微表处技术在高速公路沥青路面养护施工中的应用

2023-06-30冷一菲

交通科技与管理 2023年11期

冷一菲

摘要文章以某高速公路工程为例，对微表处技术的应用展开分析，确定微表处施工的主要材料及性能指标，阐述微表处技术应用中的关键环节及具体作业要点，并从抗滑摆值、渗水系數、车辙深度等方面做对比分析，判断各项指标在高速公路沥青路面微表处养护前、后的具体变化，评价微表处施工效果。实践表明，对沥青路面进行微表处养护后，路面综合性能大幅提升，养护效果达到预期，这说明工程采取的微表处技术有一定的参考价值。

关键词沥青路面；养护技术；配合比设计；施工方法；质量检验

中图分类号 U418.6文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）11-0134-03

0 引言

微表处以聚合物改性乳化沥青、破碎集料等为原材料，将拌和后的混合料摊铺至路面，起到养护路面的效果。对于高速公路沥青路面轻微的松散、开裂等病害，可采取微表处技术予以处理[1]。鉴于微表处技术在公路路面养护中的重要性，有必要对此项技术展开探讨。

1 工程概况

某高速公路全长63.7 km，双向四车道。在多年使用过程中，道路车流量增加，重载车辆占比加大，沥青路面受到较强的车辆荷载作用，加之降雨、日晒等环境因素的影响，局部路面出现各式各样的病害。经现场调查可知，沥青路面的病害以车辙和裂缝居多，占比分别达到72%和5.1%，其余病害包括松散、剥落等，沥青路面的路用性能降低。为保障沥青路面的正常使用，拟采用微表处技术处治病害。为评价微表处技术对沥青路面的养护效果，从沿线存在病害的范围内选取10 km作为检测路段，从抗摆值、渗水系数、车辙深度多方面进行检测，结合沥青路面微表处养护前、后的检测数据加以说明。

2 微表处施工材料的选取

2.1 沥青

SBR改性乳化沥青，性能指标包含标准黏度、恩格拉黏度、软化点等，具体检测项目及结果，如表1所示。

2.2 集料

集料取材于强度高、质地坚硬、干净的玄武岩。微表处养护施工的集料分粗集料和细集料[2]。粗集料的检测项目包含压碎值、针片状含量、磨光值、洛杉矶磨耗值等。细集料的检测项目包含坚固性、砂当量等。集料具体检测项目及结果如表2所示。

2.3 级配

对于该工程采用的MS-2型微表处混合料，级配设计考虑级配上限、级配下限和合成级配三部分，具体如表3所示。

3 微表处技术的应用要点

3.1 原路面处理

为避免在施工微表处养护层后仍出现开裂、变形等问题，在微表处施工前根据原路面调查结果进行现状病害的源头处治。以原沥青路面车辙病害的处治为例：车辙病害深度≤15 mm，直接微表处罩面即可；车辙深度为15～40 mm，先在病害部位摊铺微表处养护层，再进行全幅路段的摊铺；车辙深度＞40 mm，向病害部位灌入混合料并碾压。对于其他的沥青路面病害，较为严重时以灌缝和换填两种方法处治，若属于轻微病害，直接微表处罩面即可。

3.2 微表处施工

在进行高速公路微表处施工前，要选取200 m具有代表性的路段进行试验养护施工，同时将施工所用的专业设备及参数做具体配置和调试。介于微表处施工作业的严格特性，在温度的控制方面施工人员要格外注意，遇温度低的作业环境，要立刻停止施工。此外，针对微表处结构部位的混合料和旧路面间的黏结程度，要在病害情况处理结束后方可进行提升。具体操作可按以下步骤逐一开展：

（1）放样、画线。放样前，需将实际路幅的宽度作为画线的参照依据，对摊铺箱做科学调整，以确保其来回车程数为一个整数。其次，在路缘边做放样处理，以左边为起点开始逐步画线。

（2）装料操作。以初始施工设计方案为作业依据，合理控制装入摊铺机设备中的集料、填料及乳化沥青等施工原料。

（3）摊铺作业。遇施工作业环境温度较高时，首先对路面做足专业的洒水降温处理，同时控制好实际的洒水量，维持微表部位的混合料和原路面之间的连接性。其次可开展铺摊作业，装料结束后，施工人员要对摊铺设备进行专业的操控，使其作业期间不得脱离控制线位置，同时严格控制摊铺的厚度及设备的运行速度，确保设备的铺料部位与地面处于紧密黏结状态，并做到边摊铺边填料。除上述步骤之外，还需在乳液喷射的机械口部位，适量堆放混合原料，便于乳液的及时喷出和连续作业。最后在水量参数调整正常后，检查混合料的化学参数与设计要求是否相符合，确定后方可启动设备底盘，使摊铺设备匀速前进，循序作业，并将车速控制在1.5～

3.0 km/h之内，使混合料提供量略大于摊铺量。此外，在微表部位的摊铺作业彻底结束后，可采用人工作业的方式将特殊部位做填补、挖除和找平处理[3]。

（4）碾压作业。常规状态下，微表结构部位在破乳成型作业时会出现一定的空隙情况。基于此，针对交通量大的路段，可借助上循环的荷载作用，将空隙做慢弥合处理；反之交通量小的路段，可选用3～5 t的专业胶轮压路机设备对沥青颗粒原料做及时的碾处理（碾压速度控制在5～8 km/h左右为最宜），以提升路面的密实度。

（5）接缝处理。沥青路面微表处养护的接缝主要为横缝和纵缝两类。处理方法如下：①横缝的处理。前一车混合料摊铺到位后，随即用铁皮覆盖，用于控制已摊铺部位的厚度。若摊铺的混合料局部缺乏平整性，及时找平。在确认摊铺厚度达标的前提下，取走铁皮及上方堆积的材料，继续摊铺。铁皮上附着的材料需要被及时冲洗干净，便于后续施工中重复使用铁皮。②纵缝的处理。按搭接接缝的形式设置微表处的纵缝，根据技术指南，搭接部位的高出量不大于6 mm，搭接宽度控制在76.2 mm以内。由于路面的美观性易受纵缝设置的影响，因此理论上应将纵缝规划在车道线处，但按照此方式布置纵缝时，可能引起接缝处划线不直的问题。经过技术调整后，将路面从行车道的外边缘向外延伸15 cm，适度扩宽路面，减小纵缝对路面外观的破坏，并为后续接缝的划线打好基础。

（6）表面划痕处理。在实际的碾压作业中，设备的摊铺箱内部会出现一定数量的超粒径石料，不利于机械设备的正常运行。除此之外，由于超粒径石料自身体积大，在设备运行中会直接被卡到刮皮下方，致使摊铺表面出现大面积的凹槽现象。为降低此类情况的产生次数，在原料进入设备箱之前就需要严格对其进行筛选，且对堆放原料的地表面做彻底清理，不可将其他原料混入其中。后续的摊铺作业也需配备2名操作人员同时进行协作，对摊铺箱的实际参数和运行情况做及时掌握，特别对大颗粒和划痕等问题，借助专业的铁锹设备对其做刮皮处理和彻底清除。

3.3 质量控制

（1）每结束一车混合料的摊铺作业后，监理人员随即检查材料实际用量和料门开度，计算混合料的油石比，若与设计值的差值在许可范围内，继续摊铺，否则分析原因，做出调整。

（2）严格按照试验确定的配合比拌制微表处施工混合料，正式摊铺前选取部分路段进行试验性摊铺，检验配合比的可行性。混合料的含水量控制根据稠度试验结果而定，拌和机的加水量需适宜，以合适的水量进行拌和后，使混合料的稠度适中，以便微表处新铺筑材料与旧路面的稳定结合。

（3）首次摊铺前安排试铺，根据试铺施工结果对不合理的施工工艺和参数进行调整，以最终确定的方案为准，进行大面积摊铺。摊铺机驶至起点，导向链条对准走向控制线，调整摊铺槽以保证摊铺厚度和宽度的合理性。摊铺机就位后，按试验确定的配合比称量原材料，拌制混合料，通过质量检验后输送至摊铺槽内进行摊铺。摊铺时严格控制混合料的稠度，必要时通过增减供水量的方法加以调节，但不可由于水量的变化而影响到混合料的路用性能。

（4）加强对材料质量的全流程管控。施工前，要求原材料和混合料均出具试验报告，证明材料的质量达标后，方可用于微表处施工。施工期间，及时从各批次微表处混合料中抽样检验，评价混合料的质量。关键检验项目、方法及要求如下：①沥青和矿料的裹覆性检验，每车料或每1 000 m2均安排一次检验，采用目测的方法，无松散。②油石比的检验，每1 d施工段均安排一次检验，采用抽提法，要求偏差不超过±0.5%。③稠度值的检验，每1 d施工段均安排一次检验，用专门的稠度试验仪器进行，检验前校验仪器，机械摊铺施工方式下以2～3 cm为宜。④矿料级配的检验，每1 d施工段均安排一次检验，采用抽提法，要求实测结果在规定范围内。所有检验信息均要作全面的记录，用作质量评价和问题处理的参考依据。

（5）沥青路面微表处的表观质量需满足如下要求：①表面具有平整性和密实性，未见轮迹和松散。②整体色泽均匀，整体性良好。③表面有一定粗糙度。④横向接缝和纵向接缝平顺衔接。⑤微表处与其他构造物衔接至一体，无断裂和污染问题。⑥微表处摊铺范围内无流出的混合料，不污染沥青路面[4]。任何一项指标不达标时，返工处理。

4 微表处施工质量检验及效果分析

4.1 抗滑性能检验及分析

沥青路面抗滑性能直接关乎车辆通行安全状况，为评价沥青路面的抗滑性能，采用摆式摩擦系数测定仪测定的方法，从施工现场选取10 km的路段测定抗滑摆值，对比分析此项指标在微表处养护前、后的变化，据此评价沥青路面的抗滑性能提升效果。抗滑性能检测结果如表4所示。

根据表4可知：微表处养护前，沥青路面抗滑摆值平均值为39.43 BPN，未满足“≥43.5 BPN”的要求，沥青路面的抗滑性能不足，结合现场调查结果来看，原路面行车道抗滑性能较超车道差，此现象主要是行车道受重载车辆的强烈碾压作用所致。经过微表处养护后，沥青路面抗滑性能的平均值由养护前的39.43 BPN提高至61.14 BPN，满足“≥43.5 BPN”的要求，表明沥青路面的抗滑性能经微表处养护后大幅提高，对行车安全有益。

4.2 抗渗性能检验及分析

以渗水系数为主要的沥青路面抗渗性能分析指标，检测仪器采用路面渗水仪。沥青路面微表处养护前、后的抗渗性能检测结果如表5所示。

根据表5可知：微表处养护前，沥青路面的渗水系数平均值为65.77 mL.min?1，路面抗渗性能不足，水对路面产生强烈的侵蚀作用。经过微表处养护后，渗水系数平均值为22.71 mL.min?1，较之于养护前明显下降，表明路面的抗渗性能因微表处施工而大幅提高。

4.3 车辙深度检测及分析

沥青路面车辙深度检测采用3 m直尺和钢尺进行，微表处养护前、后的车辙深度检测结果，如表6所示。

根据表6可知：在沥青路面微表处养护前，车辙深度的平均值达到10.29 mm，車辙病害较为严重，路面局部缺乏平整性。经过微表处养护后，车辙深度平均值为2.21 mm，较之于养护前降低8.09 mm，路面行车状况因微表处养护而得到有效改善，对车辆的平稳通行有益。

4.4 微表处技术的综合评价

沥青路面微表处养护前后的抗滑性能、抗渗性能、车辙深度检测结果表明，路面各项性能指标在微表处施工后均得到有效的改善，沥青路面的抗滑性能和抗渗性能大幅提高，车辙深度减小，微表处技术的综合应用效果良好。

5 结论

综上，该文通过对病害类型、配合比设计、养护技术应用方式的分析，明确了微表处技术的应用要点，通过现场检测的方式对微表处施工效果做出评价，得出如下结论：

（1）沥青路面微表处施工后，抗滑摆值平均值达到61.14 BPN，满足“≥43.5 BPN”的要求，路面抗滑性能提升，保障行车安全。

（2）沥青路面微表处施工后，渗水系数平均值为22.71 mL/min，相比微表处养护前的65.77 mL/min有明显下降，路面抗渗性能提升，对路面的稳定性和耐久性均有益。