微表處技術(shù)在高速公路預(yù)防養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

賈延軍

（甘肅省酒泉公路事業(yè)發(fā)展中心金塔公路段，甘肅 酒泉 735300）

0 引言

目前，隨著公路交通基礎(chǔ)設(shè)施的崛起發(fā)展和社會(huì)大眾生活水平的日漸提升，人們對(duì)出行的質(zhì)量提出了更高的要求，國(guó)家高等級(jí)公路的里程及重載車輛的通行量日漸陡升，使公路路面病害也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。這不僅對(duì)公路路況質(zhì)量造成損壞，而且對(duì)行車安全也帶來(lái)不利因素。如何加大對(duì)高速公路的維修保養(yǎng)，運(yùn)用科學(xué)的技術(shù)來(lái)提高通行效率、質(zhì)量和安全，采用微表處技術(shù)進(jìn)行預(yù)防養(yǎng)護(hù)是一種經(jīng)濟(jì)有效的手段。

1 微表處技術(shù)概述

微表處預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)，是靠專用的綜合拌合攤鋪設(shè)備，將根據(jù)設(shè)計(jì)配合比確定的乳化瀝青、集料、膠粘劑、水等材料拌合成漿狀混合料均勻攤鋪到瀝青路面上，經(jīng)過(guò)凝結(jié)，最終形成可以開(kāi)放交通的路面薄層結(jié)構(gòu)。根據(jù)實(shí)踐來(lái)看，微表處預(yù)防技術(shù)的實(shí)施可以明顯提高路面的抗滑能力，同時(shí)也可以進(jìn)行車轍修復(fù)并提升路面的平整度，還可以降低路面的滲水，減少路面的水損壞。該技術(shù)具有成本低、污染少、操作簡(jiǎn)單、施工快速、封閉交通時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。

1.1 材料特性

由于微表處結(jié)構(gòu)位置的特殊性，對(duì)材料具有嚴(yán)格選用要求和標(biāo)準(zhǔn)，乳化瀝青材料優(yōu)先選用陽(yáng)離子快凝型，改性劑 SBR 膠乳劑量不得＜ 3 %，殘留物的含量指標(biāo)≥62 %。微表處所用集料的砂當(dāng)量指標(biāo)≥65 %，集料磨耗損失指標(biāo)≤30%。與此同時(shí)，在微表處還可摻入水泥、礦粉等粘結(jié)材料；主要目的有：①改善礦料的級(jí)配；②調(diào)節(jié)混合料拌合時(shí)間；③改善調(diào)節(jié)成漿狀態(tài)和成型速率。

微表處主要進(jìn)行濕輪磨耗、負(fù)荷車輪粘砂、輪轍變形等試驗(yàn)，其目的是檢驗(yàn)混合料的抗水損能力和抗車轍能力，以及施工時(shí)它所用的最佳瀝青含量。

1.2 微表處的優(yōu)越性

1.2.1 防滲性的改善

在舊瀝青上面層具備充足的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承載力的狀況下，采用微表處技術(shù)，可以改善路面面層的防滲性。嚴(yán)格的材料質(zhì)量要求和施工工藝證明，公路瀝青路面微表處預(yù)防技術(shù)相對(duì)其他預(yù)防養(yǎng)護(hù)措施具有更好的粘結(jié)力和更佳的效果，可以封閉原路面面層的小裂縫，提高原路的防水效果，能形成防水層面，阻隔路面積水下滲入基層，減緩路面的水損壞，從而延長(zhǎng)路面結(jié)構(gòu)的使用。

1.2.2 抗滑性的改善

高速公路是連接地區(qū)間經(jīng)濟(jì)的主要交通要道，其路面隨著時(shí)間的推移會(huì)逐漸老化，使用性能也不斷衰減。根據(jù)路面的磨損狀況，在原有的道路表面加鋪 5～10 mm 厚的微表處層，不僅增加其耐磨性，還增加其抗滑性，延長(zhǎng)其使用年限。

1.2.3 車轍的修復(fù)性好

在詳細(xì)采集統(tǒng)計(jì)舊瀝青路面路況數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，可優(yōu)先采用單層攤鋪施工或雙層攤鋪施工，從而促使車轍等病害快速修復(fù)，每臺(tái)班可完成 3～5 km。采用微表處進(jìn)行車轍修復(fù)，較銑刨后重鋪、熱瀝青混凝土罩面等工藝相比，具有施工方便、快速、車轍修復(fù)性能優(yōu)良、開(kāi)放交通快等特點(diǎn)。

1.2.4 施工環(huán)保性好

微表處施工所需的能源少，無(wú)污染排放，在常溫下施工完成后，沒(méi)有毒煙霧、粉塵、對(duì)環(huán)境安全。

2 微表處施工工藝流程

2.1 施工前的準(zhǔn)備工作

2.1.1 臨時(shí)安全設(shè)施布設(shè)

1）施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照現(xiàn)行公路養(yǎng)護(hù)施工規(guī)范規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)要求，編制施工現(xiàn)場(chǎng)安全作業(yè)方案和交通組織保障方案，嚴(yán)格選用配備施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)區(qū)管控的專職人員和交通引導(dǎo)指揮的人員。

2）施工前要在交管部門(mén)辦理臨時(shí)占道申請(qǐng)，協(xié)調(diào)交警在高峰時(shí)段指揮交通，保證過(guò)往車輛的正常通行，并通過(guò)報(bào)紙和電視等新聞媒體向社會(huì)公眾發(fā)布施工公告。

3）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員購(gòu)買(mǎi)意外傷害保險(xiǎn)，檢查施工機(jī)械設(shè)備的安全性能和車輛保險(xiǎn)。作業(yè)前必須做好人員的安全技術(shù)交底。

2.1.2 原路狀況檢驗(yàn)與處治

在施工之前，要對(duì)原有的道路進(jìn)行全面的檢查，對(duì)原路面的損壞狀況進(jìn)行判定，并保證對(duì)相應(yīng)的病害進(jìn)行全面的預(yù)處理。

1）當(dāng)舊瀝青路面損壞狀況指數(shù) PCI≥80 時(shí)，可優(yōu)先考慮采用微表處。

2）當(dāng)舊路面損壞狀況指數(shù) PCI＜80 時(shí)，不宜直接使用微表處。

3）車轍的處理。舊瀝青路面車轍≤15 mm 的宜直接進(jìn)行微表處罩面；15～25 mm 的應(yīng)優(yōu)先修復(fù)車轍，后罩面；25～40 mm 的車轍必須首先對(duì)進(jìn)行多層填充；當(dāng)車轍深度 40 mm 以上時(shí)，應(yīng)采取其他方案進(jìn)行處治。

4）當(dāng)舊瀝青路面縱橫向裂縫寬度超過(guò) 5 mm 時(shí)，應(yīng)進(jìn)行貼縫、乳化瀝青灌縫或開(kāi)槽灌縫等措施進(jìn)行處理。

5）對(duì)原路面局部的坑槽、松散等破損，應(yīng)采用挖補(bǔ)措施，處治要徹底。

6）對(duì)出現(xiàn)路面有擁包、隆起，應(yīng)立即采取精銑铇等處理措施，并在平整程度符合 10 mm 后進(jìn)行施工。

7）在施工前，需要用強(qiáng)吹風(fēng)機(jī)對(duì)原路面上的浮塵、雜物、泥土、碎屑進(jìn)行清理，以保證微表層與原來(lái)的道路結(jié)合牢固。

8）施工和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，外界氣溫≥10 ℃。如遇降雨等惡劣天氣時(shí)禁止施工。

2.1.3 原材料的選用

在前期工作中，對(duì)原材料的選用是關(guān)鍵，這一過(guò)程將會(huì)直接影響微表處工藝的效果。

1）骨料的選用。微表處所使用的骨料，不但要求具備堅(jiān)硬耐磨干燥、不含雜質(zhì)的基本特性，同時(shí)還要符合路用集料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。技術(shù)指標(biāo)主要包括壓碎值、洛杉機(jī)磨耗損失，磨光值 PSV，針片狀顆粒含量與瀝青的黏附性等。集料的砂當(dāng)量（4.75 mm 部分是影響微表處質(zhì)量的最要指標(biāo)，必須≥65 %。應(yīng)優(yōu)選偏堿性玄武巖破碎整型的粗粒骨料。一般采用機(jī)制砂、石屑等細(xì)集料，嚴(yán)格根據(jù) JTJ 058－2000《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)。集料的粒徑規(guī)格以方孔篩為準(zhǔn)。集料的生產(chǎn)宜采用二級(jí)或三級(jí)破碎工藝。集料的堆放場(chǎng)地應(yīng)硬化并搭建雨棚。

2）改性乳化瀝青選用。微表處預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)施工中，改性乳化瀝青的主要作用是將結(jié)集料粘結(jié)起來(lái)，宜采用 BCR 類型，破乳速度為慢裂，粒子電荷為正陽(yáng)離子。主要指標(biāo)參數(shù)符合設(shè)計(jì)文件要求或 JTG F40－2018《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》。它可以現(xiàn)場(chǎng)加工制作，也可直接采購(gòu)成品。現(xiàn)場(chǎng)加工制作時(shí)宜選用連續(xù)式膠體磨設(shè)備生產(chǎn)，乳化劑須選取陽(yáng)離子乳化劑，常用的有美國(guó)亞美公司 AM77 型乳化劑，摻配比例一般為 1.2 %。需要用鹽酸來(lái)調(diào)節(jié)乳化劑水溶液的 pH 值。改性劑一般選用丁苯橡膠膠乳 SBR，摻配比例為一般不少于 3 %。改性乳化瀝青貯存罐要附有攪拌裝置。

3）填料的選用。采用強(qiáng)度為 32.5 或 42.5 的普通硅酸鹽水泥，其作用是調(diào)節(jié)混合料的和易性，水泥的各項(xiàng)目指標(biāo)應(yīng)符合國(guó)標(biāo)要求。

4）添加劑的選用。常見(jiàn)的添加劑主要有無(wú)鹽類和有機(jī)類兩種。針對(duì)微表處混合料，無(wú)機(jī)鹽類添加劑會(huì)增加可拌合時(shí)間，使用前必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)。

5）水的選用。施工采用清潔的飲用水，保證其不含雜質(zhì)和有害鹽類。

2.2 混合料最佳配合比的確定

按照配合比設(shè)計(jì)類型分為微表處礦料級(jí)配設(shè)計(jì)、改性乳化瀝青配方設(shè)計(jì)、微表處混合料配合比設(shè)計(jì)。需根據(jù)其和易性、成型效果、性能要求、交通開(kāi)放時(shí)間等因素有針對(duì)性地確定微表處混合料的最佳配合比。經(jīng)過(guò)目標(biāo)、生產(chǎn)、施工等三個(gè)配比階段，確定最終的施工參數(shù)（結(jié)合料計(jì)量、添加劑計(jì)量等），每個(gè)階段微表處混合料的施工性能、路用性能都要達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。

1）微表處礦料級(jí)配設(shè)計(jì)流程。根據(jù)工程用途、氣候特征、交通量大小等選擇級(jí)配類型→選擇集料→對(duì)各種集料做篩分試驗(yàn)→測(cè)定相對(duì)密度→確定摻配比例。

2）微表處用改性乳化瀝青配方設(shè)計(jì)流程。選擇瀝青、乳化劑、添加劑等材料→試驗(yàn)室制作幾組改性乳化瀝青小樣→檢測(cè)各組技術(shù)指標(biāo)→確定最佳配方→選擇生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝→按試驗(yàn)室最佳配方試生產(chǎn)→取樣送檢甲級(jí)試驗(yàn)室→檢驗(yàn)合格方可使用。

3）微表處混合料配合比設(shè)計(jì)流程。取樣→摻配→拌合時(shí)間與黏聚力試驗(yàn)→滿足要求→選混合料配方→進(jìn)行性能試驗(yàn)→確定目標(biāo)配合比和油石比。

配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中注意以下幾點(diǎn)：①根據(jù)實(shí)際需要選取合成級(jí)配集料樣品，一般為 100 g/份；②摻配過(guò)程中，改性乳化瀝青與合成礦料按 0.5 % 的間隔油石比；③可拌合時(shí)間與黏聚力試驗(yàn)若不能滿足要求時(shí)，對(duì)添加劑、水等用量進(jìn)行調(diào)節(jié)拌合，直至符合要求方可終止試驗(yàn)；④依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，選定 2～4 種滿足要求的混合料，進(jìn)行各項(xiàng)性能試驗(yàn)。

在施工所在地對(duì)各類原材料按照目標(biāo)配合比進(jìn)行生產(chǎn)配合比配制，并檢驗(yàn)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

在正式施工前，要鋪筑≥200 m 的試驗(yàn)路段，檢驗(yàn)攤鋪車和相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行性能和匹配狀況，檢測(cè)各類計(jì)量設(shè)備的準(zhǔn)確性，驗(yàn)證生產(chǎn)配合比，確定施工配合比和施工最佳油石比，確定施工工藝和各項(xiàng)施工參數(shù)。

對(duì)試驗(yàn)段的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，所有的檢測(cè)結(jié)果符合規(guī)范要求后才能進(jìn)行大規(guī)模的工程施工。

2.3 鋪筑與維護(hù)工作

2.3.1 鋪筑工藝的管理

路面寬度和拌合設(shè)備工作效率是決定施工幅數(shù)、施工寬度的主要因素，施工過(guò)程中應(yīng)通過(guò)設(shè)置參照物、掛線或劃線等方式，保證施工線形順直。確定施工路面寬度時(shí)，應(yīng)優(yōu)先從減少施工縫的角度出發(fā)考慮。

在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中應(yīng)加注意：①設(shè)定好攤鋪車的參數(shù)，合理地選取攤鋪箱寬度，保持穩(wěn)定性；②攤鋪車速應(yīng)保持在 5 km/h之內(nèi)，不得出現(xiàn)急停、突然加速、轉(zhuǎn)彎等操作，要保證攤鋪的連續(xù)性；③做好對(duì)攤鋪質(zhì)量檢查工作，提出改善措施。

2.3.2 局部工程中的人工修補(bǔ)

在攤鋪完成后，如果有部分的瑕疵，可以使用鏟子、橡膠耙等手工平整。對(duì)個(gè)別超粒粗骨料造成的縱向劃痕和縱向接縫進(jìn)行撫平，對(duì)缺少的部位要進(jìn)行補(bǔ)足，對(duì)部分離析和黏稠度不適當(dāng)?shù)牟糠忠M(jìn)行清理，并用適當(dāng)?shù)南{混合料拌勻并修補(bǔ)平整。

2.3.3 壓實(shí)工藝要點(diǎn)

單層微表處攤鋪時(shí)，可以不用壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)；車轍填補(bǔ)處治施工時(shí)，可考慮使用 8～12 t 的壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。碾壓中應(yīng)嚴(yán)格把控，堅(jiān)決杜絕剎車、掉頭等行為。

2.4 早期維護(hù)

利用錐筒及其它交通指示牌對(duì)剛完工的區(qū)域進(jìn)行封閉，并由專門(mén)的安全員進(jìn)行交通疏導(dǎo)，以避免車輛、行人誤入作業(yè)區(qū)對(duì)路面造成不利影響。

3 微表處質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 原材料質(zhì)量控制

施工前，必須提交所有原材料的檢測(cè)報(bào)告單，微表處混合料配合比設(shè)計(jì)（一般由交通專業(yè)甲級(jí)試驗(yàn)室出具）。施工中材料質(zhì)量應(yīng)按照同一料源、同一規(guī)格和同一批次進(jìn)行檢查。對(duì)改性乳化瀝青蒸發(fā)殘留物含量要隨時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，所采用的改性乳化瀝青宜用 A 級(jí)道路石油瀝青作為基質(zhì)瀝青。

3.2 施工過(guò)程質(zhì)量控制

施工過(guò)程中要對(duì)每車的集料用量和改性乳化瀝青的用量進(jìn)行過(guò)磅記錄，然后根據(jù)每天的攤鋪面積進(jìn)行厚度復(fù)核。現(xiàn)場(chǎng)施工中，及時(shí)檢測(cè)瀝青含量和油石比大小，確保符合設(shè)計(jì)要求。

3.3 機(jī)械設(shè)備應(yīng)用

機(jī)械設(shè)備在施工過(guò)程中有著重要的應(yīng)用，在使用中必須嚴(yán)格遵守機(jī)械作業(yè)規(guī)程，從而確保機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。須采用智能型機(jī)械設(shè)備，并保證計(jì)量系統(tǒng)經(jīng)過(guò)標(biāo)定。在使用機(jī)器前還要進(jìn)行徹底的檢測(cè)，以確保所有性能處于最優(yōu)狀態(tài)。攤鋪速度保持穩(wěn)定，不能忽快忽慢。在攤鋪使用方面應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)，避免由于攤鋪速度引起的不均勻問(wèn)題。

3.4 物料比例

在攪拌混合物料時(shí)，施工工人必須對(duì)各種原料的用量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。在實(shí)際的施工中，不能隨意改變配料比例。

4 結(jié)論

總之，瀝青道路由于車輛荷載、自然氣候、路基質(zhì)量等原因，會(huì)產(chǎn)生裂縫、麻面、車轍、坑槽等，這不但影響道路營(yíng)運(yùn)舒適性，同時(shí)也增加了車輛的安全性。采用微表處技術(shù)可以改善原有道路的抗滑性、平整度和耐磨性，降低路面裂縫、車轍等缺陷，提升路面的的質(zhì)量狀況和服務(wù)水平，為我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)事業(yè)保駕護(hù)航。Q