微罩面技术在高速公路养护中的应用

胡艳民，马松松

（1.河北瑞志交通技术咨询有限公司 石家庄市 050091；2.河北省道路结构与材料工程技术研究中心 石家庄市 050091）

长期以来，我国高速公路沥青路面常用4 cm厚度的AC或SMA类沥青混合料表面层，路面维修时常将其铣刨重铺。随着预防性养护观念的不断深入和普及，我国越来越多的道路工作者也开始重视对路面的早期养护，以往重建设轻养护的理念有所改观。预防性养护是指在道路尚未发生严重病害或即将发生严重病害之前进行的一种主动的养护工作。预防性养护是一种科学性养护工作，可使道路长期保持较好的路用性能，在全寿命服役周期内带来较好的经济及社会效益。

工程中常用的预防性养护技术包括封缝、微表处、稀浆封层、雾封层、碎石封层、UTAC、Novachip等，而微罩面作为一种新型预防性养护技术在近几年的养护工作中开始逐步应用。Novachip作为超薄磨耗层的典型代表，其摊铺厚度为1.5～2.5 cm，微罩面则可认为是改进型Novachip，摊铺厚度可达0.7～1.5 cm，主要应用于交通量较大、路面性能要求高的高等级路面的预防性养护、轻微病害的矫正性养护，也可用于新建工程中的道路表面磨耗层。

微罩面技术在张承高速公路张家口至崇礼段部分桥梁的预防性养护工作中得到了初步应用并取得了良好的处治效果。

1 项目背景

张承高速公路张家口至崇礼段自通车至今大部分桥面从未实施病害处治工程，随着通车时间的不断增长，部分桥梁沥青混凝土铺装层已发生疲劳和温缩破坏。通过对病害现状、钻芯结果及芯样进行分析，张承高速公路张家口至崇礼段桥面病害以轻微横纵裂缝、沥青层老化麻面、微裂缝等病害为主，多因沥青老化及温缩作用产生且病害大都集中在上面层。张家口地区雨雪天气频繁加之海拔较高紫外线照射较强，在行车荷载作用下路面易产生麻面、微裂缝等疲劳病害，综合考虑交通量变化、病害特征及经济性等因素，采用对桥面进行1.0cm微罩面处治方案。

2 微罩面技术特性

减薄沥青混凝土厚度作为一项可持续发展战略，其首先出现于20世纪70年代后期的法国，多用于改善沥青路面的抗滑性能。一般意义上，薄沥青面层为摊铺厚度介于传统磨耗层和石屑封层的一种材料，按厚度对薄层沥青混凝土面层进行分类：薄沥青混凝土面层厚度为2.5～3.0cm，很薄沥青混凝土面层厚度为2.0～2.5cm，超薄沥青混凝土面层厚度为1.5～2.0cm。微罩面采用改进型OGFC-5级配，融合温拌技术，结合独特的粘层油，可以实现0.7～1.5cm厚度路面的微薄摊铺，同时保证与原路面良好粘结。微罩面主要适用于以下路面病害的处治：

（1）路面出现轻微至中等病害，需进行经济有效的养护，以改善路面使用性能及延长道路服役周期。

（2）路面出现微裂缝、沥青老化严重等情况，需校正路表缺陷。

（3）行驶过程中噪音较大，需降低路面-轮胎噪音。

（4）路面抗滑性能下降，路面摩擦系数不够，需提高道路行车安全性。

（5）路表横向排水不畅，需要改善路面排水。

（6）由于护栏及上跨构造物等设施有净高要求，路面标高受限。

（7）桥面沥青铺装层的预防性养护，微罩面厚度仅为0.7～1.5cm，对桥梁静载影响甚微，能满足桥梁的行驶安全要求，其次微罩面独特的防水粘结层还能使桥面铺装层免受雨水侵蚀，减小桥面铺装层发生病害的可能性。

（8）微罩面技术主要用于非结构性损坏路面的预防性养护，原路面局部结构强度不足的，需根据具体情况选择合适的方案进行补强后方可采用。原路面车辙在1.5cm以下的可直接摊铺微罩面，原路面裂缝宽度大于0.5cm的应进行灌缝处理。

微罩面混合料本身透水，而防水粘结层具有较强的抗水特性，水分下渗至防水粘结层后被封堵并排向道路两侧，同时粘结防水层能够保证微罩面与原路面结合紧密，确保微罩面与原路面有效粘结；微罩面层由于颗粒小，路表纹理丰富，同时空隙率较大，能够有效降低由泵气作用而产生的噪音；微罩面级配构成与SMA相似，但其胶结料及填料含量均较低，压实后空隙率一般大于8%。与开级配相比，其含有更多的细集料，从而具有更佳的力学稳定性。与连续级配相比，其具有粗糙的纹理，能够保证优越的抗滑性能；微罩面表面粗糙，易形成路面漫反射，能减少道路水雾，有效防止反光现象，保证行车安全。

3 材料性能

微罩面是由表面磨耗层及防水粘结层组成的薄层罩面体系，其厚度在0.7～1.5 cm范围内，必须满足抗滑、耐磨及超强粘结等基本要求，为此材料的选择十分关键。

3.1 特种改性沥青

微罩面采用有机硅改性沥青，并结合辅助添加剂，使得有机硅改性沥青相较于常规改性沥青，具有更好的粘附性、更强的憎水性、较低的粘度及优良的耐老化性能，其技术要求如表1所示。

表1 有机硅改性沥青技术要求

3.2 粘结防水材料

粘结防水层应有较好的粘结及抗水性能，能够封闭路面微裂隙及加强与原路面粘结的能力，同时应满足机械喷洒的施工要求。在本项目粘层油中加入了非离子型表面活性剂，大幅降低了粘层油表面张力，既能改善粘结防水材料向下渗透的能力，也可提高其与原沥青的相容性，使原路面与新的沥青混合料层形成粘结完整的体系，保证层间粘结良好，其技术要求如表2所示。

表2 粘结防水材料技术要求

3.3 集料

集料应洁净、干燥、表面粗糙，工程上应采用耐磨耗性能好的优质集料，其技术要求如表3所示。

表3 集料技术要求

3.4 混合料级配

微罩面采用间断开级配，属骨架空隙结构，混合料级配要求如表4所示。

4 微罩面施工要点

4.1 混合料的拌和生产

生产前应检查拌和楼的工作状态，确保拌和楼

表4 混合料级配要求

的计量系统、温度传感器系统等的准确与有效显示。为保证胶结料流动性，生产前需将胶结料加热至可通过管道泵送的状态，加热温度一般为100～110℃。拌和时应进行适当的除尘处理，拌和时间采用40～50s。生产时应严格控制拌和温度，以保证出料温度在125～140℃之间，拌和后的沥青混合料应均匀一致，无花白、粗细集料分离和结团成块现象。

4.2 混合料的摊铺碾压

摊铺机开工前应提前0.5～1h预热熨平板至100℃左右，同时应合理设定摊铺厚度，调整夯锤、熨平板的振动频率，以确保沥青混合料摊铺后平整密实。为保证粘层油良好的粘结效果，应在摊铺前30～90min洒布粘层油，同时保证工作面不被污染。粘层油用量0.1～0.3kg／m2，标线及裂缝处应适当增加用量，摊铺接缝处需喷洒粘层油。微罩面沥青混合料摊铺温度为90℃以上，摊铺起步速度应控制在2～4m／min范围内，待正常后以3～10m／min速度向前均匀连续摊铺，并根据旧路面情况进行调整，车辙越深，摊铺速度越慢。由于摊铺厚度较小，混合料颗粒较细，施工时可能出现局部摊铺厚度不均匀现象，应对混合料摊铺厚度不足之处予以人工加料补充。熨平板产生的刮痕应及时人工加料整平，出现大粒径石料时，应当及时挖除并进行人工补料。

微罩面沥青混合料碾压温度应控制在60～100℃之间。由于薄层混合料降温较快，需及时碾压，压路机应以不粘轮为准则紧随摊铺机。碾压速度控制在8km／h左右，以避免石料压碎、防止路表泛白为原则，压实次数可根据现场情况进行调整。碾压施工时采用3～8t双钢轮压路机，以静压模式初压2遍，最后复压收光。路面压实结束后应养护不少于4h，使其形成初始强度后方可开放交通，微罩面实施效果如图1所示。

5 微罩面路用性能评价

微罩面的路用性能主要包括抗滑降噪性能、平整度、排水性能，其中平整度与旧路面平整度关联性

较大，而本项目实施段落旧路面均较为平整，对平整度的分析意义不大，故通过对微罩面的抗滑、降噪及排水性能分析来评价微罩面的实施效果。

5.1 抗滑性能

本项目微罩面构造深度设计值≥0.5mm，采用构造深度检测车对全长近13 km微罩面路段进行连续检测，检测结果如表5所示。

表5 构造深度检测结果

行超车道构造深度平均值分别为0.803 mm、0.810 mm，均大于设计值0.5 mm，合格率分别为98.7%和99.7%，也即路面的宏观抗滑性能总体上是较好的。

5.2 排水性能

采用路面渗水仪按照每公里1处、每处1点的检测频率对微罩面路段渗水系数进行检测。渗水检测点数28点，合格点数28点，合格率达100%。渗水系数的大小反应路面排水性能的优劣，本次检测结果显示微罩面具有很好的排水能力。微罩面表面磨耗层空隙率较大，而其下粘结防水层具有较强的封水能力，水分进入粘结防水层后被隔断，保证旧路面免受雨水侵蚀，同时滞留的水分沿着路面坡度排出，使路面不产生水雾，利于行车安全。

5.3 降噪性能

车辆在道路上行驶时因路面不平整或者路面表观特征发生振动从而产生噪音，同时轮胎高速行驶时与路面间对空气的挤压与泵吸也会产生行驶噪音。微罩面采用半开级配骨架空隙结构，空隙率较大，降低了空隙中的气压，可有效降低轮胎在路面上行驶时因空气的挤压与泵吸而产生的噪音。此外，轮胎与路面摩擦产生噪声后，一方面通过路面表面的构造深度和空隙吸收噪声，另一方面通过路表面的纹理反射噪声，形成漫反射，微罩面由于颗粒较小，相同面积下，表面纹理多，降噪效果十分显著，如图2所示。

6 结语

作为一种新型预防性养护技术，相对于超薄磨耗层，微罩面厚度更小并且罩面后不对其他构造物产生影响，由于采用了特制的改性沥青及粘层油，其耐紫外线老化能力强，罩面后平整度好、路面噪音低且雨天不产生水雾、抗滑性能好，利于行车安全。虽然微罩面的长期路用性能还有待进一步观测及分析，但微罩面作为一种新型预防性养护技术具有明显的性能优势及较大的应用空间，将是未来预防性养护技术的发展方向。