微表處在高速公路養護中的應用

李 瑞

(山西交通職業技術學院，山西太原 030031)

0 引言

由于自然因素的影響及行車載荷的反復作用，路面的路用性能逐漸下降。因此，及時防治路面的各種病害，改善公路服務水平，延長道路使用壽命是當今養護工作的重點。

微表處技術是目前道路養護方法中最重要的一種，它不僅可以節省瀝青和資金，又可以加快道路的養護速度，產生顯著的經濟性和社會效益。對各種病害道路采用微表處技術修復，不但可以降低路面透水性，治理和改善路面網裂，松散等功能性破壞，而且能提高路面平整度、增強其抗滑性和行車舒適性［1，3］。本文結合微表處技術，簡要介紹乳化瀝青在太舊高速公路上進行養護中的應用情況。

1 配合比設計

微表處的配合設計都是在實驗室里完成的。實驗室是整個養護中心的一個重要部門，它主要負責集料的選擇、配合比的設計、最佳瀝青用量的確定、最佳用水量的確定以及對乳化瀝青生產過程的檢測及生產后的乳化瀝青的性能進行測試。

1.1 瀝青的選擇

微表處所選用的聚合物改性乳化瀝青應根據集料的表面電荷等情況綜合考慮，同時考慮到基質瀝青必須符合重交通道路瀝青的技術要求，選用AH-70號瀝青。根據乳化瀝青的發展技術，選用的是陽離子慢裂快凝型乳化劑［3］。

1.2 集料的選擇

集料作為路面的養護材料，它主要是鋪在道路表面，并直接與車輪相接觸。為提高其抗滑耐磨性能，延長其使用壽命，應選擇強度及硬度都很大，且干凈耐磨的多棱角、表面粗糙耐磨的軋制石屑［2］。超規格粒徑的顆粒要徹底清除。

集料每次都要集中堆放在一個固定的位置，并且要在集料上面加蓋帆布。

其作用主要是:

1)在天氣晴朗的時候，加蓋帆布可以避免集料的水分蒸發，使集料處在最佳含水量范圍內。

2)在陰雨天的時候，加蓋帆布可以防止細集料被雨水沖走，而且也避免一些集料在雨水的作用下發生反應，形成硬、大塊料。

因此，在對集料的選擇過程中，我們對工程沿線各石料廠進行材料調查，本著“就近取材，因地制宜”的原則，選擇具有堅硬、粗糙、耐磨等優點的玄武巖為集料。同時借助各種測試方法對所選集料進行化學成分及微觀結構分析，研究瀝青路面用集料礦物成分、孔隙率、表面構造、表面潮濕對粘附性的影響;依據國家技術標準，選擇相應的石灰石礦粉。

1.3 瀝青用量的確定

瀝青的用量直接影響到道路養護的經濟性和社會效益。瀝青的用量過大，會使施工后的修復層出現泛油;瀝青用量過小，不能保證需要的油石比，施工后骨料易脫落，混合料的耐磨耗能力和抗水損害能力越弱，濕輪磨耗值就越高。因此，為保證瀝青的最佳用量，在實驗室內可通過濕輪磨耗試驗和負荷輪試驗共同確定。濕輪磨耗試驗保證試件浸水1 h，6 d的磨耗值分別不大于540 g/m2和800 g/m2來控制改性乳化瀝青的最小用量。負荷車輪試驗保證粘砂量測試值不大于450 g/m2來控制最大的瀝青用量。

1.4 最佳用水量的確定

拌合水總量的多少直接影響著乳化瀝青混合料的壓實效果。但我國對于最佳拌合用水量的實驗沒有明確的規定，其大小是通過各地實驗情況總結提出來的一個合適的范圍。一般情況下，最佳含水量在12%～20%之間。

1.5 生產過程中的乳化瀝青檢測

在乳化瀝青的生產過程中，要對生產出來的乳化瀝青進行跟蹤檢測。原理上其主要檢測指標有篩上剩余量和蒸發殘留物，但由于現在隨著乳化劑、改性劑及生產工藝的提高和生產設備的改進，檢測得到的篩上剩余量遠比國家規定的值小，所以很多乳化瀝青生產者取消了這一檢測。

蒸發殘留物的檢測主要是對生產過程中的乳化瀝青的固含量進行檢測。在檢測的過程中，嚴格按照《公路工程瀝青及瀝青混合料實驗規程》進行檢驗。

1.6 生產后的乳化瀝青檢測

生產完后的乳化瀝青必須要將其溫度降到一定范圍后才能使用，否則溫度太高，在施工中必會提前破乳，影響整個施工質量。

生產的乳化瀝青放置24 h后，將其溫度降低到常溫后再進行檢測。此時主要檢測蒸發殘留物、軟化點(5℃)、針入度(25℃)、延度(5℃)及拌合時間的測量。最后通過粘聚力試驗來確定攤鋪后的乳化瀝青混合料的初凝時間和粘聚力，確保車轍修復層的早期養護和固化開放交通時間。

2 乳化瀝青的生產

每套乳化瀝青的生產設備在投產前，都應根據設備性能和生產乳化瀝青的技術要求，編制相對合理的乳化工藝。

乳化瀝青的生產流程有分批作業和連續作業兩種流程形式。相比而言，連續式乳化瀝青生產能保證乳化劑水溶液連續不斷的進入乳化機中，能滿足快速生產的需求，因此現在很多養護中心都采取連續式瀝青乳化生產線。

其生產流程見圖1。

圖1 連續式瀝青乳化生產流程圖

2.1 瀝青罐

采用大容量的瀝青罐(立式)，為使上下部瀝青溫度相差不是很大，防止其離析，在罐體上部設置攪拌器，槳葉可使瀝青在罐中上下運動，達到溫度均勻的目的，也可以防止分散在乳液中的瀝青重新凝結成團。

2.2 導熱油

通過燃燒柴油加熱的方式，利用導熱油對基質瀝青進行加熱，從而使瀝青達到流動狀態，為乳化瀝青的生產提供原料。

2.3 皂乳的配制

乳化劑在乳化瀝青中所占的含量較小，但對乳化瀝青的生產、儲存及施工均有較大影響。乳化劑與一定溫度的水及鹽酸被導入到配料罐中，通過攪拌器攪拌成所需的皂液，然后導入到皂液罐中備用。

2.4 添加劑和乳膠

添加劑和膠乳在乳化瀝青的生產過程中對其進行改性，使其性能更好的滿足要求，同時也可以減少成本。

2.5 乳化瀝青的生產

通過主機控制，把瀝青、皂液及乳膠泵送到配料罐中，通過膠體磨的定子，轉子之間高速運動所產生的剪切力而引起研磨，分散的作用，使瀝青經過機械的強力攪拌，剪切形成微小的顆粒懸浮在乳化劑水溶液中，成為“水包油”的乳液狀。

3 微表處施工

在太舊高速公路養護施工中，我們結合山西省各養護中心的設備及經濟性、操作性方面的因素，采用西安筑路機械有限公司生產的MS9稀漿封層機和美國VSS公司生產的Macropaver稀漿封層機對乳化瀝青進行攤鋪，最后采用YL16型輪式壓路機對養護路面進行壓實。

3.1 施工工序

對高速公路進行養護，應在不阻礙整個道路交通的情況下進行，因此首先對部分道路進行交通管制，然后對預修補路面進行修補和清潔處理。接著進行放樣畫線，機械設備加料并到位后再進行攤鋪，并對攤鋪不到位的地方進行局部人工處理，保證路面的平坦和一定的壓實度。養護路面經過初期養護后即可進行膠輪碾壓，待路面強度穩定后，就可以開放交通。

3.2 破乳速度

乳化瀝青混合料在施工過程中要有合適的破乳速度。破乳速度太快，則混合料易結團硬化，若繼續攪拌或拌和混合料，會使集料表面粘附的瀝青膜剝落，導致施工無法順利進行。破乳時間過長，則對開放交通不利。而且乳化瀝青混合料在壓實成型之后，必須根據天氣情況養生1 h～3 h。

破乳速度除了與氣溫有關以外，還與所使用的礦料、乳化瀝青的成分有很大的關系。所以，實驗室確定的礦料及乳化瀝青生產的配合比必須要通過大量的實驗來確定。

3.3 拌和、攤鋪

乳化瀝青混合料是采用冷拌冷鋪方法施工的。因此在配合比設計時應考慮乳化瀝青的特性，控制好油石比和用水量。攤鋪時采用專用攤鋪機進行，混合料必須緩慢、均勻、連續不斷的進行攤鋪。當出現橫斷面不符合要求、構造物接頭部分缺料、表面明顯不平整、局部混合料明顯離析情況時，可用人工局部找平或更換混合料。

另外，施工質量的好壞，在很大程度上有賴于一支高素質，能協調工作的施工隊伍，取決于他們的經驗、技巧和團隊精神。其中，駕駛員不僅要有熟練的駕駛技術，還必須充分了解機械后方可進行操作，駕駛員必須熟知操作手發出的各種手勢所表達的涵義，并及時啟動、停止、加速減速及向左向右運動。而這一切都是駕駛員通過后視鏡密切關注后方的工作進程，隨時按需要調整機械的前進。操作手必須熟練的與駕駛員配合，通過按鈕來控制乳化瀝青、水、石料的流量，熟練控制攤鋪機。

4 結語

通過微表處在太舊高速公路瀝青路面養護維修工程中的應用實踐，我們發現，被處理過的路面狀況得到改善，路面抗滑性也得到大大地改善。而且，有效地防止路表水的下滲。乳化瀝青稀漿封層與原路面粘結牢固，鋪筑后路面狀況有較大改變，平整密實無松散、網裂少。

［1］李 江.乳化瀝青混凝土強度形成機理研究［J］.石油瀝青，2007，21(2):26-31.

［2］JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術規范［S］.

［3］郭蘭英.瀝青混凝土路面施工質量控制要點［J］.路基工程，2006(4):60-61.