微表处养护技术在高寒地区的应用

2013-03-20于广和

交通运输研究 2013年7期

于广和

（黑龙江省收费公路管理局，黑龙江哈尔滨 150001）

0 引言

微表处技术主要用于高速公路预防性养护，多以大面积摊铺罩面为主。该技术在我国南方地区部分高速公路上应用取得了较好的效果，但在北方寒冷地区应用较少，多数情况是将其用于修复沥青路面车辙，在高速公路预防性养护应用方面尚属空白。

北方高寒地区高速公路的配合比设计不同于南方，一般情况下，高寒地区沥青路面的油石比较大，所以夏季行车容易形成车辙，冬天寒冷又容易导致路面形成裂缝。裂缝和车辙是路面的主要病害，如何快速、经济地处理这些病害是高寒地区养护的难点，微表处技术的发展为高寒地区的高速公路养护提供了一条便捷的途径。实践证明，微表处技术在寒冷地区应用的各项性能指标都很好，能经受路面长时间的低温冷冻，路面积雪结冰时大型机械设备除雪除冰等苛刻条件的考验。哈伊公路实施微表处技术后明显改善了路面的抗滑性能，有效地防止路表水下渗，在不破坏原路面的基础上可修复车辙以及延长道路的使用寿命，现将工程实践总结如下。

1 原路面概况

黑龙江省哈伊高速公路地处黑龙江省松嫩平原东部与小兴安岭山脉西麓微丘结合地带，沿线地区属寒温带大陆性季风气候区，春季风大干燥，夏短炎热多阵雨，秋季霜冻期早，冬季漫长而寒冷。年平均气温为2.1℃，最高气温极值达38.3℃，最低气温极值-48.1℃，年平均降水量532.2mm。

公路由于受到各种气候因素的作用，病害多、治理难度大，特别是早期水损害对公路影响极大，可能在短期内对其造成彻底的破坏。哈伊公路可分为两个段落，即哈绥高速公路公路段与绥庆公路段，哈绥高速公路公路段全长92.469km，双向四车道，设计时速为120km/h。绥庆公路段全长66.912km，一级公路半幅，双向两道，设计时速为80km/h。

2 本工程材料准备

2.1 集料

微表处使用的集料要求采用无风化、无杂质、坚硬、粗糙和耐磨的不同规格的粗细集料。

2.1.1 集料混合料砂当量

集料混合料砂当量的各项指标如表1所示。

表1 集料混合料砂当量

2.1.2 集料级配

不同规格集料按不同比例掺配后应该符合MS-Ⅲ型级配标准，本工程施工过程中使用的集料混合料级配如图1所示。

图1 本工程集料混合料级配曲线

2.2 改性乳化沥青

寒冷地区微表处用乳化沥青生产采用AH-90#基质沥青，乳化剂选用阳离子慢列快凝型乳化剂，改性剂根据乳化剂的种类确定。为应对高寒地区路面夏季温度高、冬季低温的特点，改性乳化沥青软化点需符合特别要求。技术规范规定软化点大于53℃即可，而实际施工则要求大于55℃。生产出的改性乳化沥青检测的技术指标如表2所示。

表2 改性乳化沥青技术指标检测结果

3 微表处工艺

3.1 摊铺前准备工作

3.1.1 对原路面进行调查，确定路面病害类型和处理方案，进行路面病害预处理。

3.1.2 根据施工路段的路幅宽度，调整摊铺槽宽度，应尽量减少纵向接缝数量，在可能的情况下，宜使纵向接缝位于车道线附近。

3.1.3 摊铺设备各种材料标定。

3.2 微表处施工过程控制

3.2.1 微表处施工过程检验要求

微表处施工过程检验要求如表3所示。

表3 微表处施工过程检验要求

3.2.2 施工过程油石比控制

施工过程油石比控制采用“三控检验法”对乳化沥青稀浆封层混合料进行油石比检验。

3.2.2.1 每天摊铺前检查摊铺车料门开度和各个泵的设定是否与设计配比相符,认真记录每车的集料、填料用量和改性乳化沥青用量，计算油石比，每天进行一次总量检验。

3.2.2.2 摊铺过程中取样进行混合料抽提试验，检测油石比大小是否与设计油石比相符。

3.2.2.3 每天施工完成后，统计施工用的集料、填料总用量和改性乳化沥青总用量，计算每天摊铺混合料的平均油石比。

3.3 外观控制

3.3.1 起头

将准备好的铁皮铺在起点的摊铺箱下，摊铺开始后，将铁皮及上面稀浆混合料移开，用铁锹整理起头，使其有一个斜坡过渡段。

3.3.2 纵横接缝

横接缝：将准备好的铁皮铺在上一段结尾处，摊铺开始后，将铁皮及上面稀浆混合料移开，用铁锹整理使其平整。

纵接缝：摊铺第一幅时需接缝的一边不要施工立边，第二幅施工时注意摸缝和接缝多少。

3.3.3 结尾

摊铺结束后，铲除最后一小段不合格的工作面，用直尺取平，用铁锹整理起头，让其有一斜坡过渡段，多余废料装上工具车拉到指定地点堆放。

4 寒冷地区微表处施工经验

4.1 油石比宜高不宜低

根据寒冷地区的气候条件，微表处配合比设计时要考虑沥青用油量问题，在合理的用油量范围内应考虑偏高的油石比，这样有利于在寒冷地区抗低温剥落。

4.2 级配

行车噪音大是微表处工艺的一个共有缺点，级配选用合理能有效降低噪音。级配一般选用MS-Ⅲ型中值略细，砂当量应大于65%，粉细集料及通过0.075mm一档应大于8%，这样稀浆混合料的和易性好，能充分填补混合料中的空隙。没有空隙，水份就不能渗入内部，不能形成冻融损坏，能有效抵抗寒冷地区低温时的结冰和除雪。

4.3 寒冷地区车辙深度对微表处影响

微表处技术指南和相关文献资料都认为：深度为15mm以下车辙可直接进行微表处；深度为15～25mm车辙应首先进行微表车辙预填充，预填充宽度一般为1m，然后再进行微表处罩面；深度为25～40mm车辙一般都要采用两次或多次车辙填充；40mm深度以上车辙建议采用铣刨一部分后填充车辙再进行单层微表处或采用其他工艺修复原路面。寒冷地区冬季低温，夏天高温。为抗低温剥落，油石比应偏大，级配应偏细，但大油石比和细级配又存在高温季节泛油、变形以及推移的可能。为适应同一地区冷热两个极端气候条件，只有从微表处适用条件来弥补。所以笔者认为寒冷地区原路面深度为10mm以下车辙可直接进行微表处；深度为10～20mm车辙应首先进行微表处车辙填充，然后再进行微表处罩面；深度为20～30mm车辙可采用多层微表处工艺施工；深度为30mm以上车辙建议不要用微表处技术处理。

4.4 水泥的作用与用量

水泥在微表处施工中可改善稀浆混合料拌合性能和成型速度，并在一定程度上调整集料的级配。水泥的特性抗裂性能不好，特别在寒冷地区，冬季温度降低易使沥青变脆，如果施工中水泥量加大，成型后的混合料更容易变脆，这样很不利于微表处在寒冷季节抵抗低温冷冻和除雪除冰。笔者认为微表处工艺水泥能改善混合料的拌合性能和成型速度，在寒冷地区微表处从工艺需要上应该加水泥，但考虑寒冷地区特殊气候条件，水泥加量应该控制在0.5%～1.0%左右。

4.5 微表处工程施工队气候天气温度的要求

东北寒冷地区低温季节比较长，有利于微表处施工的季节比较短，一般6月初到9月上旬为适宜施工季节，难以满足大面积微表处施工对时间的要求。所以在寒冷地区要进行大面积微表处施工，应该在有利的施工季节来临前做好招投标准备、原材料检测以及配合比设计等前期工作，一旦气候条件满足微表处施工要求，就抓住有利条件开展施工。