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

0 引言

隨著社會車輛數(shù)量逐漸增加，高速公路的通行率也在日益上升，交通量的顯著增長致使高速公路在運營過程中出現(xiàn)了不同程度的破壞。尤其是高速公路瀝青路面，由于養(yǎng)護維修工作未能及時到位，出現(xiàn)了諸多的微小病害。為確保道路使用性能，需要對破損路面進行維修養(yǎng)護。微表處技術(shù)具有施工速度快、養(yǎng)護效果好、經(jīng)濟效益好等優(yōu)點，養(yǎng)護后可有效恢復(fù)瀝青路面各項性能[1]。本文基于工程實例對該技術(shù)的工藝、注意事項、施工中常見問題及施工前后路面質(zhì)量效果變化情況進行了探究，以期為微表處技術(shù)的推廣應(yīng)用提供一定參考。

1工程概況

某高速公路全長 135km ，設(shè)計為雙向四車道，設(shè)計時速 120km/h ，路面采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)。2022年10月在對路面結(jié)構(gòu)進行養(yǎng)護檢查時，發(fā)現(xiàn) K20+125～K21+ 475段存在瀝青老化、裂縫、坑槽等問題，部分區(qū)域甚至出現(xiàn)了集料剝落現(xiàn)象，特別是車轍和裂縫這兩種病害比例較高。上述問題嚴重影響了車輛的行駛安全，為防止路面病害的進一步發(fā)展，并確保公路運輸安全，經(jīng)過實地勘察和多種技術(shù)方案的對比分析，決定對該路段采用微表處技術(shù)進行養(yǎng)護維修。

2施工工藝

2.1 施工前準備

2.2.1 原材料選擇

微表處技術(shù)施工中使用的混合料需具有較好的抗滑性、抗?jié)B性和高溫穩(wěn)定性，因此在拌制混合料之前，必須嚴格選取原材料。所選原材料包括聚合物改性乳化瀝青、集料、礦粉和水，并且在拌制過程中需嚴格遵循設(shè)計要求，按比例將各種原材料混合均勻[2]。聚合物改性乳化瀝青的制備是通過向普通瀝青中加入適量的乳化劑和改性劑實現(xiàn)的，所選用的乳化劑和改性劑應(yīng)能有效提升瀝青的性能，從而滿足微表處技術(shù)對混合料性能的要求。

2.2.2 舊路面處理

在施工前，必須優(yōu)先處理面層病害，并對路面進行徹底清潔，確保路面干燥后再進行攤鋪作業(yè)。此外，應(yīng)避免養(yǎng)護層提前破乳，以免影響施工進度和質(zhì)量。必要時，可加入適量的破乳劑或調(diào)整配合比以適應(yīng)實際情況。

針對車轍病害，處理方式有兩種：對于車轍深度?15mm 的，采用微表處罩面處理；而對于車轍深度?15mm 的，則需要分層攤鋪微表處養(yǎng)護層以加固。對于裂縫的處理，需要根據(jù)裂縫的寬度選擇不同的方法。比如，裂縫寬度 ?5mm 的，采用微表處罩面處理；裂縫寬度 ?5mm 的，則進行灌縫處理。裂縫處理完畢后，需對瀝青路面進行徹底清洗。清洗工作完成后，在路面上鋪灑粘層油，以增強養(yǎng)護層與原有瀝青表層的粘結(jié)性。

2.2混合料攤鋪與養(yǎng)護

2.2.1混合料攤鋪

在混合料攤鋪作業(yè)開始之前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計的寬度和厚度調(diào)整攤鋪機的參數(shù)，確保乳化瀝青混合料在攤鋪過程中能夠均勻分布。同時，要控制攤鋪機的行進速度，并確保料槽中的混合料體積保持在攤鋪槽容積的一半以上。攤鋪作業(yè)完成后，應(yīng)安排工作人員進行找平作業(yè)，對攤鋪不均勻的部位，進行人工鋪平或者重新攤鋪，以保證路面平整。

攤鋪過程中，需專業(yè)施工人員細致進行找平，防止養(yǎng)護層出現(xiàn)劃痕，避免使用過大粒徑的粗集料，并在攤鋪后清潔攤鋪機槽內(nèi)的改性乳化瀝青混合料[3]。同時，應(yīng)嚴格控制橫縱縫的處理，確保攤鋪平整度，提升攤鋪效果。注意控制攤鋪厚度和速度，保證養(yǎng)護層均勻且與原路面粘結(jié)良好。

2.2.2 后期養(yǎng)護

施工完成后，不宜立即開放交通，必須等待混合料破乳成型。當養(yǎng)護層的黏結(jié)力達到 1.2N/m 時，表明養(yǎng)護層已初凝完成；當黏結(jié)力進一步達到 2.0N/m 時，表明養(yǎng)護層已經(jīng)完全終凝破乳完成。在此情況下，可以開放交通[4]。

2.3安全控制

鑒于施工在高速路上進行，必須明確標定施工區(qū)域，確保工作人員安全[5]。施工時采用半幅施工、半幅通車的方式，以減少對交通的影響。攤鋪時，要確保混合料的表觀粗細均勻，防止形成異常粗糙面，并注意配料均勻，防止級配變化。

3微表處混合料配合比設(shè)計

3.1改性乳化瀝青選取

該項目在進行混合料配合比設(shè)計時，擬采用MQ3類型的乳化劑和SBR膠乳改性劑配制適合微表處技術(shù)的SBR乳化瀝青。通過對所配置好的SBR乳化瀝青的技術(shù)指標進行檢驗，獲取試驗結(jié)果。SBR改性乳化瀝青的技術(shù)指標檢測結(jié)果如表1所示。

表1SBR改性乳化瀝青的技術(shù)指標檢測結(jié)果

由表1的試驗數(shù)據(jù)可知，所配置的SBR改性乳化瀝青在所有檢測的技術(shù)指標上均符合預(yù)定的技術(shù)要求，表明該SBR改性乳化瀝青的性能滿足微表處技術(shù)的施工標準，可以用于本項目的施工過程中。

3.2集料選取

微表處技術(shù)對路面處理中的巖石硬度和強度有較高的要求。在選擇集料時，要提前進行優(yōu)選，試驗擬采用強度較高、質(zhì)地堅硬的玄武巖作為粗集料，并采用石灰?guī)r石屑作為細集料，以填充粗集料使用中產(chǎn)生的空隙。通過對粗細集料的性能指標進行檢測，獲取檢測結(jié)果。粗細集料性能指標檢測結(jié)果如表2所示。

表2粗細集料性能指標檢測結(jié)果

由表2試驗數(shù)據(jù)可知，所選粗集料的磨光值、壓碎值、針片狀含量和洛杉磯磨耗值等性能指標均滿足技術(shù)要求。同時，所用細集料的堅固性和砂當量滿足規(guī)范要求。由此確定，所選的粗細集料適用于本次微表處技術(shù)混合料的制備。

3.3 級配設(shè)計

根據(jù)現(xiàn)場施工要求，擬計劃采用MS-3型級配設(shè)計來制備微表處混合料。微表處技術(shù)中所用的混合料級配通過率如表3所示。由表3試驗數(shù)據(jù)可知，合成級配的通過率符合MS-3型級配設(shè)計的要求，且合成級配的通過率均在級配上限和下限之間，表明混合料的級配設(shè)計是合理的，可用于微表處技術(shù)的施工中。

表3微表處技術(shù)中所用混合料級配通過率

4現(xiàn)場試驗

4.1 抗滑性試驗

為評估微表處技術(shù)處理對路面抗滑性能的具體改善效果，在選定的試驗路段上進行了現(xiàn)場實測。通過在每個設(shè)定距離段選取8個測試點，并使用擺式摩擦儀對各點進行路面摩擦系數(shù)測量。在對所得數(shù)據(jù)進行對比分析后，獲取抗滑性能測試數(shù)據(jù)。微表處技術(shù)養(yǎng)護前后路面的抗滑性能測試結(jié)果如表4所示，抗滑性能檢測結(jié)果如圖1所示。由表4和圖1可知，經(jīng)過微表處技術(shù)養(yǎng)護后，行車道1和行車道2的路面摩擦系數(shù)BPN均有所提高，表明路面的抗滑性能得到了顯著改善。養(yǎng)護施工前的平均摩擦系數(shù)為40.75和38.00，而養(yǎng)護施工后分別提升至64.00和62.00。上述結(jié)果表明，微表處技術(shù)能夠有效地提升路面的抗滑性能。

表4微表處技術(shù)養(yǎng)護前后路面的抗滑性能測試結(jié)果

圖1抗滑性能檢測結(jié)果

圖2養(yǎng)護施工前后車轍構(gòu)造深度對比結(jié)果

4.2車轍試驗

為評估微表處技術(shù)對車轍病害的修復(fù)效果，同樣在試驗路段行車道1和行車道2上各取8個測試點進行車轍構(gòu)造深度的檢測。養(yǎng)護施工前后各測一次，并采用鋼尺和直尺進行測量。養(yǎng)護施工前后車轍構(gòu)造深度試驗結(jié)果表如表5所示，養(yǎng)護施工前后車轍構(gòu)造深度對比結(jié)果如圖2所示。由表5和圖2可知，養(yǎng)護施工前，行車道1和行車道2各個測點的車轍構(gòu)造深度均值分別為11.1mm和 11.3mm 。經(jīng)養(yǎng)護后，車轍深度明顯降低，行車道1和行車道2的車轍構(gòu)造深度均值分別為 2.2mm 和2.4mm 。相較于養(yǎng)護前，兩條行車道的車轍構(gòu)造深度均值分別下降了 8.9mm 。這表明，使用微表處技術(shù)養(yǎng)護后的瀝青路面，其車轍的構(gòu)造深度得到顯著降低，在很大程度上改善了瀝青路面的行車狀況。

表5養(yǎng)護施工前后車轍構(gòu)造深度試驗結(jié)果

4.3瀝青路面滲水試驗

為評估微表處技術(shù)對瀝青路面滲水性能的影響，使用滲水儀對路面進行滲水試驗。試驗在8個選定檢測點進行，分別對養(yǎng)護施工前后的路面滲水系數(shù)進行測量，并對兩組數(shù)據(jù)進行對比分析，以探究路面養(yǎng)護前后的滲水性能變化。養(yǎng)護施工前后瀝青路面滲水試驗檢測結(jié)果表如表6所示，養(yǎng)護施工前后路面滲水試驗結(jié)果如圖3所示。

由表6和圖3可知，經(jīng)過微表處技術(shù)養(yǎng)護施工后，行車道1和行車道2的滲水系數(shù)均顯著降低。在養(yǎng)護施工前，行車道1和行車道2的滲水系數(shù)均值分別為131.8mL/min和 126.5mL/min ，滲水系數(shù)較大，說明道路結(jié)構(gòu)的損壞較為嚴重。養(yǎng)護維修之后，行車道1和行車道2的滲水系數(shù)均值分別降至5.1mL/min和5.0mL/min。這表明，微表處技術(shù)能夠有效地改善瀝青路面的抗?jié)B水性能，可進一步提升路面的防水能力。

圖3養(yǎng)護施工前后路面滲水試驗結(jié)果

表6養(yǎng)護施工前后瀝青路面滲水試驗檢測結(jié)果

5結(jié)束語

本文通過工程實踐和數(shù)據(jù)分析，充分證實了微表處技術(shù)在改善路面性能、延長道路使用壽命方面的優(yōu)勢。在運用該技術(shù)前，需要對路面存在的病害進行處理，施工前需要保證道路的整潔。此外，還要根據(jù)現(xiàn)場施工條件進行混合料配合比的設(shè)計，以保證最終的施工質(zhì)量和效果。

參考文獻

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