微表處在瀝青路面預養護中的應用研究

文／京藏高速公路張家口管理處 張江斌

關鍵字:高速公路；微表處；瀝青路面；預防性養護

1 工程概況

某高速公路起點樁號K34+358，終點樁號K241+556，設計行車速度100km/h，路基寬25.5m，雙向四車道設計，路面行車道為2*2*2.75m 寬，硬路肩寬2*3.00m，土路肩寬2*0.75m，其余為中央分隔帶和路緣帶，設計荷載為汽車-超20 級，掛車-120。本合同段起止樁號為K110+500~K121+24，長度10.74km，考慮到本合同段交通量日益增大，超載超限車輛增加，且瀝青路面運行過程中開始出現局部坑槽、裂縫等病害，為延長瀝青路面使用壽命，提升本合同段瀝青路面防水抗滑穩定性能，決定進行微表處罩面預防性養護處理。

2 微表處混合料設計

瀝青路面微表處養護施工應根據路面屬性、技術狀況、施工環境、氣候條件、技術要求等進行混合料配合比設計，并擬定科學可行的微表處養護施工技術方案。在微表處稀漿混合料中集料主要發揮骨架支撐作用，集料的級配要求直接關系到微表處養護路面防水抗滑穩定性能。本公路瀝青路面微表處養護施工所使用MS-Ⅲ型集料級配最大公稱粒徑9.5mm[1]，對于高等級公路罩面及車轍填充等均較為適用。

按照微表處瀝青路面養護施工經驗進行各種材料使用量的確定，并根據路面狀況、交通荷載、施工溫度等進行稀漿混合料配合比調整，本工程合同段微表處養護施工所用礦料量為15kg/m2，改性乳化瀝青使用量為1.15kg/m2，填料摻加比0.3%，拌和用水摻量9.5%，油石比7.75%。稀漿混合料拌和時間、粘聚力等性能指標的測定結果表明，其拌和時間為135s，30min 和60min 粘聚力為1.6N·m 和2.5N·m，車輪砂量粘附量為315g/m2，浸水1h 和6d 后濕輪磨耗損失值為310g/m2 和525g/m2。各項性能指標試驗結果均符合設計技術要求及相關規范。

改性乳化瀝青是微表處施工主要的粘結材料，須選擇慢裂快凝型陽離子乳化劑，并根據氣候條件及交通通行規模選擇SBR 乳膠改性劑[2]。

3 微表處施工

3.1 施工準備

本工程微表處養護層厚度8~10mm，為防止在行車荷載影響下微表處養護層開裂變形，甚至剝離原路面，對原路面強度有較高要求，若原路面強度較差，則應先補強處理。原路面所存在的深度不足15mm 的車轍無需處理，對于深度超出15mm 的車轍應通過微表處混合料完全填充后再進行微表處罩面處理；對于深度超出40mm 的嚴重車轍，必須先填充處理達設計平整度后再罩面。

由于微表處攤鋪機主要以體積進行材料量計量，而混合料拌和依據質量比，為此微表處養護施工前必須進行攤鋪機標定處理。為增強微表處養護層和原路面結構的粘結性，必須徹底清潔原路面，清理完畢，還應根據攤鋪寬度、路幅等沿攤鋪方向確定出攤鋪機行進路線。本工程瀝青路面微表處養護施工所使用的機械設備主要有RL085 型微表處攤鋪機，裝載機，鼓風機，清掃車，高壓水槍，膠輪壓路機，自卸汽車，吊車，乳化瀝青罐車等。

3.2 攤鋪施工

在攤鋪機中裝好混合料并將其開至施工起點，并使攤鋪箱與待施工路面緊貼，開啟發動機后帶動拌和器與攤鋪槽的螺旋分料轉動，各組材料隨后進入拌和器拌和，通過螺旋分料的轉動方向的調整，拌制好的混合料均勻進入攤鋪槽，待攤鋪槽裝滿1/2 后開動攤鋪機，并按照1.5 ～3.0km/h 的速度前進攤鋪，攤鋪過程中通過調節攤鋪速度和拌和速度，使攤鋪槽內混合料體積始終為槽容積的1/2。攤鋪結束后應及時用橡膠耙人工找平，尤其注意攤鋪施工路段的起點、終點、接縫處等特殊位置。攤鋪機內任意一組材料用完后必須及時關閉輸料控制開關和拌和器，并停止攤鋪，并將攤鋪機駛離攤鋪現場。由施工人員鏟除攤鋪施工末端1m 范圍內混合料，準備預留橫向接縫。

3.3 碾壓施工

微表處混合料破乳成型后往往會留下較大空隙，對于交通量較大的路面，在反復行車荷載影響下，大部分空隙會自動彌合，但對于交通量不大的停車場等區域，必須在瀝青微粒剛破乳成膜后性質接近液體而非固體時通過3~5t 膠輪壓路機按5~8km/h 的速度碾壓下封層，以增強壓實效果。

3.4 接縫處理

本合同段瀝青路面微表處預防性養護縱向裂縫和攤鋪路線一致，其處理質量直接影響微表處罩面層的外觀及性能，盡可能將縱縫設置在標線處并被標線所覆蓋，并在攤鋪箱下加鋪一塊鐵皮，攤鋪機械駛離施工現場后拿走鐵皮和鐵皮上面的混合料，開始下一車攤鋪時，自上次終點倒回3m 再開始攤鋪。

合同段微表處罩面預防性養護施工結束并開放交通后，微表處表面會發生正常的輕微掉粒現象，如無掉粒，可能是混合料拌和過程中油石比過大所致；如掉粒嚴重，則說明油石比可能過小或乳化瀝青存在質量問題[3]，若運行環境溫度較低、降雨，也會引發嚴重掉粒，所以，合同段微表處罩面施工必須關注天氣變化。對于罩面施工中漏鋪的區域，如果用破乳混合料以人工方式補鋪，也會出現粒料脫落現象，應用剛拌制好的未破乳的混合料及時修補并刮平處理。

4 施工質量檢測

合同段養護施工結束以及竣工通車后應按照試驗規程和行業標準進行質量檢測及路面滲水系數、車轍深度、構造深度等的跟蹤監測，從而對合同段微表處養護施工效果及瀝青路面抗滲性、抗滑性、抗車轍性等進行全面而客觀地評價。

4.1 滲水系數

合同段瀝青路面滲水系數指標的檢測在養護施工前后及竣工通車9 個月后通過路面滲水測試儀進行，檢測結果表明，養護施工前檢測點處路面滲水系數分別為8.4、9.0、9.0、9.3、8.6、8.9、9.6、8.2，滲水系數均值為8.87，而養護施工后及竣工通車9 個月后檢測點處路面滲水系數均降至0，微表處瀝青路面養護施工效果十分顯著，使瀝青路面防水性能顯著改善。

4.2 車轍深度

瀝青路面車轍深度試驗主要將檢測橫桿橫跨在車轍上部，所測量出的橫桿與車轍底部距離即為車轍深度。

根據合同段微表處養護施工前后車轍深度實驗結果，微表處養護能有效降低瀝青路面車轍深度，工后瀝青路面車轍深度比原路面降低了49.75%，但通車9 個月后在路面結構自重及行車荷載等的影響下車轍又有加深趨勢，但仍比微表處養護施工前車轍深度淺。檢測數據表明，微表處養護對于瀝青路面車轍能有效修復并防止其反彈，提升瀝青路面抗車轍能力。

4.3 構造深度

采用瀝青路面構造深度測試儀進行合同段微表處施工前后路面構造深度檢驗，從而對微表處養護施工技術對路面構造深度改善及路面抗滑性能的提升進行全面評價。本合同段微表處養護施工前各測試點路面構造深度均值為0.75mm，養護施工后路面構造深度均值提升為1.20mm，竣工通車3 個月及9 個月后路面構造深度分別為1.14mm 和1.11mm。檢測結果表明，微表處養護施工能使瀝青路面構造深度顯著提升，但通車后路面構造深度又有不同程度的下降，且下降及衰減幅度明顯減緩，路面抗滑性能有了較長時期的保證。

5 結論

本公路瀝青路面微表處罩面預防性養護施工實踐表明，微表處處理技術既能提升瀝青路面抗磨抗滑性能，還能降低能源消耗，通過較小費用的投入就能有效延長瀝青路面使用壽命，比傳統養護方式性價比更高，對于瀝青路面車轍、微小裂縫等既有病害的修復也最為經濟和有效。隨著設計及施工方對微表處罩面預防性養護處理技術更加深入的研究和掌握，其必將在國內公路預防性養護領域廣泛應用。