浅析沥青路面微表处预防性养护施工工艺

刘锋 河南通源高速公路养护工程有限责任公司

改革开放以来，我国公路建设事业步入了高速发展阶段，在公路网络不断完善的同时，养护需求也与日倍增。但由于我国公路养护工作面广、量大、分散，且普遍存在超载现象，进一步加剧了养护维修工作的难度。微表处是由改性乳化沥青、填料、矿料、水等按比例拌和后通过专门的设备铺设于路面表层而形成，通过微表处施工，可以有效提升路面的使用性能，修复路面轻微病害，满足快速开放交通的目的。在长期使用过程中，发现微表处养护技术存在明显的噪声问题，相比普通沥青路面，微表处路面噪声较高，这种情况下，将会大大影响驾驶人员的舒适性，甚至会对城市环境和居民生活造成不利影响。此外，外界环境因素、施工工艺、交通荷载等因素也会影响微表处的性能，因此，开展沥青路面降噪微表处预防性技术研究具有十分重要的现实意义。

一、微表处路面高噪声的主要原因

通过长期观察可知，微表处路面高噪声的主要原因不外乎矿料级配、集料粒径分布、施工工艺等，具体原因如下：

1.通过分析MS-3 型微表处混合料矿料的级配范围、摊铺厚度要求可见，于热拌沥青混合料而言，微表处混合料的细集料占比较多，粗集料的过筛率却明显偏低，一般在10%～30%之间，且9.5mm 为最大公称粒径。为此，作为一种悬浮密实型结构，微表处混合料当中的粗集料的离散性较多，粗细集料分布不均，很难构成良好的骨架结构。此外，10mm 为微表处路面的普遍厚度，加之9.5mm为其最大公称粒径，或存在一些针片状矿料，这种情况极易导致微表处路面凹凸不平，加大路面构造深度，进而产生较大噪声。

2.常规沥青路面碾压施工后，可以有效提升路面强度、稳定性及平整度。但微表处路面施工以冷拌冷铺为主，在常温条件下，微表处混合料便可固结成型，且强度及稳定性良好。此外，微表处的稀浆状态和粗集料具有不可压缩的特点，因此，在施工当中，无法采用重型钢轮碾压施工。这种情况下，微表处就缺失了一个改变路表纹理构造的机会，从而无法起到降噪的效果。

由此可见，当微表处混合料粗细集料分布不均，或者未进行碾压施工等情况下，都会加剧路面和车轮之间振动、碰撞，进而无法达到良好的降噪效果。

二、工程概况

某公路工程通车运营多年，部分路段出现了横向裂缝、龟裂、推移等病害，为了有效提升路面行车舒适性和安全，必须进行养护。经路面勘查可知，本路段病害未贯穿基层，病害严重程度较轻，决定采用微表处进行路面整体预防性养护处治。微表处技术修复功能强大，可以密封裂缝、填充车辙，修复路面构造。相比热沥青薄罩面等养护技术，其还具有施工方便、迅速、成本低等优点。基于微表处自身优势在我国沥青路面养护中得到了广泛应用。然而，据长期实践发现，沥青路面使用过程中普遍存在行车噪音大、脱落问题严重等情况。为了有效处理上述问题，必须积极采用低噪音沥青路面。一般情况下，降低沥青路面噪音主要采用提高粘结材料的粘结力、调整级配或者添加橡胶粉等方式，根据本工程实际情况，降噪主要从改进粘结材料性能入手。

一般情况下，乳化沥青还原之后，其粘弹性较高，可利用SBS 改性乳化的方式进行改进。可掺加橡胶粉，通过乳液的裹附作用，能够保证微表处薄层内橡胶颗粒分散均匀，通过这种方式，可以大幅降低路面行车噪音。

作为一种异质弹性体，橡胶粉在提升乳化沥青还原后，若不能很好地处理，将大大增加微表处磨耗值，为此，必须保证低噪音微表处粘结材料的握裹力良好，这样才能最大限度将橡胶粉弹性吸噪作用发挥出现。表1 为添加不同量氯丁乳胶CRL 之后，改性乳化沥青的粘结力情况，由此可见，通过掺加适量CRL，可有效提升沥青材料的粘结性能。

三、微表处施工工艺

1.原路面处治

表1 不同CRL 掺量下的粘结力对比分析

在预防性养护前期，为有效控制局部病害扩展，可先进行原路面病害处治。可通过铣刨开槽、灌缝、路面自粘压缝带粘贴的方式进行处理，以此保证路面施工效果。

2.施工准备

施工前，要根据设计图纸由专业人员进行现场放线，并在铣刨施工后，清理干净原路面上的杂物、灰土等。

3.拌和

微表处施工过程中，首先要调整控制好填料、乳液、集料等材料的配合比，做好级配调整，这也是一种有效的降噪方式。此外，想要混合料能够均匀分布到摊铺箱内的话，还要保证拌和施工的和易性良好。

4.摊铺

对于摊铺车辆方面，普通微表处并未有严格要求，但是高粘度低噪音微表处却相反，对摊铺车辆设备的性能具有较高要求。因此，必须根据工程实际情况，合理选择摊铺设备。在摊铺过程中，要在摊铺机内装入微表处施工所需的所有材料，并向设定的摊铺控制线位置就位，保证摊铺箱四周紧贴原路面。

摊铺前，要保证摊铺机各项参数准确，比如各料门的高度、开度能否达到规定要求，同时，还要根据配合比的实际情况，适当进行参数调整。随后开启摊铺机，并依次开启各料门的控制开关，确保材料可同步进入拌和缸内，并将乳液喷出。

在摊铺过程中，摊铺速度不宜过快，一般可控制在20～25m/min，保证混合料的摊铺均匀，避免漏铺等情况。待机械摊铺完成后，针对局部摊铺不到位的地方，可通过人工进行处理。

5.碾压

一般情况下，在自然行车环境中，稀浆类混合料破乳所产生的空隙可自行闭合，因此，在施工当中，普通微表处路面无须碾压。但是为了减短道路开放时间，本工程采取了混合料碾压施工工序，以便提高封层的结构强度，满足防水密实的作用。此外，当大骨料与细集料充分融合后，可以进一步提升路面表层的平整度，达到降噪的效果。要求在混合料破乳后的20min 内完成碾压施工，保证碾压质量。

6.养护

在整个养护期间，不允许车辆通行，要做到完全封闭交通。在养护当中，可根据微表处混合料初凝状态确定交通开放时间，一般情况下，当混合料的粘结力超过2.0N·m后，便可通行。

四、微表处施工性能检测分析

为了检验高粘度低噪音微表处的降噪效果，本文在施工结束后，针对低噪音微表处和普通微表处试验段进行了对比分析，所得结果如下：

1.路用性能检测

高粘低噪微表处和普通微表处试验段路面当中，主要对平整度、摆值、构造深度、渗水系数四个方面的路用性能进行了测定，具体检测结果如下：

（1）平整度。高粘低噪微表处试验段路面平整度为1.4mm，普通微表处试验段路面平整度为2.6mm。根据现行施工技术规范要求，对于微表处路面规定要求≤5mm，上述两种路面均可满足规定，但相比之下，高粘低噪微表处试验段路面平整度更优。

（2）摆值。高粘低噪微表处试验段路面摆值为49.7BPN，普通微表处试验段路面摆值为62.9BPN。相比现行设计规范要求≥45BPN，均可满足规定要求。

（3）构造深度。高粘低噪微表处试验段路面构造深度为0.62mm，普通微表处试验段路面构造深度0.76mm。相比现行设计规范要求≥0.60mm，均可满足规定要求。但相比之下，无论是在路面摆值，抑或是路面构造深度方面，高粘低噪微表处路面都偏低，其根本原因在于摊铺完高粘低噪微表处路面后又进行了碾压施工，这种情况下，大骨料将会与细集料充分融合，提高了微表处表面的平整度。

（4）渗水系数。高粘低噪微表处试验段路面的渗水系数为1.0ml/min，普通微表处试验段路面的渗水系数为3.2ml/min，相比之下，高粘低噪微表处路面具有更好的防水性能，这说明高粘低噪微表处路面粘结性能良好。

2.降噪效果分析

为了检测两种不同路面的噪音情况，需在不同时速下完成测量。

（1）车速60km/h 的情况下，高粘低噪微表处试验段路面的噪音为63.7dB；普通微表处试验段路面的噪音为77.8 dB，降低了14.1 dB。

（2）车速80km/h 的情况下，高粘低噪微表处试验段路面的噪音为65.4dB；普通微表处试验段路面的噪音为84.2dB，降低了18.8 dB。

（3）车速100km/h 的情况下，高粘低噪微表处试验段路面的噪音为67.5dB；普通微表处试验段路面的噪音为87.9 dB，降低了20.4 dB。

由此可见，相比普通微表处试验段路面，高粘低噪微表处试验段路面噪音更低，且随着车速的增加，噪音降低更明显。

五、结束语

综上所述，为保证行车舒适性，必须做好沥青路面预防性养护工作，高粘低噪微表处技术的应用，相比普通微表处技术具有良好的性能，且降噪作用明显。因此，应结合当前发展形势，推广与应用高粘低噪微表处工艺，为我国公路事业持续、健康发展贡献一份力量。