微表處技術(shù)在高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工中的應(yīng)用

冷一菲

摘要 文章以某高速公路工程為例，對(duì)微表處技術(shù)的應(yīng)用展開(kāi)分析，確定微表處施工的主要材料及性能指標(biāo)，闡述微表處技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)及具體作業(yè)要點(diǎn)，并從抗滑擺值、滲水系數(shù)、車(chē)轍深度等方面做對(duì)比分析，判斷各項(xiàng)指標(biāo)在高速公路瀝青路面微表處養(yǎng)護(hù)前、后的具體變化，評(píng)價(jià)微表處施工效果。實(shí)踐表明，對(duì)瀝青路面進(jìn)行微表處養(yǎng)護(hù)后，路面綜合性能大幅提升，養(yǎng)護(hù)效果達(dá)到預(yù)期，這說(shuō)明工程采取的微表處技術(shù)有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞 瀝青路面；養(yǎng)護(hù)技術(shù)；配合比設(shè)計(jì)；施工方法；質(zhì)量檢驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào) U418.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）11-0134-03

0 引言

微表處以聚合物改性乳化瀝青、破碎集料等為原材料，將拌和后的混合料攤鋪至路面，起到養(yǎng)護(hù)路面的效果。對(duì)于高速公路瀝青路面輕微的松散、開(kāi)裂等病害，可采取微表處技術(shù)予以處理[1]。鑒于微表處技術(shù)在公路路面養(yǎng)護(hù)中的重要性，有必要對(duì)此項(xiàng)技術(shù)展開(kāi)探討。

1 工程概況

某高速公路全長(zhǎng)63.7 km，雙向四車(chē)道。在多年使用過(guò)程中，道路車(chē)流量增加，重載車(chē)輛占比加大，瀝青路面受到較強(qiáng)的車(chē)輛荷載作用，加之降雨、日曬等環(huán)境因素的影響，局部路面出現(xiàn)各式各樣的病害。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查可知，瀝青路面的病害以車(chē)轍和裂縫居多，占比分別達(dá)到72%和5.1%，其余病害包括松散、剝落等，瀝青路面的路用性能降低。為保障瀝青路面的正常使用，擬采用微表處技術(shù)處治病害。為評(píng)價(jià)微表處技術(shù)對(duì)瀝青路面的養(yǎng)護(hù)效果，從沿線存在病害的范圍內(nèi)選取10 km作為檢測(cè)路段，從抗擺值、滲水系數(shù)、車(chē)轍深度多方面進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)合瀝青路面微表處養(yǎng)護(hù)前、后的檢測(cè)數(shù)據(jù)加以說(shuō)明。

2 微表處施工材料的選取

2.1 瀝青

SBR改性乳化瀝青，性能指標(biāo)包含標(biāo)準(zhǔn)黏度、恩格拉黏度、軟化點(diǎn)等，具體檢測(cè)項(xiàng)目及結(jié)果，如表1所示。

2.2 集料

集料取材于強(qiáng)度高、質(zhì)地堅(jiān)硬、干凈的玄武巖。微表處養(yǎng)護(hù)施工的集料分粗集料和細(xì)集料[2]。粗集料的檢測(cè)項(xiàng)目包含壓碎值、針片狀含量、磨光值、洛杉磯磨耗值等。細(xì)集料的檢測(cè)項(xiàng)目包含堅(jiān)固性、砂當(dāng)量等。集料具體檢測(cè)項(xiàng)目及結(jié)果如表2所示。

2.3 級(jí)配

對(duì)于該工程采用的MS-2型微表處混合料，級(jí)配設(shè)計(jì)考慮級(jí)配上限、級(jí)配下限和合成級(jí)配三部分，具體如表3所示。

3 微表處技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 原路面處理

為避免在施工微表處養(yǎng)護(hù)層后仍出現(xiàn)開(kāi)裂、變形等問(wèn)題，在微表處施工前根據(jù)原路面調(diào)查結(jié)果進(jìn)行現(xiàn)狀病害的源頭處治。以原瀝青路面車(chē)轍病害的處治為例：車(chē)轍病害深度≤15 mm，直接微表處罩面即可；車(chē)轍深度為15～40 mm，先在病害部位攤鋪微表處養(yǎng)護(hù)層，再進(jìn)行全幅路段的攤鋪；車(chē)轍深度＞40 mm，向病害部位灌入混合料并碾壓。對(duì)于其他的瀝青路面病害，較為嚴(yán)重時(shí)以灌縫和換填兩種方法處治，若屬于輕微病害，直接微表處罩面即可。

3.2 微表處施工

在進(jìn)行高速公路微表處施工前，要選取200 m具有代表性的路段進(jìn)行試驗(yàn)養(yǎng)護(hù)施工，同時(shí)將施工所用的專(zhuān)業(yè)設(shè)備及參數(shù)做具體配置和調(diào)試。介于微表處施工作業(yè)的嚴(yán)格特性，在溫度的控制方面施工人員要格外注意，遇溫度低的作業(yè)環(huán)境，要立刻停止施工。此外，針對(duì)微表處結(jié)構(gòu)部位的混合料和舊路面間的黏結(jié)程度，要在病害情況處理結(jié)束后方可進(jìn)行提升。具體操作可按以下步驟逐一開(kāi)展：

（1）放樣、畫(huà)線。放樣前，需將實(shí)際路幅的寬度作為畫(huà)線的參照依據(jù)，對(duì)攤鋪箱做科學(xué)調(diào)整，以確保其來(lái)回車(chē)程數(shù)為一個(gè)整數(shù)。其次，在路緣邊做放樣處理，以左邊為起點(diǎn)開(kāi)始逐步畫(huà)線。

（2）裝料操作。以初始施工設(shè)計(jì)方案為作業(yè)依據(jù)，合理控制裝入攤鋪機(jī)設(shè)備中的集料、填料及乳化瀝青等施工原料。

（3）攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。遇施工作業(yè)環(huán)境溫度較高時(shí)，首先對(duì)路面做足專(zhuān)業(yè)的灑水降溫處理，同時(shí)控制好實(shí)際的灑水量，維持微表部位的混合料和原路面之間的連接性。其次可開(kāi)展鋪攤作業(yè)，裝料結(jié)束后，施工人員要對(duì)攤鋪設(shè)備進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的操控，使其作業(yè)期間不得脫離控制線位置，同時(shí)嚴(yán)格控制攤鋪的厚度及設(shè)備的運(yùn)行速度，確保設(shè)備的鋪料部位與地面處于緊密黏結(jié)狀態(tài)，并做到邊攤鋪邊填料。除上述步驟之外，還需在乳液噴射的機(jī)械口部位，適量堆放混合原料，便于乳液的及時(shí)噴出和連續(xù)作業(yè)。最后在水量參數(shù)調(diào)整正常后，檢查混合料的化學(xué)參數(shù)與設(shè)計(jì)要求是否相符合，確定后方可啟動(dòng)設(shè)備底盤(pán)，使攤鋪設(shè)備勻速前進(jìn)，循序作業(yè)，并將車(chē)速控制在1.5～

3.0 km/h之內(nèi)，使混合料提供量略大于攤鋪量。此外，在微表部位的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)徹底結(jié)束后，可采用人工作業(yè)的方式將特殊部位做填補(bǔ)、挖除和找平處理[3]。

（4）碾壓作業(yè)。常規(guī)狀態(tài)下，微表結(jié)構(gòu)部位在破乳成型作業(yè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)一定的空隙情況?；诖?，針對(duì)交通量大的路段，可借助上循環(huán)的荷載作用，將空隙做慢彌合處理；反之交通量小的路段，可選用3～5 t的專(zhuān)業(yè)膠輪壓路機(jī)設(shè)備對(duì)瀝青顆粒原料做及時(shí)的碾處理（碾壓速度控制在5～8 km/h左右為最宜），以提升路面的密實(shí)度。

（5）接縫處理。瀝青路面微表處養(yǎng)護(hù)的接縫主要為橫縫和縱縫兩類(lèi)。處理方法如下：①橫縫的處理。前一車(chē)混合料攤鋪到位后，隨即用鐵皮覆蓋，用于控制已攤鋪部位的厚度。若攤鋪的混合料局部缺乏平整性，及時(shí)找平。在確認(rèn)攤鋪厚度達(dá)標(biāo)的前提下，取走鐵皮及上方堆積的材料，繼續(xù)攤鋪。鐵皮上附著的材料需要被及時(shí)沖洗干凈，便于后續(xù)施工中重復(fù)使用鐵皮。②縱縫的處理。按搭接接縫的形式設(shè)置微表處的縱縫，根據(jù)技術(shù)指南，搭接部位的高出量不大于6 mm，搭接寬度控制在76.2 mm以內(nèi)。由于路面的美觀性易受縱縫設(shè)置的影響，因此理論上應(yīng)將縱縫規(guī)劃在車(chē)道線處，但按照此方式布置縱縫時(shí)，可能引起接縫處劃線不直的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)技術(shù)調(diào)整后，將路面從行車(chē)道的外邊緣向外延伸15 cm，適度擴(kuò)寬路面，減小縱縫對(duì)路面外觀的破壞，并為后續(xù)接縫的劃線打好基礎(chǔ)。

（6）表面劃痕處理。在實(shí)際的碾壓作業(yè)中，設(shè)備的攤鋪箱內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)一定數(shù)量的超粒徑石料，不利于機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。除此之外，由于超粒徑石料自身體積大，在設(shè)備運(yùn)行中會(huì)直接被卡到刮皮下方，致使攤鋪表面出現(xiàn)大面積的凹槽現(xiàn)象。為降低此類(lèi)情況的產(chǎn)生次數(shù)，在原料進(jìn)入設(shè)備箱之前就需要嚴(yán)格對(duì)其進(jìn)行篩選，且對(duì)堆放原料的地表面做徹底清理，不可將其他原料混入其中。后續(xù)的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)也需配備2名操作人員同時(shí)進(jìn)行協(xié)作，對(duì)攤鋪箱的實(shí)際參數(shù)和運(yùn)行情況做及時(shí)掌握，特別對(duì)大顆粒和劃痕等問(wèn)題，借助專(zhuān)業(yè)的鐵鍬設(shè)備對(duì)其做刮皮處理和徹底清除。

3.3 質(zhì)量控制

（1）每結(jié)束一車(chē)混合料的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)后，監(jiān)理人員隨即檢查材料實(shí)際用量和料門(mén)開(kāi)度，計(jì)算混合料的油石比，若與設(shè)計(jì)值的差值在許可范圍內(nèi)，繼續(xù)攤鋪，否則分析原因，做出調(diào)整。

（2）嚴(yán)格按照試驗(yàn)確定的配合比拌制微表處施工混合料，正式攤鋪前選取部分路段進(jìn)行試驗(yàn)性攤鋪，檢驗(yàn)配合比的可行性?；旌狭系暮靠刂聘鶕?jù)稠度試驗(yàn)結(jié)果而定，拌和機(jī)的加水量需適宜，以合適的水量進(jìn)行拌和后，使混合料的稠度適中，以便微表處新鋪筑材料與舊路面的穩(wěn)定結(jié)合。

（3）首次攤鋪前安排試鋪，根據(jù)試鋪施工結(jié)果對(duì)不合理的施工工藝和參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以最終確定的方案為準(zhǔn)，進(jìn)行大面積攤鋪。攤鋪機(jī)駛至起點(diǎn)，導(dǎo)向鏈條對(duì)準(zhǔn)走向控制線，調(diào)整攤鋪槽以保證攤鋪厚度和寬度的合理性。攤鋪機(jī)就位后，按試驗(yàn)確定的配合比稱(chēng)量原材料，拌制混合料，通過(guò)質(zhì)量檢驗(yàn)后輸送至攤鋪槽內(nèi)進(jìn)行攤鋪。攤鋪時(shí)嚴(yán)格控制混合料的稠度，必要時(shí)通過(guò)增減供水量的方法加以調(diào)節(jié)，但不可由于水量的變化而影響到混合料的路用性能。

（4）加強(qiáng)對(duì)材料質(zhì)量的全流程管控。施工前，要求原材料和混合料均出具試驗(yàn)報(bào)告，證明材料的質(zhì)量達(dá)標(biāo)后，方可用于微表處施工。施工期間，及時(shí)從各批次微表處混合料中抽樣檢驗(yàn)，評(píng)價(jià)混合料的質(zhì)量。關(guān)鍵檢驗(yàn)項(xiàng)目、方法及要求如下：①瀝青和礦料的裹覆性檢驗(yàn)，每車(chē)料或每1 000 m2均安排一次檢驗(yàn)，采用目測(cè)的方法，無(wú)松散。②油石比的檢驗(yàn)，每1 d施工段均安排一次檢驗(yàn)，采用抽提法，要求偏差不超過(guò)±0.5%。③稠度值的檢驗(yàn)，每1 d施工段均安排一次檢驗(yàn)，用專(zhuān)門(mén)的稠度試驗(yàn)儀器進(jìn)行，檢驗(yàn)前校驗(yàn)儀器，機(jī)械攤鋪施工方式下以2～3 cm為宜。④礦料級(jí)配的檢驗(yàn)，每1 d施工段均安排一次檢驗(yàn)，采用抽提法，要求實(shí)測(cè)結(jié)果在規(guī)定范圍內(nèi)。所有檢驗(yàn)信息均要作全面的記錄，用作質(zhì)量評(píng)價(jià)和問(wèn)題處理的參考依據(jù)。

（5）瀝青路面微表處的表觀質(zhì)量需滿足如下要求：①表面具有平整性和密實(shí)性，未見(jiàn)輪跡和松散。②整體色澤均勻，整體性良好。③表面有一定粗糙度。④橫向接縫和縱向接縫平順銜接。⑤微表處與其他構(gòu)造物銜接至一體，無(wú)斷裂和污染問(wèn)題。⑥微表處攤鋪范圍內(nèi)無(wú)流出的混合料，不污染瀝青路面[4]。任何一項(xiàng)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)時(shí)，返工處理。

4 微表處施工質(zhì)量檢驗(yàn)及效果分析

4.1 抗滑性能檢驗(yàn)及分析

瀝青路面抗滑性能直接關(guān)乎車(chē)輛通行安全狀況，為評(píng)價(jià)瀝青路面的抗滑性能，采用擺式摩擦系數(shù)測(cè)定儀測(cè)定的方法，從施工現(xiàn)場(chǎng)選取10 km的路段測(cè)定抗滑擺值，對(duì)比分析此項(xiàng)指標(biāo)在微表處養(yǎng)護(hù)前、后的變化，據(jù)此評(píng)價(jià)瀝青路面的抗滑性能提升效果?？够阅軝z測(cè)結(jié)果如表4所示。

根據(jù)表4可知：微表處養(yǎng)護(hù)前，瀝青路面抗滑擺值平均值為39.43 BPN，未滿足“≥43.5 BPN”的要求，瀝青路面的抗滑性能不足，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果來(lái)看，原路面行車(chē)道抗滑性能較超車(chē)道差，此現(xiàn)象主要是行車(chē)道受重載車(chē)輛的強(qiáng)烈碾壓作用所致。經(jīng)過(guò)微表處養(yǎng)護(hù)后，瀝青路面抗滑性能的平均值由養(yǎng)護(hù)前的39.43 BPN提高至61.14 BPN，滿足“≥43.5 BPN”的要求，表明瀝青路面的抗滑性能經(jīng)微表處養(yǎng)護(hù)后大幅提高，對(duì)行車(chē)安全有益。

4.2 抗?jié)B性能檢驗(yàn)及分析

以滲水系數(shù)為主要的瀝青路面抗?jié)B性能分析指標(biāo)，檢測(cè)儀器采用路面滲水儀。瀝青路面微表處養(yǎng)護(hù)前、后的抗?jié)B性能檢測(cè)結(jié)果如表5所示。

根據(jù)表5可知：微表處養(yǎng)護(hù)前，瀝青路面的滲水系數(shù)平均值為65.77 mL.min?1，路面抗?jié)B性能不足，水對(duì)路面產(chǎn)生強(qiáng)烈的侵蝕作用。經(jīng)過(guò)微表處養(yǎng)護(hù)后，滲水系數(shù)平均值為22.71 mL.min?1，較之于養(yǎng)護(hù)前明顯下降，表明路面的抗?jié)B性能因微表處施工而大幅提高。

4.3 車(chē)轍深度檢測(cè)及分析

瀝青路面車(chē)轍深度檢測(cè)采用3 m直尺和鋼尺進(jìn)行，微表處養(yǎng)護(hù)前、后的車(chē)轍深度檢測(cè)結(jié)果，如表6所示。

根據(jù)表6可知：在瀝青路面微表處養(yǎng)護(hù)前，車(chē)轍深度的平均值達(dá)到10.29 mm，車(chē)轍病害較為嚴(yán)重，路面局部缺乏平整性。經(jīng)過(guò)微表處養(yǎng)護(hù)后，車(chē)轍深度平均值為2.21 mm，較之于養(yǎng)護(hù)前降低8.09 mm，路面行車(chē)狀況因微表處養(yǎng)護(hù)而得到有效改善，對(duì)車(chē)輛的平穩(wěn)通行有益。

4.4 微表處技術(shù)的綜合評(píng)價(jià)

瀝青路面微表處養(yǎng)護(hù)前后的抗滑性能、抗?jié)B性能、車(chē)轍深度檢測(cè)結(jié)果表明，路面各項(xiàng)性能指標(biāo)在微表處施工后均得到有效的改善，瀝青路面的抗滑性能和抗?jié)B性能大幅提高，車(chē)轍深度減小，微表處技術(shù)的綜合應(yīng)用效果良好。

5 結(jié)論

綜上，該文通過(guò)對(duì)病害類(lèi)型、配合比設(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用方式的分析，明確了微表處技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的方式對(duì)微表處施工效果做出評(píng)價(jià)，得出如下結(jié)論：

（1）瀝青路面微表處施工后，抗滑擺值平均值達(dá)到61.14 BPN，滿足“≥43.5 BPN”的要求，路面抗滑性能提升，保障行車(chē)安全。

（2）瀝青路面微表處施工后，滲水系數(shù)平均值為22.71 mL/min，相比微表處養(yǎng)護(hù)前的65.77 mL/min有明顯下降，路面抗?jié)B性能提升，對(duì)路面的穩(wěn)定性和耐久性均有益。

（3）瀝青路面微表處施工后，車(chē)轍深度平均值為2.21 mm，相比微表處養(yǎng)護(hù)前的10.29 mm明顯變淺，路面的平整性良好。

（4）微表處技術(shù)兼具質(zhì)量可靠、速度快和經(jīng)濟(jì)效益高的優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用于瀝青路面病害的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中可取得良好的效果。為充分發(fā)揮出微表處技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，需對(duì)路面病害做預(yù)處理，再進(jìn)行微表處施工。

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