微表處技術(shù)在高速公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

羅運輝

（廣東省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司，廣東廣州510507）

0 引言

隨著公路使用年限的增長以及施工的原因，一些公路出現(xiàn)了不同程度的病害，路面病害主要表現(xiàn)為裂縫、車轍、坑洞等。我國學(xué)者針對以上病害進(jìn)行了分析研究，李曉輝、李志鵬對瀝青路面裂縫進(jìn)行分析，提出了公路建設(shè)全壽命周期內(nèi)的控制措施，同時對施工和養(yǎng)護(hù)提出了相關(guān)建議，有效控制了路面病害的發(fā)展。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分瀝青路面需進(jìn)行養(yǎng)護(hù)是車轍變形造成的，與其他病害相比較，車轍的危害表現(xiàn)最明顯。

1 案例分析

1.1 工程概況

本文所依托工程為某地區(qū)的高速公路，是該境內(nèi)交通的重要組成部分。該公路采用雙向四車道，路線全長為80.8km，該公路于2001年建成通車。

1.2 路面現(xiàn)狀調(diào)查

通車5年后，對該高速公路的路面情況進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，結(jié)果見表1。

表1 路面調(diào)查結(jié)果表

通過調(diào)查可知：該高速公路路面破損狀況和平整度較好，部分路段表現(xiàn)為抗滑能力差。通過病害調(diào)查發(fā)現(xiàn)車轍占比為85.6%，泛油占比8.1%，橫縫占比為3.8%。由此可知，路面存在的主要病害為抗滑能力差和車轍病害。病害是多種因素共同作用的結(jié)果，這些因素主要包括施工質(zhì)量、材料性能、路面厚度、交通以及環(huán)境等。

1.2.1 施工質(zhì)量

路面的施工質(zhì)量嚴(yán)重影響高速公路的使用性能，施工過程中，會造成車轍病害的因素有壓實不夠、碾壓遍數(shù)較少，由此導(dǎo)致面層強(qiáng)度較低，在車輛作用下，會產(chǎn)生較大的永久變形[1]。

1.2.2 材料抗車轍性能

集料的形狀、物理特性、粗糙程度等會影響混合料的內(nèi)摩擦力，最終導(dǎo)致影響高溫性能。瀝青具有較好的黏結(jié)作用，在高溫條件下能產(chǎn)生更好的效果，為了提高混合料抵抗車轍的性能，常采用軟化點高、黏度強(qiáng)的瀝青材料[2]。

1.2.3 集料級配

影響混合料性能最關(guān)鍵的因素為集料的級配。集料間的嵌擠力大小，影響混合料的高溫穩(wěn)定性能。相關(guān)試驗表明，高溫性能：密級配混合料＞間斷級配；骨架結(jié)構(gòu)級配＞懸浮結(jié)構(gòu)[3]。

1.2.4 空隙率

空隙率能夠體現(xiàn)混合料的密實程度，是影響材料性能的重要指標(biāo)。當(dāng)空隙率較大時，混合料在受力過程中會被壓密變形。空隙率較小時，材料的抗車轍能力降低。因此空隙率過大和過小都會對混合料性能產(chǎn)生影響。研究表明：瀝青混合料的空隙率＜3%時，其變形能力較低，有可能發(fā)生失穩(wěn)性車轍。

1.2.5 結(jié)構(gòu)承載能力

路基為道路的承重層，當(dāng)路基的穩(wěn)定性不足或者承載能力較低時，會導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)下沉以及變形，最終出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性車轍病害。

1.2.6 交通及氣候條件

道路的交通量、行車荷載的大小、車速等都會對車轍病害產(chǎn)生不同程度的影響，在重載和超載交通條件下，會導(dǎo)致路面出現(xiàn)較深的車轍。行車速度越慢，荷載對路面的剪切破壞越大，且作用時間越長。

針對該高速公路路面的病害情況，本文采用微表處對車轍病害進(jìn)行修復(fù)。

2 原材料及配合比設(shè)計

礦料表面應(yīng)潔凈、堅硬、不含有機(jī)雜質(zhì)。

2.1 原材料性能

微表處混合料中起黏結(jié)作用的是改性乳化瀝青。改性乳化瀝青應(yīng)保證稀漿封層混合料在拌和、攤鋪過程中保持均勻、不破乳、不離析和良好的流動狀態(tài)。本項目中所采用的改性乳化瀝青為SBS 改性乳化瀝青，其技術(shù)指標(biāo)，見表2。

表2 改性乳化瀝青指標(biāo)表

通過微表處技術(shù)對車轍進(jìn)行修復(fù)時，要求集料最大粒徑應(yīng)偏粗，滿足路面抗壓、耐磨的性能要求。因此，在高速公路路面微表處治理中，根據(jù)應(yīng)用方式不同，選擇不同的級配要求。利用微表處對車轍進(jìn)行修復(fù)時，應(yīng)采用0～5mm 和5～9.5mm 兩檔集料。利用微表處罩面時，采用0～3mm、3～5mm、5～8mm 三檔集料。集料具體指標(biāo)，見表3。

表3 集料指標(biāo)技術(shù)表

續(xù)表

2.2 配合比設(shè)計

微表處混合料應(yīng)保證乳化瀝青和集料間具有較好的黏結(jié)性。只有混合料系統(tǒng)性能好，攤鋪到路面后，才能夠保證路面具有較好的耐久性、高溫穩(wěn)定性、抗滑性以及平整性。依據(jù)混合料的設(shè)計要求，得到施工配合比。配合比驗證結(jié)果，見表4。

表4 混合料級配驗證結(jié)果表

3 施工工藝

3.1 集料拌制

石料進(jìn)場后應(yīng)對其進(jìn)行檢驗，保證石料合格后才可使用。施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置帶計量功能的拌和設(shè)備，按照配合比對石料進(jìn)行拌制，然后進(jìn)行抽樣檢查。

3.2 封閉交通

施工前，應(yīng)對道路交通情況進(jìn)行管理，在施工路段設(shè)置施工導(dǎo)向牌、安全錐筒、封閉紅線等設(shè)施。為保證施工的安全性以及交通的通行能力，施工工作應(yīng)在封閉交通后進(jìn)行。

3.3 路面清掃

施工前，應(yīng)對路面的原有雜物進(jìn)行清理，可使用高壓水對路面進(jìn)行清理，但施工前應(yīng)保證路面無積水。路面的孔隙率較大，透水性較好時，避免使用清水清理，應(yīng)通過吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行清掃。當(dāng)路面存在油污時，應(yīng)對其進(jìn)行清除，保證微表處與原路面具有較強(qiáng)的黏結(jié)性能。

3.4 攤鋪

對攤鋪機(jī)進(jìn)行裝料，并將其開到施工起點，車輛標(biāo)線對準(zhǔn)控制線，依據(jù)路面寬度對攤鋪寬度進(jìn)行控制。

對各料門的高度進(jìn)行確定，依據(jù)配合比對封層機(jī)各料門的高度進(jìn)行調(diào)整，使攪拌軸正常運轉(zhuǎn)，同時開啟攤鋪箱的分料器。

打開料門開關(guān)，使各組分礦料進(jìn)入拌和缸。

調(diào)節(jié)稀漿的流向，使稀漿流向攤鋪箱。

調(diào)節(jié)水量，保證稀漿的稠度合理。

稀漿混合料分布在攤鋪箱內(nèi)時，攤鋪機(jī)緩慢前行，行駛速度控制在18～25m/min，同時應(yīng)保證攤鋪量與生產(chǎn)量一致。

攤鋪完成后，應(yīng)進(jìn)行找平。對大粒徑的礦料應(yīng)進(jìn)行清除，并填平。

當(dāng)攤鋪機(jī)內(nèi)原材料用盡時，應(yīng)關(guān)閉所有料倉的開關(guān)，當(dāng)攤鋪箱內(nèi)的混合料攤鋪完后，應(yīng)立即停止前進(jìn)。

3.5 缺陷修復(fù)

對于路面存在的缺陷應(yīng)進(jìn)行修復(fù)，配備相關(guān)人員對填料進(jìn)行填補(bǔ)或鏟除。

3.6 碾壓

混合料破乳后，利用膠輪壓路機(jī)對混合料進(jìn)行碾壓。碾壓停止的標(biāo)志為：混合料破乳初凝，路面烏黑，封層表面油膜完整。

3.7 初期養(yǎng)護(hù)與開放交通

在養(yǎng)護(hù)時間內(nèi)，路面應(yīng)禁止通行，否則對施工質(zhì)量會造成一定程度的影響。當(dāng)黏結(jié)力為200N·cm 時，可開放交通。養(yǎng)護(hù)效果如圖1所示。

4 施工質(zhì)量檢驗

施工過程中應(yīng)對路面的質(zhì)量、清掃程度、攤鋪的均勻性、攤鋪厚度、混合料稠度等進(jìn)行檢驗。 外業(yè)檢驗項目，見表5。

表5 交工驗收檢測結(jié)果表

5 微表處效果分析

通過對微表處處理的調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析可知：混合料由攤鋪階段到開放交通，其間的性能變化較為明顯。隨著使用時間的增長，性能變化趨于穩(wěn)定，路用性能達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)語

本文通過對路面養(yǎng)護(hù)中的微表處技術(shù)進(jìn)行分析，最終得出以下結(jié)論：

通過實際工程對舊路面進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)高速公路中存在較多的病害為車轍，通過分析采用微表處技術(shù)對病害進(jìn)行治理。

通過對原材料進(jìn)行配合比設(shè)計，保證了瀝青混凝土具有較好的耐久性、高溫穩(wěn)定性、抗滑性。

微表處進(jìn)行施工時，主要工藝為拌和集料、封閉交通、路面清掃、攤鋪、缺陷修復(fù)、碾壓、養(yǎng)護(hù)。

通過對微表處的養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行檢測表明：該技術(shù)適合處理車轍病害。