指數PCI。表5為試驗路工前工后各段PCI分布情況，施工前措施段和對比段PCI分布均勻，差別不大，施工后PCI值處于80～85的比例在措施段為25%，對比段為62.5%，而到PCI值處于95～100的比例，措施段提高到65%，而對比段則下降到12.5%，說明由于微表處的作用，彌合了某些非活動性裂縫及輕微坑 洞，也抑止了某些輕微病害的擴展，使得PCI值明顯提高，體現了微表處對路面功能的改善。

表5 微表處試驗路段PCI分布情況

7 結論

文中通過鋪筑預防性養護微表處試驗路實體工程，對其進行應用效果和路面性能的檢測，得出以下結論：

7.1 在無結構性病害的路段實施微表處可以有效改善路面抗滑性能、降低路面滲水系數，治理和改善路面裂縫、瀝青剝落、松散等路面的表觀病害；

7.2 微表處一般只能作為表面保護層和磨耗層，而不能改善路面結構性病害，對于結構性破壞和病害的路面必須進行有效預處理后才能加鋪封層；

7.3 微表處在路面養護中具有施工快捷方便，開放交通時間快，成本較低等優點，具有較好的經濟效益和社會效益。

［1］周亮，周正峰，呂建軍，楊作杰.微表處在高速公路養護中的應用[J].貴州工業大學學報：自然科學版，2008(1):1-2.

［2］Larry Galehouse.Flexible Micro-Surfacing for Preventive Maintenance Projects[R].37th annual conference，1999，7.

［3］蘇衛國，張肖寧，王端宜.道路預防性養護的概念、應用及發展[J].廣東公路交通，2005(12):1-9.

［4］中華人民共和國交通部.JTJ 073.2-2001公路瀝青路面養護技術規范[S].人民交通出版社，2001，10.

［5］中華人民共和國交通部.JTG E60-2008公路路基路面現場測試規程[S].人民交通出版社，2001，10.