微表处技术在高速公路养护中的应用

罗运辉

（广东省交通规划设计研究院股份有限公司，广东广州510507）

0 引言

随着公路使用年限的增长以及施工的原因，一些公路出现了不同程度的病害，路面病害主要表现为裂缝、车辙、坑洞等。我国学者针对以上病害进行了分析研究，李晓辉、李志鹏对沥青路面裂缝进行分析，提出了公路建设全寿命周期内的控制措施，同时对施工和养护提出了相关建议，有效控制了路面病害的发展。根据调查发现，大部分沥青路面需进行养护是车辙变形造成的，与其他病害相比较，车辙的危害表现最明显。

1 案例分析

1.1 工程概况

本文所依托工程为某地区的高速公路，是该境内交通的重要组成部分。该公路采用双向四车道，路线全长为80.8km，该公路于2001年建成通车。

1.2 路面现状调查

通车5年后，对该高速公路的路面情况进行了详细调查，结果见表1。

表1 路面调查结果表

通过调查可知：该高速公路路面破损状况和平整度较好，部分路段表现为抗滑能力差。通过病害调查发现车辙占比为85.6%，泛油占比8.1%，横缝占比为3.8%。由此可知，路面存在的主要病害为抗滑能力差和车辙病害。病害是多种因素共同作用的结果，这些因素主要包括施工质量、材料性能、路面厚度、交通以及环境等。

1.2.1 施工质量

路面的施工质量严重影响高速公路的使用性能，施工过程中，会造成车辙病害的因素有压实不够、碾压遍数较少，由此导致面层强度较低，在车辆作用下，会产生较大的永久变形[1]。

1.2.2 材料抗车辙性能

集料的形状、物理特性、粗糙程度等会影响混合料的内摩擦力，最终导致影响高温性能。沥青具有较好的黏结作用，在高温条件下能产生更好的效果，为了提高混合料抵抗车辙的性能，常采用软化点高、黏度强的沥青材料[2]。

1.2.3 集料级配

影响混合料性能最关键的因素为集料的级配。集料间的嵌挤力大小，影响混合料的高温稳定性能。相关试验表明，高温性能：密级配混合料＞间断级配；骨架结构级配＞悬浮结构[3]。

1.2.4 空隙率

空隙率能够体现混合料的密实程度，是影响材料性能的重要指标。当空隙率较大时，混合料在受力过程中会被压密变形。空隙率较小时，材料的抗车辙能力降低。因此空隙率过大和过小都会对混合料性能产生影响。研究表明：沥青混合料的空隙率＜3%时，其变形能力较低，有可能发生失稳性车辙。

1.2.5 结构承载能力

路基为道路的承重层，当路基的稳定性不足或者承载能力较低时，会导致路面结构出现下沉以及变形，最终出现结构性车辙病害。

1.2.6 交通及气候条件

道路的交通量、行车荷载的大小、车速等都会对车辙病害产生不同程度的影响，在重载和超载交通条件下，会导致路面出现较深的车辙。行车速度越慢，荷载对路面的剪切破坏越大，且作用时间越长。

针对该高速公路路面的病害情况，本文采用微表处对车辙病害进行修复。

2 原材料及配合比设计

矿料表面应洁净、坚硬、不含有机杂质。

2.1 原材料性能

微表处混合料中起黏结作用的是改性乳化沥青。改性乳化沥青应保证稀浆封层混合料在拌和、摊铺过程中保持均匀、不破乳、不离析和良好的流动状态。本项目中所采用的改性乳化沥青为SBS 改性乳化沥青，其技术指标，见表2。

表2 改性乳化沥青指标表

通过微表处技术对车辙进行修复时，要求集料最大粒径应偏粗，满足路面抗压、耐磨的性能要求。因此，在高速公路路面微表处治理中，根据应用方式不同，选择不同的级配要求。利用微表处对车辙进行修复时，应采用0～5mm 和5～9.5mm 两档集料。利用微表处罩面时，采用0～3mm、3～5mm、5～8mm 三档集料。集料具体指标，见表3。

表3 集料指标技术表

续表

2.2 配合比设计

微表处混合料应保证乳化沥青和集料间具有较好的黏结性。只有混合料系统性能好，摊铺到路面后，才能够保证路面具有较好的耐久性、高温稳定性、抗滑性以及平整性。依据混合料的设计要求，得到施工配合比。配合比验证结果，见表4。

表4 混合料级配验证结果表

3 施工工艺

3.1 集料拌制

石料进场后应对其进行检验，保证石料合格后才可使用。施工现场应设置带计量功能的拌和设备，按照配合比对石料进行拌制，然后进行抽样检查。

3.2 封闭交通

施工前，应对道路交通情况进行管理，在施工路段设置施工导向牌、安全锥筒、封闭红线等设施。为保证施工的安全性以及交通的通行能力，施工工作应在封闭交通后进行。

3.3 路面清扫

施工前，应对路面的原有杂物进行清理，可使用高压水对路面进行清理，但施工前应保证路面无积水。路面的孔隙率较大，透水性较好时，避免使用清水清理，应通过吹风机进行清扫。当路面存在油污时，应对其进行清除，保证微表处与原路面具有较强的黏结性能。

3.4 摊铺

对摊铺机进行装料，并将其开到施工起点，车辆标线对准控制线，依据路面宽度对摊铺宽度进行控制。

对各料门的高度进行确定，依据配合比对封层机各料门的高度进行调整，使搅拌轴正常运转，同时开启摊铺箱的分料器。

打开料门开关，使各组分矿料进入拌和缸。

调节稀浆的流向，使稀浆流向摊铺箱。

调节水量，保证稀浆的稠度合理。

稀浆混合料分布在摊铺箱内时，摊铺机缓慢前行，行驶速度控制在18～25m/min，同时应保证摊铺量与生产量一致。

摊铺完成后，应进行找平。对大粒径的矿料应进行清除，并填平。

当摊铺机内原材料用尽时，应关闭所有料仓的开关，当摊铺箱内的混合料摊铺完后，应立即停止前进。

3.5 缺陷修复

对于路面存在的缺陷应进行修复，配备相关人员对填料进行填补或铲除。

3.6 碾压

混合料破乳后，利用胶轮压路机对混合料进行碾压。碾压停止的标志为：混合料破乳初凝，路面乌黑，封层表面油膜完整。

3.7 初期养护与开放交通

在养护时间内，路面应禁止通行，否则对施工质量会造成一定程度的影响。当黏结力为200N·cm 时，可开放交通。养护效果如图1所示。

4 施工质量检验

施工过程中应对路面的质量、清扫程度、摊铺的均匀性、摊铺厚度、混合料稠度等进行检验。 外业检验项目，见表5。

表5 交工验收检测结果表

5 微表处效果分析

通过对微表处处理的调查结果进行分析可知：混合料由摊铺阶段到开放交通，其间的性能变化较为明显。随着使用时间的增长，性能变化趋于稳定，路用性能达到使用标准。

6 结语

本文通过对路面养护中的微表处技术进行分析，最终得出以下结论：

通过实际工程对旧路面进行了调查，发现高速公路中存在较多的病害为车辙，通过分析采用微表处技术对病害进行治理。

通过对原材料进行配合比设计，保证了沥青混凝土具有较好的耐久性、高温稳定性、抗滑性。

微表处进行施工时，主要工艺为拌和集料、封闭交通、路面清扫、摊铺、缺陷修复、碾压、养护。

通过对微表处的养护技术进行检测表明：该技术适合处理车辙病害。