沥青微表处在高速公路养护中的应用

赵振华

（酒泉公路总段，甘肃 酒泉 735000）

微表处是采用专用设备，以聚合物改性乳化沥青为为粘结料，将粗细集料、填料、水和添加剂，按配比冷拌而成的混凝土薄层施工技术。在国外微表处被定义为一种预防性的养护方法，即在路基路面结构强度充足，仅仅出现表面功能衰减、轻微车辙和不平整时，为了恢复路面功能而采取的一种预防性养护方法。

0 前言

嘉峪关至安西（现更名瓜州）高速公路于2008年建成通车，是国家高速公路网G30连霍高速的组成路段，也是联系甘肃、新疆两省的主要通道之一。经过4年通车后，嘉安高速赤金至玉门段上下行线路面整体性能较好但路面还是出现了一些较明显的早期病害，其中表现为横向裂缝、网裂及局部路面沥青老化集料剥落等。为了避免路面早期病害的继续发展，造成路面的结构破坏，经现场检测后决定采用微表处进行路面修复。

1 微表处沥青混合料级配设计

混合料设计按照《微表处和稀浆封层技术指南》中的设计方法进行。混合料配比设计包括原材料试验，混合料粘结力试验、湿轮磨耗试验、负荷轮试验、谁稳定性试验及建议的施工配合比。

1.1 原材料试验

对各规格级配的骨料、矿粉进行筛分试验，集料筛分试验见表1。

表1 微表处用集料筛分结果

细骨料砂当量试验用于测定细集料中所含粘性土或杂质的含量，以评定集料的洁净程度。其测定方法按照JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》中T 0334-2005细集料砂当量试验要求进行。试验中骨料的砂当量按《技术指南》要求应大于65%，试验结果为69%，复合要求。

填料试验采用不添加任何添加剂的普硅425#水泥，水应使用可饮用的水源，其用量应根据现场骨料的含水率及施工中稀浆混合料的稠度值决定。本工程试验以干骨料为基准，水的使用量约为骨料用量的 3.8%-4.3%。

1.2 稀浆混合料级配设计

根据集料筛分结果，按照《技术指南》MS-3型标准，进行稀浆混合料的级配设计，设计结果见表2。

表2 混料级配设计

1.3 （改性）乳化沥青的选择

微表处必须选用阳离子型聚合物改性乳化沥青。改性乳化沥青应符合BCR型的规定。生产乳化沥青所用的基质沥青采用90号重交沥青，乳化剂采用进口美德维实伟克MQK-1D乳化剂，改性剂采用SBR胶乳。改性乳化沥青中沥青含量为60%，乳化剂和胶乳分别占沥青用量的1.6%和3%，其余的为水。改性乳化沥青检测结果见表3。

表3 改性乳化沥青主要技术指标

2 稀浆混合料试验

微表处混合料的配合比设计主要进行一下吉祥试验：拌合试验、粘聚力试验、湿轮磨耗试验、负荷车轮粘砂量试验、轮辙变形试验、配伍性等级试验。微表处稀浆混合料的配合比设计过程，严格按照《微表处和稀浆封层技术指南》附录A中试验方法及步骤进行。

2.1 拌合试验

初选改性乳化沥青、填料、水和添加剂的用量，进行拌合试验和粘聚力试验。试验初选配比时间为6月份，施工最高气温30℃，挑选不同油石比进行拌合试验。试验结果见表4。

表4 稀浆混合料拌合试验结果

2.2 粘聚力试验

表5 稀浆混合料粘聚力试验结果

粘聚力试验时测定稀浆混合料的凝固速度，确定稀浆混合料的初凝时间和开放交通的时间。对于良好的微表处而言《微表处和稀浆封层技术指南》附录A3要求，在温度25℃±2℃的环境下混合料成型30min和60min的粘聚力值，并描述60min粘聚力试样测试后破坏状态。试样破坏分以下四种状况：（1）完全成型，试样没有任何破损、裂纹、集料散落（与粘聚力值 2.6N.m 等效）；（2）中度成型，试样表面无裂纹，但会有集料散落（与粘聚力值 2.3N.m 等效）；（3）初级成型，试样表面有一条裂纹出现（与粘聚力值 2.0N.m 等效）；（4）未成形，出行多条裂纹，试样有碾散（粘聚力值低于1.2N.m）。试验结果见表5。

2.3 混合料湿轮磨耗试验

湿轮磨耗试验确定微表处混合料最小沥青用量，评价混合料配伍性及混合料的抗水损能力。将成型的微表处混合料试件，在25℃的水中浸泡1h和6d后，利用湿轮磨耗仪磨耗300min测定试件磨耗前后单位磨耗面积的质量差。如磨耗值偏大，说明油石比偏小，行车后易造成松散等病害。试验结果见表6。

表6 稀浆混湿轮磨耗试验结果

2.4 混合料负荷车轮粘砂试验

通过混合料的负荷轮粘砂量来确定稀浆混合料中沥青用量的上限。稀浆混合料沥青用量一定时，温度在25℃±2℃环境下,频率为44次/min，开机碾压1000次后，对试件冲、洗烘、称重后再放置在300g82℃热砂中，碾压100次。《技术指南》中要求不大于538g/m2，实验测得粘附砂量 324.4g/m2。

2.5 稀浆混合料配合比设计结论

根据上述试验结果，充分考虑原路面状况、气候及交通因素等基础上综合确定混合料油石比为：6.7%，微表处的配合比为：骨料：水：改性乳化沥青：水泥＝100：9.0：10.6：1.0。

3 微表处的施工

3.1 摊铺设备要求

微表处施工时对各种物料的配比要求较严，所以要求摊铺设备计量准确。摊铺时采用双轴强制式搅拌箱，混合料搅拌时间不能过长，必须在短时间内搅拌均匀。

3.2 气候要求

在路面或空气温度达到并且持续下降时，不允许进行微表处的施工。但是在路面或空气温度达到7℃并且持续上升时，允许进行微表处的施工。

3.3 施工作业流程

开工准备—施工计划—交通管制—原路面修补—原路面精铣刨—原路面清洁、划线—微表处摊铺作业—清理施工路面—恢复路面设施—养护—开放交通。

3.4 摊铺控制

摊铺是微表处作业中最重要的一个环节，摊铺质量的好坏直接影响路面质量，所以在摊铺施工过程中，必须注意以下几点：

3.4.1 摊铺车启动前，摊铺箱内必须要有一定量的稀浆混合料，而且稠度适当，分布均匀，以保证摊铺车匀速前进，并且保证摊铺厚度均匀。如果摊铺后路面有局部缺陷，要及时进行人工找平，并保证和机械摊铺表面一致。

3.4.2 摊铺时要保证混合料级配均匀，不得有超大粒径的集料产生拖痕及混合料粗细不匀产生的离析出现。如果出现拖痕或离析，应立即采取处理措施。

3.4.3 摊铺前要及时清洁摊铺箱橡胶刮板。胶刮板的洁净程度，直接影响摊铺时的平整和密实度。如果清理不彻底，在摊铺过程中稀浆面层会产生很大的离析，影响面层平整密实。

3.4.4 在微表处施工过程中横向接缝隙可采用搭接的形式，在上一车铺的终点铺垫一块铁皮，薄铁皮放在摊铺好的前一车混合料上，一边与上一车铺筑边对齐，放下铺摊箱进行摊铺，因摊铺车的自身原因，横向接缝有时会出现横间缝隙搭接不平顺，接缝会出现突出部分，当遇到这种情况时，在稀浆混合料未完全破乳之前，用平铁锨铲去突出部分，然后用橡胶刮板刮平，整个过程需在1分钟之内完成。纵向接缝可用人工利用铁锹进行磨平处理。

4 结语

微表处做为一种预防性养护手段，可以有效防止路表水的下渗，提高路面的抗磨耗性能和抗滑性能并同时完成对路面轻微车辙的修复。微表处施工后可在1-2小时内开放交通，最大限度的减少施工对交通地影响。微表处是一种污染小、成本低、施工便捷、环保的行之有效的预防性养护措施。微表处的不足之处，由于它是在路面面层采取的养护措施，对于路基和路面中下面层引起的深层次病害无法进行治本的处理，如：中面层的车辙形变；路面的反射裂缝；路面严重龟裂、沉陷等。但其可以有效的延缓病害暴发的时间，推迟路面大中修实施的时间。

［1］交通部公路科学研究院.微表处和稀浆封层技术指南[M].北京：人民交通出版社，2006.

［2］周谦，李荫国，王庆山.微表处施工工艺与质量控制[J].石油沥青，2007（3）.

［3］于广和.微表处技术在哈同公路养护中的应用[J].黑龙江交通科技，2007（11）.