G30高速公路嘉安路养护维修工程中微表处的应用

王 伟，王文新

(甘肃省酒泉公路总段，甘肃酒泉 735000)

0 前言

微表处是采用专用机械设备改性乳化沥青、粗细集料、填料、水按照设计配比拌和成稀浆混合料摊铺到原路面上的薄层结构，是迅速修复路面，改善路面平整度、防水性和抗滑性的预防性养护技术。与热拌沥青混合料施工工艺相比，具有不需要加热、冷却和碾压成型的优点，是一种节能环保型路面快速修复技术。

1 工程概况

工程实施路段位于连（云港）霍（尔果斯）高速G30在酒泉境内K2509～K2522区间。该地区属中温带干旱气候区，根据气象资料统计，多年平均气温6.9℃，极端最高气温38.4℃，极端最低气温-31.6℃。多年平均降水量63.3～86.7 mm，在全国公路气候自然分区中属于西北干旱Ⅵ区。本项目原设计路面为沥青混凝土路面，上面层为5 cm中粒式沥青混凝土，下面层为7 cm粗粒式沥青混凝土，基层为30 cm为水泥稳定砂砾，底基层采用20 cm水泥稳定砂砾。路基总宽度为25.5 m，单向行车道宽度为11 m。工程实施路段处于戈壁路段，存在集料剥落，沥青老化等问题，存在最大病害为裂缝，平均间距为8 m，均为横向贯通基层反射裂缝，裂缝宽度为2.5 mm左右。本次施工对原有路面裂缝进行灌封处理后，实施MS-Ⅲ型微表处。

2 材料的选择与质量控制

2.1 集料

集料在微表处混合料中起骨架的作用，是微表处工艺成败的基础。其最大粒径决定微表处的摊铺厚度。用于微表处的集料，必须洁净，不含泥土杂质、坚硬、耐磨。4.75 mm以下部分砂当量满足大于65%的要求。本项目集料选择嘉峪关黑山湖玄武岩作为骨料，石料采用碎石（5～9.5 mm）、碎石（3～5 mm）、石屑（0～3 mm）、石粉。混合料选择MS-Ⅲ型，见表1、表2。

表1 粗集料试验报告

表2 细集料试验报告

2.2 乳化沥青

乳化沥青是微表处混合料的的粘结材料，它的质量好坏是微表处工艺成败的核心。因此，一是满足与矿料配合性的要求，二是满足与矿料拌和时间大于120 s的要求，乳液与矿料在拌和、摊铺过程中，处于良好的流动状态，稀浆混合料必须均匀、不破乳、不离析。本项目阳离子慢裂快凝型乳化剂和SBR型改性剂，见表3。

表3 改性乳化沥青试验报告

2.3 填料及拌和用水

本项目考虑用砂石材料整形机生产的石粉小于0.075 mm的颗粒含量较多，四种集料通过调配能够满足MS-3型级配要求。故没有再添加矿粉。填料选择p.o42.5水泥，调节乳化沥青的破乳速度。拌合用水采用饮用水，用量根据混合料的稠度和施工和易性确定。

3 混合料配合比设计

3.1 混合料级配组成设计

混合料级配组成设计见表4。

表4 微表处沥青混合料配合比设计报告

3.1.1 集料级配

根据工程的需要采用MS-3型级配，石料各单料级配经过合成调配，质量比碎石（5～10 mm）∶碎石（3～5 mm）∶石屑（0～3 mm=15∶25∶60，其合成级配符合MS-Ⅲ级配范围要求。

3.1.2 集料砂当量的确定

集料合成中通过4.75 mm筛孔进行砂当量试验，检测结果为 66%，符合微表处用集料砂当量的技术要求（不小于65%）。

3.1.3 微表处混合料性能检测

（1）最佳用水量的确定

最佳用水量根据稠度试验确定，以保证施工时混合料具有适宜的和易性与稠度。一般情况下，稠度为22～32 mm时，加水量比较合适，结果见表5。

表5 稠度试验结果（试验温度：25℃）

由表5可知，总用水量是骨料总量的10.5%～11.5%时稠度为22～32 mm，此含水量为最佳含水量，施工时根据温度和湿度等情况进行适当的调整。

（2）乳化沥青用量的确定

根据湿轮磨耗（1 h）与负荷轮碾压粘砂试验，确定沥青的最佳用量。

混合料磨耗、粘砂和变形试验结果最佳用油量曲线见图1。

图1 确定最佳沥青用量曲线图

由图1可知，油石比可选范围为7%～7.5%（乳化沥青蒸发残留物含量为62.3%，则乳化沥青用量可选范围为11.2%～12.3%），符合混合料技术要求；结合当地的气候条件确定最佳用油量11.5%，检测其混合料的其他指标，见表6。

表6 微表处混合料试验结果

根据试验结果，确定微表处层混合料配合比为骨料∶改性乳化沥青∶总用水量∶水泥=100∶11.5∶11.2∶1.5各项指标均符合规范要求。

4 微表处施工技术

4.1 微表处专用车的标定

通过专用车的标定，得出摊铺车各料门开度与各材料出料量的关系，见表7。

表7 摊铺车的标定

微表处摊铺作业前，先按照车辙摊铺箱的宽度，根据经验确定车辆在保持匀速前进时满足施工需要的骨料质量的料门开度，再根据配合比报告确定与骨料质量相对应的其它料门的开度

4.2 微表处施工工序

（1）对原有路面裂缝进行灌缝处理，对坑槽、网裂等病害进行彻底处治。

（2）试验路段的铺筑

为现场验证批准的微表处配合比路用性能、摊铺车标定数据、机械操作系统和人员相互间的协调，选择在G30SK2509+000～SK2509+400段铺筑400 m试验段，观察可拌合时间、摊铺外观和稀浆混合料的各项性能，确定开放交通时间，确认配合比设计的合理性，进行技术小结，为正式铺筑打好基础。

（3）摊铺微表处混合料

（4）摊铺稀浆混合料

a.将矿料、填料、水、添加剂材料装入摊铺车内。

b.根据配合比和现场矿料含水量情况，调整各料门的高度。

c.按试验配合比，依次按配比输出矿料、填料、水、添加剂和乳化沥青，进行拌和。

d.拌好的混合料自动流入摊铺槽并分布于摊铺槽时，开动摊铺车匀速前进。

e.摊铺速度以保持混合料搅拌量基本一致为准，一般前进速度为2 km/h。施工时保持摊铺槽中混合料的体积为摊铺槽容积的一半左右。

f.摊铺机上任何一种集料快用完时，应关闭所有材料输送的开关，让搅拌缸中的混合料搅拌均匀，送入摊铺箱摊铺完后，通知驾驶员停止前进。

g.将摊铺箱提起，人工清洁搅拌缸和摊铺箱。等待下一车摊铺。

（5）微表处施工质量检查

微表处完工后，将施工全线以每1 km作为一个评价路段进行质量检查和验收，表面质量和使用效果进行检测，见表8～表11。

表8 质量检测结果

表9 路面渗水报告

表10 路面抗滑性能测试报告（摆式仪法）

表11 使用效果

5 结语

（1）微表处是一种技术含量较高的预防性养护施工工艺，不仅需要一整套良好的施工设备、熟练的技术人员，更需要完善的全过程质量控制体系。

（2）微表处施工除了抓好集料、混合料级配、改性乳化沥青的核心环节，还要控制好施工的关键环节。在摊铺过程中，由于地表温度高，破乳速度快，会影响铺筑后的平整度，应避免一天内的温度最高时间段。对集料应严格控制超粒径的骨料，避免铺筑后的表面划痕。

（3）微表处可以预防或延缓沥青混凝土路面使用寿命，但不能处治已出现的病害，如果微表处施工前路面的病害（如唧浆、反射裂缝、网裂等）未得到彻底地治理，那么这些病害将很快地反射到微表处表面，造成新的路面病害。

（4）微表处施工后，道路路况得到了明显改善，沥青路面水损害得到了有效预防，2012年7月份此路段共修补坑槽60余处修补面积358 m2，而2013年9月份经过雨季，几乎未发生道路病害。说明微表处能有效地预防水进入路面结构，较大的减少了水损害造成的坑槽修补量。

（5）施工通车后，从构造深度检测结果可以看出，显著改善了路面的抗滑性能。微表处施工后路面的抗磨耗和抗滑性能有了很大提高，经过自检和质检部门的检测，各项技术指标均达到或优于规范规定的质量标准，为西部地区实施微表处积累了宝贵的实践经验。微表处技术可以在西部地区广泛应用。

[1]JTG/T F40-02-2005,微表处和稀浆封层技术指南[S].2005.

[2]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].2004.

[3]JTG E20-2011,公路工程沥青与沥青混合料试验规程[S].2011.

[4]JTG E42-2005,公路工程集料试验规程[S].2005.

[5]连霍国道主干线嘉安高速公路2012年养护维修工程施工图设计[Z].2012.