瀝青路面微表處技術(shù)應(yīng)用研究

李樹杰

微表處(micro-surfacing)是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中最具代表性的一種技術(shù)，它是由聚合物改性乳化瀝青、100%軋碎石料、礦物填料、水和必要的添加劑組成，使用專門的施工設(shè)備邊拌和邊攤鋪的一種技術(shù)［1］。在我國，微表處主要用于高速公路及一級(jí)公路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)以及填補(bǔ)輕度車轍，也適用于新建公路的抗滑磨耗層;它還可以用于機(jī)場跑道，提高跑道的抗滑能力，可避免石料脫落而損壞飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī);用作城市干道或重交通交叉路口的薄修復(fù)面層時(shí)，微表處施工無須改變排水系統(tǒng)，也不會(huì)減少路緣石的外露高度。隨著我國公路事業(yè)的發(fā)展，微表處技術(shù)在我國高等級(jí)公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)中的作用和地位也得到進(jìn)一步的提高。

1 原材料及級(jí)配

本研究選用三個(gè)規(guī)格的玄武巖集料(見表1)，按照1號(hào)∶2號(hào)∶3號(hào)=3∶2∶5的比例摻配，摻配后集料的級(jí)配見表2。

表1 集料篩分結(jié)果

表2 集料合成級(jí)配結(jié)果

2 微表處稀漿混合料試驗(yàn)

根據(jù)微表處配合比設(shè)計(jì)的要求，稀漿混合料的試驗(yàn)項(xiàng)目主要有:拌和試驗(yàn)、粘結(jié)力試驗(yàn)、濕輪磨耗試驗(yàn)、碾壓粘砂試驗(yàn)。試驗(yàn)材料選用確定級(jí)配的合成集料、改性乳化瀝青、普通硅酸鹽水泥、拌合用水。

2.1 拌和試驗(yàn)

拌和試驗(yàn)是評(píng)價(jià)乳化瀝青與石料的相容性，根據(jù)要求的拌和時(shí)間，確定固體或液體添加材料的添加比例。拌和試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 拌和試驗(yàn)結(jié)果

2.2 粘結(jié)力試驗(yàn)

粘結(jié)力試驗(yàn)確定微表處混合料的凝結(jié)時(shí)間和開放交通時(shí)間，要求30min粘結(jié)力不小于12 kg·cm，60min粘結(jié)力不小于20 kg·cm。以拌和試驗(yàn)配比做粘結(jié)力試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 粘結(jié)力試驗(yàn)結(jié)果

2.3 濕輪磨耗試驗(yàn)

濕輪磨耗試驗(yàn)用于控制微表處混合料的最小瀝青用量，也可評(píng)價(jià)其抗水損壞能力。試驗(yàn)時(shí)乳化瀝青用量分別按10%和11%計(jì)算。計(jì)算結(jié)果見表5。

表5 濕輪磨耗試驗(yàn)結(jié)果

2.4 負(fù)荷輪碾壓粘砂試驗(yàn)

負(fù)荷輪碾壓粘砂試驗(yàn)用于控制微表處混合料的最大瀝青用量，避免因?yàn)r青用量過大而導(dǎo)致泛油。試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 負(fù)荷輪碾壓粘砂試驗(yàn)結(jié)果

3 微表處路面表面功能研究

3.1 抗滑性能分析

微表處路面可有效恢復(fù)路面的表面功能，主要因其具有足夠抗滑能力，能更好的保證行車安全。研究表明，普通的瀝青路面幾年后抗滑系數(shù)一般為40左右，而微表處后抗滑系數(shù)可達(dá)55，5年后抗滑系數(shù)仍可保持50左右［7］。本試驗(yàn)段構(gòu)造深度檢測結(jié)果如表7所示。從結(jié)果可知，微表處處理后路面構(gòu)造深度明顯提高，基本在56～58(0.1 mm)的范圍內(nèi)，并且施工半年后衰減較慢，基本維持在55(0.1 mm)的范圍內(nèi)。可見，微表處措施可很好的提高路面的構(gòu)造深度。

表7 微表處試驗(yàn)段構(gòu)造深度檢測結(jié)果 0.1 mm

3.2 封水效果分析

瀝青路面封水性能是指瀝青路表面防止雨水滲透進(jìn)入面層內(nèi)部的能力，一般通過滲水系數(shù)來表示。微表處試驗(yàn)路施工前后的滲水系數(shù)檢測結(jié)果如表8所示。根據(jù)現(xiàn)場檢測的經(jīng)驗(yàn)，考慮人為因素影響，認(rèn)為滲水系數(shù)小于30mL/min時(shí)路面不滲水。由表8可見，原路面的滲水系數(shù)均大于60 m L/min，工后試驗(yàn)段基本不滲水，而對比段大都存在滲水現(xiàn)象?？梢姡⒈硖幋胧τ诼访娴姆浪呛苡行У?，微表處施工后可以有效防止路表水下滲，隨著車輪的碾壓，防水效果會(huì)越來越好。

表8 微表處試驗(yàn)段滲水系數(shù)檢測結(jié)果 mL/min

3.3 路面破損狀況改善效果分析

微表處技術(shù)能有效治理和改善路面裂縫、瀝青剝落、松散等路面表觀病害。將微表處試驗(yàn)路按100 m分段，措施段分為20段，對比段分為8段，調(diào)查每段的路面破損狀況和路面表觀病害，然后按照《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》計(jì)算PCI的方法，將路面的各種病害轉(zhuǎn)化為路面狀況指數(shù)PCI。表9為試驗(yàn)路工前工后各段PCI分布情況，施工前措施段和對比段PCI分布均勻，差別不大，施工后PCI值處于80～85的比例在措施段為25%，對比段為62.5%。而到PCI值處于95～100的比例，措施段提高到65%，而對比段則下降到12.5%，說明由于微表處的作用，彌合了某些非活動(dòng)性裂縫及輕微坑洞，也抑止了某些輕微病害的擴(kuò)展，使得PCI值明顯提高，體現(xiàn)了微表處對路面功能的改善。

表9 微表處試驗(yàn)路段PCI分布情況

4 結(jié)語

本文從微表處稀漿混合料的配合比試驗(yàn)及微表處對路面表面功能改善兩個(gè)方面對瀝青路面微表處養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行了研究，得到以下結(jié)論:1)微表處稀漿混合料的路用性能受到混合料級(jí)配、油石比、集料性質(zhì)等多方面因素的影響。在水泥用量不變的前提下，改性乳化瀝青的增加可以提高稀漿混合料的粘結(jié)力、抗剝離能力。2)在無結(jié)構(gòu)性病害的路段實(shí)施微表處能改善路面抗滑性能、降低路面滲水系數(shù)，治理和改善路面裂縫、瀝青剝落、松散等路面表觀病害。但微表處一般只能作為表面保護(hù)層和磨耗層，而不能改善路面結(jié)構(gòu)性病害，對于結(jié)構(gòu)性破壞和病害必須進(jìn)行有效預(yù)處理后才能加鋪封層。

［1］ 交通部公路科學(xué)研究所.微表處和稀漿封層技術(shù)指南［M］.北京：人民交通出版社，2006.

［2］ 居 浩.微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)使用狀況調(diào)查與分析［J］.石油瀝青，2007，21(6)：21-24.

［3］ 張 靖，蔣 瑋，肖晶晶，等.微表處混合料配合比設(shè)計(jì)研究［J］.交通標(biāo)準(zhǔn)化，2008(4)：12-14.

［4］ 李明俊，者官忠.微表處技術(shù)在北京六環(huán)路養(yǎng)護(hù)工程試驗(yàn)路段中的應(yīng)用［J］.石油瀝青，2005，19(3)：37-38.

［5］ 謝祥根.微表處在公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用研究［J］.中南公路工程，2007，32(3)：47-49.

［6］ 郭 寅.微表處在路面病害防治上的應(yīng)用研究［J］.山西建筑，2008，34(16)：281-282.

［7］ 李 強(qiáng).高速公路路面養(yǎng)護(hù)管理中的車轍檢測、評(píng)價(jià)與預(yù)測技術(shù)研究［D］.南京：東南大學(xué)博士學(xué)位論文，2007.

［8］ International Slurry Surfacing Association(ISSA).A Guide to Quality Construction of ISSA.Micro-surfacing(Quality Control)，2001.

［9］ C.Robed Benedict.Optimization of Performance Slurry Seal andMicro-asphalt Systems.28th annual conference，1990.

［10］ Peter E.Giebel，Stephen Faison.Voids and Aggregate Gradations in Micro-surfacing Mixtures.31th annual conference，1993.