微表处在中重度车辙处治中的应用研究

刘从容，徐爱华

（1.盐城市公路管理处，江苏 盐城 224005；2.阜宁县公路管理站，江苏 盐城 224400）

0 前言

我国高等级公路沥青路面普遍存在的三大最主要的病害形式：车辙、裂缝、坑槽。其中车辙病害尤为突出，现阶段我国车辙病害的基本处治原则是立足于车辙病害的不同表现形式采取相应的策略：对于较轻的压密和磨耗型车辙，采用微表处车辙修复技术（深度小于15 mm）；对于严重的失稳和结构型车辙，需铣刨产生车辙的各面层，然后重新加铺。中重度车辙采用传统的铣刨重铺养护施工速度较慢，对交通干扰大，产生废旧路面材料且造价较高，因此迫切需要研究推广车辙病害快速修复技术，提高养护作业效率，提高养护工程质量。

目前，阻碍微表处大厚度使用的主要技术问题是：大厚度微表处混合料高温稳定性不足，易产生剪切形变，形成新的车辙。

1 微表处混合料抗车辙性能评价方法与评价指标

1.1 传统评价方法的不足

微表处若用于处治中、重度车辙时（车辙辙槽深度是微表处矿料最大粒径的2～4倍）必须考虑到微表处混合料的抗车辙性能，以避免微表处混合料在填补车辙后出现高温稳定性不足，从而使路面再次出现车辙危害。现有微表处混合料试验方法，主要是针对薄层摊铺微表处混合料设计的，对车辙性能的评价问题考虑不周，所采用的轮辙变形试验（LWT），考察的是12.7 mm的微表处混合料在25℃条件下的抵抗车辙能力，这显然不能满足大厚度微表处混合料的抗车辙性能评价需要。

1.2 中厚度微表处抗车辙性能评价方法与评价指标

借鉴热拌沥青混合料的评价方法来进行微表处混合料抗车辙性能的评价，沥青混合料抗车辙性能评价的3类方法中车辙模拟类的评价方法最为直接，与实际路用性能的相关性良好，所以大厚度微表处混合料的车辙试验方法采用模拟试验法。在车辙模拟类的评价方法中，考虑到RLWT试样最容易制备，试验设备最为简单，试验方法最为方便快捷，选用RLWT(轮盘车辙仪)方法。采用如下两个指标评价微表处混合料的抗车辙性能：

（1）借鉴美国国家沥青研究中心NCAT方法，采用60℃条件下车辙深度1 mm时的加载次数，以RN表示；

（2）采用60℃条件下7 000加载后试样的车辙深度，以D7 000表示。根据NCAT研究结论，D7 000等于1 mm相当于G67-22热拌基质沥青混合料的抗车辙能力。

2 微表处混合料设计要求

根据敏感性分析成果，借鉴交通运输部《微表处和稀浆封层技术指南》，提出如下的微表处车辙填充混合料设计指标，如表1所列。

表1 微表处车辙填充混合料设计指标一览表

3 微表处混合料设计方法

3.1 现行微表处混合料设计方法上的缺陷

（1）最佳乳化沥青用量的确定：现行设计方法中最佳乳化沥青用量是以湿轮磨耗指标WTAT确定乳化沥青用量的下限，同时以负荷车轮试验粘附砂量LWT确定乳化沥青用量上限，从而得到乳化沥青用量的合理范围。该方法在设计时主要考虑了混合料的耐磨耗性能、是否有泛油倾向等表面功能指标，没有考虑混合料的抗车辙性能。

（2）作为微表处混合料设计检验指标之一的负荷车轮轮辙变形试验，其试验方法本身并不能科学地评价混合料的抗车辙性能。

（3）作为微表处混合料设计最重要指标之一的湿轮磨耗值WTAT，其试样制备时需要将4.75 mm筛上的部分剔除，并且没有考虑到增加油石比，所以对于4.75 mm通过率相对偏小的微表处混合料填充车辙而言，极容易造成油石比的设计偏差，是不适用的。

3.2 微表处填充车辙混合料设计改进措施

由上所述可以看出，如若设计出性能优异的用于车辙填充的大厚度微表处混合料，必须根据上述混合料设计缺陷进行改进，因此通过研究分析提出以下混合料设计改进方法：

（1）使用RLWT替代轮辙变形试验，用于确定微表处车辙填充混合料的容许最大沥青用量，提出RLWT设计指标、设计方法。

（2）调整WTAT试验方法，使其能更加客观真实地反映混合料的实际情况，用于确定容许最小沥青用量；

3.3 微表处车辙填充混合料设计步骤

3.3.1 矿料级配设计

根据选择的级配类型，计算各种集料的配合比例，使合成级配在要求的级配范围内。

博物馆里存在着和《规范》不一样的英译文。拿“票当天有效”来说。镇博的公示语翻译成The ticket is one-day-valid。这个英文公示语可回译为“票的有效期为一天”。单看英文公示语，哪一天有效我们就不知道了，或许随便一天都有效？这会让人产生误解。“当日有效”的规范译文应为valid only on day of issue,所以“票当天有效”可译成This ticket is valid only on day of issue。

3.3.2 确定初试混合料配方

根据以往的经验初选（改性）乳化沥青、填料、水和添加剂的用量，进行拌和试验和粘聚力试验。可拌和时间试验温度应考虑最高施工温度，粘聚力试验的试验温度应考虑施工中可能遇到的最低温度。

3.3.3 确定最佳乳化沥青用量

根据上述试验结果和稀浆混合料的外观状态，选择1～2个合理的混合料配方，分别变化4～5个不同的油石比，进行1 h湿轮磨耗试验和RLWT试验，并分别将不同乳化沥青用量的1h湿轮磨耗值及RLWT绘制成关系曲线，如图1所示。

（1）绘制D7000-乳化沥青用量关系曲线，以（UCEC－0.2）作为容许最大乳化沥青用量Pbma（x%）。当计算得到的Pbmax大于通常的乳化沥青用量上限13.0%时，以13.0%作为。

（2）进行1h-WTAT实验，以1 h湿轮磨耗值接近表1中要求的乳化沥青量作为初始最小乳化沥青用量Pbmin-0。

（3）根据油膜厚度不变的原则将Pbmin-0换算成容许最小沥青用量Pbmin（%）。当计算得到的Pbmin低于通常的乳化沥青用量下限9.0%时，以9.0%作为Pbmin。

（4）如果出现Pbmin>Pbmax的情况，应调整混合料配方重新进行实验。

（5）根据以往经验及配合比设计试验结果，在充分考虑原路面状况、气候及交通因素等的基础上，在乳化沥青用量可选范围Pbmin～Pbmax内选择适宜的乳化沥青用量作为设计乳化沥青用量，一般情况下，可选Pbmin和Pbmax的平均值，即：

3.3.4 混合料性能检验

采用设计乳化沥青用量Pbdesign制备试样，检验混合料的浸水6 d湿轮磨耗指标（试样制备时的乳化沥青用量仍需根据油膜等厚原则换算）和轮辙变形实验的宽度变化率指标，不符要求时调整乳化沥青重新试验，直至符合要求为止。

4 结语

传统的微表处技术只能处治轻度车辙，通过本文研究的大厚度微表处混合料可有效处治中、重度车辙。通过对多个养护工程使用情况的观测，展示了中厚度微表处技术的优势：施工速度快，对交通的影响小；有良好的抗滑性能，且宏观构造深度和摩擦系数随微表处使用期的延长衰减缓慢；微表处不透水，可以有效地防止路表水下渗；微表处与原沥青路面粘结牢固，该技术具有广阔的推广和应用前景。

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