公路工程微表處養護施工技術應用分析

申昆

（甘肅省嘉峪關公路事業發展中心，甘肅嘉峪關 735100）

0 引言

公路在長期運行過程中受各種因素影響會產生不同病害，降低過往車輛行駛舒適性和安全性。因此，為了保證公路運行質量，降低病害發生率，需要采取科學有效的養護技術，其中微表處養護施工技術憑借著操作方便、節能環保、成本低廉和效果好等優勢在公路養護中廣泛應用，通過早期養護優化路面技術性能，保證公路路面平整度，提高公路運行舒適度和安全性。

1 微表處養護施工技術概述

微表處養護施工技術是基于稀漿封層技術發展起來的一種養護施工技術，其在使用時先要根據工程情況確定合適的拌和材料和攤鋪設備，之后根據設計規定拌和瀝青、集料、礦料等材料，使用專用設備對養護路段進行攤鋪作業，最后進行專業的養護施工[1]。公路原路面通過微表處養護施工處理解決輕微病害，提高公路抗滑、抗滲性能。當前，微表處養護施工技術具有較大的應用優勢，一般采用改性乳化瀝青，這種材料與原路面黏結性比較高，路面上會構成封閉結構，防止積水進入路面導致其結構被破壞。同時，采用級配碎石等混合料可以使原路面抗滑性能有所改善。公路養護過程中隨時可以開展微表處處理，該施工效率高，在交通時間段對車輛運行的不良影響也比較少。該養護技術的成本比較低，可以延長路面使用壽命不低于10 年。

2 公路工程微表處養護施工技術應用

該案例以G30 連霍高速公路清嘉段實施的微表處預防性養護項目為研究對象，該高速公路起點樁號K2331+869，止點樁號K2427+766，全長95.897km，設計車速120km/h，瀝青混凝土路面，路面結構從上到下依次為：中粒式AC-16 瀝青上面層（4cm）、中粒式AC20 瀝青混凝土中面層（5cm）、粗粒式AC-25 瀝青混凝土下面層（6cm）、水泥穩定砂礫基層（30cm）、水泥穩定砂礫底基層（20cm）。G30 連霍高速公路清嘉段自2006 年12 月通車后，運行時間已逾17 年，不可避免地出現路面病害，主要包括裂縫、車轍、磨耗層磨光等。運行期間，養護單位根據當年年初病害調查，分輕重緩急對不同路段病害逐年實施微表處、薄層罩面、超薄罩面、精碎封等多項預防性養護措施，本文就微表處養護施工技術展開分析。

2.1 施工準備

2.1.1 原料選取

該技術施工的原料選取要求包括：一是改性乳化瀝青。該材料在路面修復中應用需要配合基質瀝青、復合型慢裂快凝瀝青乳化劑、SBR 膠乳改性劑共同使用。改性乳化瀝青的制備采用內摻法，混合后的原料中加入溫度在55～60℃之間的熱水，之后制備皂液，并對pH 數值進行調整，加熱瀝青達到145～150℃之間，并用乳化劑配比熱瀝青、皂液和改性劑等，通過冷凝降溫處理制備好改性乳化瀝青，同時進行成本檢測，檢測結果如表1 所示，經檢測后得到瀝青材料質量符合要求[2]。二是集料。微表處混合料中，集料要保證在干燥狀態中，避免內部含有雜質，并保證表層活性低，這樣才能使乳化瀝青破乳速度得到保證。該工程為了確保集料規格和砂當量滿足質量要求，采用2～4cm 石料，并使用制砂機對石料進行破碎處理，通過加工形成不同規格的粗集料，經過檢驗后粗集料質量符合技術標準，砂當量67%也符合標準要求，可以達到微表處施工效果，經過養護后，公路路面可以保持平整性[3]。

表1 瀝青主要指標檢測結果

2.1.2 材料配比

通過分析區域水文地質條件和路面交通情況得到，施工區域晝夜溫差大，季節溫差大，因此需要調整改性乳化瀝青軟化點溫度，使其提高到55～57℃之間比較好，而集料設計采用的是連續密級配方式，其中顆粒直徑低于0.075mm 的含量增加10%，通過試驗數據和溫度變化進行油石比設計確定在6.5%左右，其與技術要求相符[4]。配料質量需要符合溫度10℃情況下拌和時間不可低于120s，30mm 汞柱黏聚力試驗結果≥1.2N/m，而60mm 汞柱黏聚力結果≥2.0N/m，浸水1 天后濕輪磨損數值≤516g/m2，6 天后≤811g/m2。

2.1.3 材料拌和

根據配比采用廠拌方式拌和混合料，拌和60s 可得均勻包裹混合料的乳化瀝青材料，經檢驗合格后使用專用運輸車輛送入場地攤鋪[5]。

2.2 路面處理

對于原路面，根據其車轍深度和界面層接觸特征表現提出以下三種減少接觸面形變的施工方案：第一，車轍深度在1cm 內的區域直接使用微表處罩面技術處理；第二，車轍深度1～2cm 的區域先對凹陷處用微表處養護施工技術進行填充處理，在路面可以正常通車一段時間后再進行微表處的罩面處理；第三，車轍深度超過2cm 區域先使用精銑刨對超高隆起部位進行處理，之后利用微表處養護施工技術對車轍部分進行填充，一段時間的通車處理后進行微表處的罩面施工[5]。

2.3 攤鋪碾壓

攤鋪施工質量對公路養護會產生直接影響，攤鋪時需要施工人員對攤鋪質量進行控制。首先，確定攤鋪設備起始位置，判斷其與控制線是否一致，位置確認后下放攤鋪槽并對其進行合理調整，在攤鋪槽和公路路面緊密結合后進行微表處攤鋪處理。其次，保證攤鋪槽材料數量和質量穩定，及時補充材料。最后，攤鋪后需要對攤鋪質量進行仔細檢查，及時找平不均勻區域，并對現場加強管理。攤鋪過程中，若是氣溫高則提前對路面灑水，使微表處混合料與路面黏結緊密，之后進行攤鋪作業，在攤鋪機裝料完成后對準走向控制線，根據實際微調攤鋪箱厚度以及拱度緊密結合攤鋪箱和原路面緊密度，啟動設備使其運行狀態良好，之后將料門控制開關打開，將礦料和填料等材料加入拌和缸中，將混合料堆放在乳液噴口部位，使乳液可以及時噴灑出來[6]。調整完水量后需要使混合料滿足設計要求，從攤鋪箱全寬內布設混合料，之后開啟底盤，勻速緩慢推進攤鋪機，車速在1.5～3.0km/h范圍內，并穩定混合料的供給量。而在完成微表處的攤鋪作業后可以采用人工方式對特殊部位進行處理，開展補填、挖除、找平等施工處理。

2.4 控制材料稠度

通過試驗檢測得到，該公路采用連續密集配改性乳化瀝青混合料級配，其中1、2 級配設計方案為膠粉比例調節，3、4 級配設計方案為集料粗細度調節，5 級級配設計方案為設計級配。對設計含水量、油石比和5 個級配類型的混合料稠度進行正交試驗可以發現，級配對混合料黏度影響最大，油石比影響適中，影響最小為含水量，其中混合料黏度相對7.0 這一上限值更低，同時隨著混合料稠度上升，聚合物流動性能有所完善[7]。最后得到，混合料黏稠度最佳參數為：含水量、油石比、級配分別為1.03%、6.5%、2，這一設計參數可以滿足實際施工需求。

2.5 破乳時間

混合料破乳時間對微表處施工效果也會產生影響。該公路在開展微表處混合料破乳試驗時，稱取粒徑3～8.5mm 粒徑集料100g 后洗凈烘干靜置晾曬，并將10g 改性乳化瀝青混合集料加入其中，之后以此將水泥、礦粉等加入其中均勻攪拌靜置大約30min 后用清水將混合料清洗干凈放在60℃的烘箱中攤鋪處理，大于3.5～4.0h 后將其取出來，觀察并記錄期間水泥劑量和混合料破乳率變化趨勢。通過該試驗得到，破乳率和水泥劑量表現為同步上升變化，其中水泥量從原本的0.5% 上升到3.5%，在20min 和40mim 這兩個水泥節點的破乳率表現為迅速增長狀態。將適量的水泥加入混合料中，憑借水泥水化反應吸收破乳時產生的游離水分，進而加速分解瀝青顆粒和水膜，進而使破乳時間縮短，實現迅速破乳[8]。

2.6 處理接縫

該公路需要有效處理路面的橫向接縫和縱向接縫。對于橫向接縫，施工人員處理時需要在接縫部位將上一攤鋪區域邊緣大約0.8～1.0m 范圍處用油氈覆蓋住，其邊緣與養護層邊緣位置相同，而在下一區域攤鋪前可以在油氈上設置攤鋪槽初始位置，這樣可以解決橫向接縫問題，之后處理好殘留原料。對于縱向接縫，一般在公路養護層搭接部位設置縱向接縫，其與車道距離和搭接寬帶標準分別為3～5cm、≤30mm，這樣可以防止接縫養護后對公路產生不美觀影響，而在處理完成后需要施工人員使用工具處理接縫位置，使接縫搭接后的攤鋪厚度與路面保持一致并不會對公路平整度產生影響[9]。

2.7 養護工作

為提高公路微表處養護施工質量，路面微表處施工完成后需要根據規定進行合理的養護作業。實際養護過程中，嚴格遵循交通管制制度禁止無關人員和車輛隨意進入，并對養護工作進行定期的質量檢測工作，確保微表處養護質量提高。微表處養護結果符合設計要求情況下可以恢復交通運行，但是也需要定期對公路路面進行檢測和養護，延長其壽命。

該工程完工一段時間后對路面質量進行檢測，使用滲水儀進行滲水試驗，滲水系數有所下降，使用擺式摩擦系數測定儀對路面擺值和構造深度（見圖1）進行檢測發現二者均有提升表現，可以得到路面抗滑性能得到優化。總之，采用微表處養護施工技術可以有效養護公路路面。

圖1 構造深度檢測

3 公路微表處養護施工質量控制

一方面，公路微表處養護施工應用過程中，需要對該技術適用性進行全面分析，進而判斷其與施工要求是否相符，之后提前做好準備工作，編制切實可行的技術方案，充分發揮微表處養護施工技術作用，有效解決路面病害。微表處養護過程中，需要根據技術要求規范施工，盡量避免出現養護問題，并加強材料質量檢測，使其性能滿足設計標準，并做好設備維修養護，確保設備運行狀態良好，提高養護效果。該技術是一種路面養護技術，需要結合項目情況對路面提前做好加固，尤其是嚴重病害路面采取針對性處理措施，之后才能正式開展微表處施工[10]。另一方面，該技術應用時，需要注意控制好油石比，根據工程情況確定合適的油石比，并采取有效措施計算攤鋪機精度，對其實際作業情況進行綜合分析，確保混合料充足供應；混合料試鋪時需要根據要求試驗，如果試驗得到混合料黏稠度比較大就需要在其中加入一定的水，調整黏度使其符合養護要求；微表處攤鋪前需要根據路段的試驗參數對攤鋪槽寬度以及厚度進行科學調整，使攤鋪槽和車輛運行平齊，并保證攤鋪機運輸、慢速和連續進行攤鋪作業。

4 結語

綜上所述，隨著社會發展，基礎建設力度加大，公路建設規模擴大，我國公路里程不斷延長，不僅便利人們的日常出行，也促進經濟發展。但是，公路運行過程中時常面臨各種病害，為了延長公路壽命，營造良好的行駛環境，我國針對公路病害開展專門的養護管理，并采用各種養護技術，其中微表處養護施工技術應用廣泛，其可以解決公路面臨的裂縫、車轍等病害，使用時需要做好施工準備，有效處理路面，控制好攤鋪碾壓、材料稠度、破乳時間，同時合理處理接縫，做好養護工作。