公路工程微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用

宋立杰

（邢臺路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 邢臺 054000）

1 工程概況

某高速公路工程路線全長25km，設(shè)計(jì)行車速度100km/h，公路整體于2012 年底完工，其上面層采主要用SMA-13 的改性瀝青混凝土材料，中面層與下面層采用AC-16 的瀝青混凝土材料，該公路經(jīng)過多年的使用后，經(jīng)檢測得知現(xiàn)階段公路面層存在病害問題，主要病害類型包括裂縫、車轍、松散等。因此，為保證公路的施工安全與使用壽命，研究決定在病害處理后統(tǒng)一加鋪厚度在1cm的微表處養(yǎng)護(hù)層。

2 微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)

2.1 微表處技術(shù)分析

（1）微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)是一種通過專用的攤鋪設(shè)備，將由改性乳化瀝青、集料、添加劑、填料、水等多種原材料按比例混合而成的混合料，均勻攤鋪至高速公路路面表層，且攤鋪后養(yǎng)護(hù)1～2h即可開放交通的養(yǎng)護(hù)層結(jié)構(gòu)。微表處技術(shù)常用于表層結(jié)構(gòu)良好，或存在裂縫、老化、車轍等輕微病害，但路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)層并未遭受損害的公路中，通過微表處養(yǎng)護(hù)層的作用，可達(dá)到改善公路路面的使用性能，修復(fù)輕微的病害的目的。

（2）微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用具有很多的優(yōu)勢，首先微表處養(yǎng)護(hù)施工周期短，養(yǎng)護(hù)1～2h 即可開放交通，不會(huì)占用公路太長的時(shí)間，同時(shí)養(yǎng)護(hù)施工采用的大型設(shè)備只有專用的攤鋪機(jī)，施工極其方便；其次，微表處養(yǎng)護(hù)施工攤鋪的養(yǎng)護(hù)層厚度一般在3～12mm，重量較輕不會(huì)對公路路面造成過大的壓力，且可以有效地改善路面的抗滑能力，修復(fù)輕微的路面病害[1]；最后，采用微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)施工噪聲小、無污染排放、所需資源少，可以實(shí)現(xiàn)對周圍環(huán)境的保護(hù)。因此，微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)在當(dāng)前高速公路養(yǎng)護(hù)中受到廣泛的應(yīng)用。

2.2 微表處施工工藝

2.2.1 材料選擇

（1）集料選擇：集料在微表處養(yǎng)護(hù)施工混合料中所占的比例可達(dá)到85%，集料的質(zhì)量對養(yǎng)護(hù)效果有著重要的作用。集料分為粗集料與細(xì)集料，其中粗集料在微表處養(yǎng)護(hù)中主要起到骨架的作用，通過添加適量的粗集料，提升養(yǎng)護(hù)層的強(qiáng)度，細(xì)集料添加可保證混合料的黏結(jié)性、耐久性、密實(shí)性。本次施工選用的集料內(nèi)部應(yīng)保持干凈，且具有耐磨堅(jiān)硬的特點(diǎn)，集料的壓碎值宜不大于26%，堅(jiān)固性宜不大于12%，磨光值宜不小于42BPN，洛杉磯磨耗損值宜不大于28%，細(xì)集料的砂當(dāng)量宜不小于60%，滿足要求的集料才能選擇使用。

（2）乳化瀝青選擇：乳化瀝青材料是微表處養(yǎng)護(hù)施工混合料的關(guān)鍵材料，主要作用是保證混合料的黏結(jié)性。乳化瀝青主要是通過向普通瀝青材料中摻加乳化劑和改性劑獲取，因此，乳化瀝青的性能與改性劑和乳化劑的選擇息息相關(guān)，本次施工選用的乳化劑為慢裂快凝型的陽離子乳化劑，且乳化劑摻加后不會(huì)改變?yōu)r青材料的性能；改性劑的選擇結(jié)合工程所在地的溫度、氣候、行車量等因素綜合確定。經(jīng)添加乳化劑和改性劑后的乳化瀝青材料，其針入度應(yīng)控制在60～110mm，軟化點(diǎn)不小于57℃，溶解度不小于97.5℃，黏度不小于8 000Pa·s，延度不小于40cm，滿足性能要求的乳化瀝青方可用于拌和[2]。

（3）填料選擇：填料在微表處養(yǎng)護(hù)施工混合料中的主要作用是增加混合料的和易性，使混合料攤鋪時(shí)可以更加均勻、平整，同時(shí)加快微表處養(yǎng)護(hù)層強(qiáng)度的增長速度，從而縮短養(yǎng)護(hù)周期。本次施工使用的填料為波特蘭水泥以及消石灰，填料在使用前經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢測可得，其性能均滿足施工要求，可用于微表處混合料的拌和中。

2.2.2 配合比設(shè)計(jì)

（1）原材料全部選擇完畢后開展混合料的配合比設(shè)計(jì)，配比設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括各種原材料的用量以及集料的級配，其中乳化瀝青材料的用量通過實(shí)驗(yàn)確定，先通過1h 濕輪磨耗值和砂黏附量初步確定瀝青的用量范圍，再將可選范圍劃分為5 組用量，通過6d 濕輪磨耗指標(biāo)確定最佳瀝青用量，如劃分的5組用量均不準(zhǔn)確，可重新調(diào)整并實(shí)驗(yàn)，直至確定本工程最佳瀝青用量，通過實(shí)驗(yàn)最終確定乳化瀝青的最佳油石比為7.0%[3]。

（2）集料的級配通過多次實(shí)驗(yàn)對比獲取，本次施工集料的最大粒徑不得超過21.5mm，其級配共分為4個(gè) 檔 次 ， 分 別 為 0～4.75mm、 4.75～9.5mm、 9.5～17.5mm，17.5～21.5mm，不同級配的過篩率不同，集料與填料的用量可通過實(shí)驗(yàn)確定，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室分析最終確定混合料中集料：乳化瀝青∶填料∶外加劑和水=100∶10∶1.8∶7.5，經(jīng)設(shè)計(jì)配合比試拌獲得的混合料其25℃可拌和時(shí)間為160s，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的不小于120s，30min 初凝時(shí)黏聚力為1.8N·m，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的不小于1.2N·m，60min 終凝時(shí)黏聚力為2.6N·m，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的不小于2.0N·m。

2.2.3 機(jī)械準(zhǔn)備

微表處養(yǎng)護(hù)施工采用的機(jī)械設(shè)備主要包括灑水車1臺、裝載機(jī)1 臺、乳化瀝青材料運(yùn)輸車、自卸式運(yùn)輸車、微表處攤鋪機(jī)1臺，各個(gè)機(jī)械相互協(xié)作，共同完成養(yǎng)護(hù)施工，所有的機(jī)械在使用前需經(jīng)過精確計(jì)量與標(biāo)定，并安排專業(yè)的施工人員負(fù)責(zé)后續(xù)的養(yǎng)護(hù)與維修，同時(shí)微表處養(yǎng)護(hù)攤鋪前，需檢測機(jī)械的使用性能，滿足施工要求后開展養(yǎng)護(hù)施工。

2.2.4 原路面處理

微表處養(yǎng)護(hù)施工是直接在原路面上展開攤鋪，因此施工前需對原路面進(jìn)行必要的處理，根據(jù)施工要求得知，若原路面存在車轍及裂縫深度達(dá)到12.7mm以上，不能直接進(jìn)行微表處養(yǎng)護(hù)，需先對病害進(jìn)行單獨(dú)處理，針對12.7mm 以上裂縫和車轍，本工程處理方式為開槽灌縫，先利用開槽機(jī)將病害位置打開小口，然后將孔內(nèi)的雜物清理干凈并涂刷黏結(jié)油，再分層回填同配比的混合料至路面高度，待所有病害問題處理完成后，使用清掃機(jī)械與鼓風(fēng)機(jī)將原路面上的雜物、泥土全部清理干凈，為微表處養(yǎng)護(hù)施工做準(zhǔn)備[4]。

2.2.5 微表處攤鋪

（1）原路面全部處理完成且清理干凈后，開始微表處養(yǎng)護(hù)層的攤鋪，攤鋪前先將裝載有原材料的攤鋪機(jī)械開至施工起點(diǎn)，將機(jī)械對準(zhǔn)攤鋪的中線，并設(shè)置調(diào)整好攤鋪箱的厚度與拱度，然后按照配合比設(shè)計(jì)的材料用量設(shè)置各個(gè)料門的開度，連接拌和缸離合器，開啟攤鋪機(jī)的螺旋分料器，打開各個(gè)料門開關(guān)，使原材料進(jìn)入拌和缸中，最后調(diào)節(jié)分向器的流向，待混合料可以均勻地流向并分布于攤鋪箱全款范圍時(shí)，開啟攤鋪機(jī)的攤鋪功能。

（2）微表處養(yǎng)護(hù)層攤鋪時(shí)機(jī)械的行進(jìn)速度保持在1.5～3.0km/h，攤鋪箱中混合料的容量始終保持在攤鋪箱總?cè)萘康?/2，如某種原材料全部用完，此時(shí)立即停止攤鋪?zhàn)鳂I(yè)并補(bǔ)充原材料。待混合料的生產(chǎn)量與攤鋪量基本一致后，重新恢復(fù)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，攤鋪過程中每段路面攤鋪完成，均要進(jìn)行人工找平，針對攤鋪中不均勻、不平整、厚度不滿足要求的位置采取針對性的處理措施，路面全部攤鋪完成后養(yǎng)護(hù)1～2h，養(yǎng)護(hù)期間一切車輛嚴(yán)禁通行，經(jīng)檢測微表處養(yǎng)護(hù)層的黏結(jié)力可達(dá)到2.0N·m后方可開放交通[5]。

2.3 施工注意事項(xiàng)

2.3.1 注意混合料的稠度

（1）本工程微表處養(yǎng)護(hù)施工中要注意混合料的質(zhì)量，嚴(yán)格控制混合料的稠度。稠度是反映混合料和易性與用水量的準(zhǔn)確指標(biāo)，若拌和后的混合料稠度過高，則容易導(dǎo)致混合料在攤鋪箱內(nèi)發(fā)生過早破乳，或發(fā)生組團(tuán)、黏結(jié)于攤鋪箱內(nèi)部的情況，從而嚴(yán)重影響?zhàn)B護(hù)層的攤鋪質(zhì)量；若拌和后混合料的稠度過低，則混合料拌和后容易發(fā)生離析問題，添加的集料中細(xì)集料會(huì)漂浮于混合料表面，粗集料則沉入混合料底層，攤鋪后路面容易發(fā)生泛油問題，且黏結(jié)力難以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）針對混合料稠度的控制可以通過兩種方法實(shí)現(xiàn)，第一種是施工人員可利用細(xì)小的木棍在拌和后的混合料表面輕輕地劃出痕跡，若產(chǎn)生的痕跡瞬間就被兩側(cè)的混合料掩蓋而消失，則證明混合料的稠度過低，若劃出的痕跡長時(shí)間未被掩蓋，且劃痕周圍的混合料呈現(xiàn)松散狀態(tài)，則證明混合料稠度過高，若產(chǎn)生的劃痕可以保持一定的時(shí)間才被周圍材料掩蓋，且劃痕周圍混合料仍具有流動(dòng)性，則證明混合料的稠度可以滿足要求[6]；第二種是可以利用太陽的照射情況判斷混合料的稠度，若混合料的稠度過低，則混合料表面會(huì)出現(xiàn)大面積的反光帶，若混合料的稠度過高，則混合料表面反光效果較差，若混合料表面的反光呈現(xiàn)漫反射狀態(tài)，則證明混合料的稠度適宜。

2.3.2 注意破乳時(shí)間

（1）微表處養(yǎng)護(hù)施工中施工單位要注意混合料的破乳時(shí)間，雖然通過拌和試驗(yàn)可以初步明確混合料的破乳時(shí)間，但不同的環(huán)境溫度下其破乳時(shí)間仍存在差異，若混合料破乳時(shí)間過早，則會(huì)嚴(yán)重影響混合料的使用性能，從而影響路面的養(yǎng)護(hù)效果，若混合料的破乳時(shí)間過長，則會(huì)大幅增加混合料的養(yǎng)護(hù)周期，從而影響施工進(jìn)度。

（2）針對混合料破乳時(shí)間過早的問題，施工單位可以通過以下方法控制：①摻加適量的緩凝劑，常用的緩凝劑包括乳化劑水溶液、摻加Al2(SO4)3，緩凝劑的添加量必須通過實(shí)驗(yàn)綜合確定；②改變混合料中填料的用量，填料的用量越大，混合料的破乳時(shí)間就越短，填料的用量越小，混合料的破乳時(shí)間就越長；③控制混合料的攤鋪溫度，乳化瀝青的破乳時(shí)間與溫度的變化直接相關(guān)，溫度越高破乳時(shí)間越短。因此，施工時(shí)可避免高溫施工，盡量選擇早上或夜間作業(yè)，以避免出現(xiàn)過早破乳的問題[7]。

2.3.3 注意接縫處理

（1）微表處養(yǎng)護(hù)施工中要注意做好接縫的處理，本工程公路路面的長度較大，難以一次攤鋪完成，因此需要合理設(shè)置接縫，其中橫向接縫主要位于混合料用完攤鋪中斷，或遇到緊急情況需停止施工的位置。橫縫設(shè)置時(shí)需利用鐵鍬工具將攤鋪段末端的混合料鏟除至齊邊，在接縫時(shí)利用油氈將上個(gè)攤鋪段0.8～1.0m的位置覆蓋，且保持油氈與養(yǎng)護(hù)層邊緣對齊，然后攤鋪時(shí)將攤鋪機(jī)的攤鋪箱后側(cè)置于油氈上，再啟動(dòng)攤鋪機(jī)實(shí)現(xiàn)接縫，接縫段攤鋪后將油氈撤除，油氈上的混合料做廢料處理。

（2）縱向接縫的設(shè)置主要位于2 幅路段養(yǎng)護(hù)層的搭接處，縱向接縫宜設(shè)置在車道線旁邊3～5cm 的位置，以保證路面的美觀，縱縫搭接時(shí)搭接寬度不宜過大，搭接寬度控制在30cm 左右即可，縱縫搭接后為保證路面的平整度及厚度一致，施工人員可利用工具人工整平，使搭接處厚度與路面保持一致[8]。

2.4 質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

（1）本工程微表處養(yǎng)護(hù)施工完成后需經(jīng)過驗(yàn)收才能投入使用，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)主要分為2層，分別為外觀驗(yàn)收與性能驗(yàn)收。其中外觀驗(yàn)收的內(nèi)容主要包括養(yǎng)護(hù)層的表面是否平整、養(yǎng)護(hù)層混合料是否密實(shí)、松散、有無輪跡、接縫位置是否平順、外觀色澤是否一致、表面是否光滑、攤鋪范圍外是否存在混合料溢出問題等，外觀檢測直接關(guān)系路面的美觀程度，同時(shí)也可以反映養(yǎng)護(hù)層的性能好壞。

（2）微表處養(yǎng)護(hù)性能的驗(yàn)收主要包括對養(yǎng)護(hù)層抗滑性能、滲水系數(shù)、厚度的檢測，其檢測標(biāo)準(zhǔn)需滿足《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》（JTG/T F40—02—2005）規(guī)范的要求，養(yǎng)護(hù)層的擺值宜不小于45BPN，滲水系數(shù)宜不大于10ml/min，構(gòu)造深度宜不小于0.6mm，厚度偏差宜控制在10%以內(nèi)，經(jīng)檢測本工程路面的擺值為52.3BPN，滲水系數(shù)為8.4ml/min，構(gòu)造深度為0.86mm，厚度偏差在10%以內(nèi)，且外觀檢測良好均滿足驗(yàn)收要求，證明本次微表處養(yǎng)護(hù)施工質(zhì)量良好。

3 結(jié)語

微表處養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)在高速公路養(yǎng)護(hù)施工中的應(yīng)用，可以有效地提升路面的使用性能，延長公路的使用壽命，但是為保證養(yǎng)護(hù)施工的效果，在施工前施工單位應(yīng)嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，施工中加強(qiáng)施工管理，把控施工技術(shù)及流程，施工后及時(shí)開展質(zhì)量檢測，以保證微表處養(yǎng)護(hù)層的施工質(zhì)量。