微表处技术在高速养护工程的应用

(福建省高速公路养护工程有限公司，福州350018)

微表处技术在高速养护工程的应用

■魏其顺

(福建省高速公路养护工程有限公司，福州350018)

本文结合三明福银二期高速公路路面微表处工程施工实践，系统地从混合料设计、原路面处治、施工前准备工作和施工中质量控制等方面对微表处全流程关键技术进行探讨和分析，施工后使用效果表明路面微表处技术具有一定的优越性，为今后类似工程施工提供一定的理论和实用参考价值。

高速公路沥青路面微表处质量控制

0 引言

微表处是一种改性的、“精细”的封层技术，是一种由聚合物改型乳化沥青、集料、填料、水和添加剂按合理配合比拌合并通过稀浆封层车摊铺到原路面上，达到迅速开放交通要求的薄层结构。微表处技术作为一种经济、快捷、有效的路面预防性养护技术，大量地应用到福建省高速养护工程。我司承接微表处工程总量785万m2，折算双向四车道高速公路施工长度523km。

多年微表处施工成效突出，最具代表性的工程为2013年三明福银二期微表处工程。2013年10月三明福银二期高速公路K315+800～K322+162段落实施微表处，经过3年多时间的观察与检测，路面表观质量优，路用性能显著改善。本文重点分析微表处混合料设计和施工质量控制。

1 工程概况

本工程位于福银高速公路，于2006年1月25日建成通车。路面类型结构主要是：上面层为4cmAC-16A，中面层采用6cmAC-20I，下面层采用8cmAC-25II，基层采用32cm 5%水泥稳定碎石基层和18cm 3%水泥稳定碎石底基层。经过了7年的使用，路面性能有所衰退，该路段主要病害为裂缝和车辙。

2 微表处材料和配合比设计

2.1 原材选择

微表处混合料主要由矿料、改性乳化沥青和水泥三种材料组成。

(1)石料

微表处混合料矿料占90%以上，因此矿料质量至关重要。微表处矿料必须坚硬、耐磨，本工程选用漳平浩元玄武岩0～4.75mm和4.75～9.5mm两档。

(2)改性乳化沥青

改性乳化沥青作为粘结料，对施工质量的影响与石料同样重要，直接决定拌和时间和开放交通时间，因此选择合适的乳化剂和改性剂至关重要。本工程选用壳牌沥青有限公司鄂州库生产微表处改性乳化沥青。

(3)水泥

水泥主要作用是调整稀浆混合料的可拌和时间、成浆状态和成型速度。本工程选用江西万年青P.O42.5水泥。

各种材料具体指标要求见《微表处和稀浆封层技术指南》。

2.2 微表处混合料配合比设计

2.2.1 配合设计和复核比较

2013年7月我司送样至壳牌沥青中国技术服务中心进行改性乳化沥青配方选择和配合比设计，并将气候条件、应用场合、使用要求、材料供应情况反馈给设计方。2013年9月送样至福建省公路工程试验检测中心站进行配合比复核工作。设计和复核阶段试验结果均满足技术要求，试验结果分别见表1和表2。

从表1～2可以得出:(1)砂当量越低，需通过加大水量延长可拌和时间，而水量过大会造成沥青和细料上浮，表面形成油膜，而下面沥青不足的情况。(2)砂当量越低，相应1h湿轮磨耗值就越大，耐磨耗能力也就越差。(3)砂当量高的集料所需沥青用量更少。因此砂当量显著影响混合料的施工性能路用性能，砂当量控制是微表处工程成本控制关键所在。

2.2.2 混合料最佳配合比确定

矿料合成级配中0.075mm通过率较大，矿料比表面积越大，沥青油膜厚度减少。微表处两档石料较稳定，两档石料无法进行有效调整从而减少0.075mm通过率，因此在满足级配要求前提下，采取降低水泥用量，从而增大沥青油膜厚度。经试验，水泥剂量对混合料可拌和时间影响见表3。

表1 砂当量、材料配合比和合成级配比较

表2 混合料配合比试验数据比较

表3 水泥剂量对混合料可拌和时间的影响

从表3得出：水泥用量为1.5%，可拌和时间满足要求。因此，本工程最终生产配合比为：石料∶水泥=98.5∶1.5，沥青含量6.0%。前期砂当量不高的集料沥青含量按6.2%控制。

3 原路面处治和施工前准备工作

微表处作为一种预防性养护技术，厚度仅为10mm左右的薄层结构，原路面的稳定性，矿料的级配和品质，改性乳化沥青的施工性能、设备输出计量精确性对微表处质量有着重要影响。

3.1 原路面处治

微表处的使用效果和寿命在很大强度上决定于原路面的强度和病害情况。在微表处施工前对路面病害做预处理，主要措施有：密封胶进行灌缝；局部坑槽进行挖补处理；10～20mm车辙进行车辙填充。本工程车辙填充时摊铺箱刮皮改用钢板，车辙填充更到位，施工效率更快。

3.2 原材质量控制

3.2.1 改性乳化沥青控制

运送到施工现场的改性乳化沥青必须附有出厂检验报告。每次来料时取样进行拌和试验，只要拌和时间和成型速度满足要求，就可以认定乳化沥青配方没有太大问题，此外还需注意每批沥青的固含量不同相应调整料门开度。我们公司改性乳化沥青罐加装搅拌装置，每天定时进行搅拌，保证改性乳化沥青均匀性。

3.2.2 石料控制

针对9月份送样矿料砂当量有所降低情况，我们要求石料开采时山皮清除到位，备料尽量选用天晴时生产的石料。我们在备料场建立简易试验室，加强级配试验和砂当量检测力度，通过小样试拌来进一步论证集料级配和砂当量。通过以上措施，石料砂当量有所提高，砂当量在70%左右。另外做好石料防雨水措施。

3.3 封层车设备标定

稀浆封层车在作业过程中，必须保证各种原材料按照事先设定的比例混合，因此计量的准确性和输送的稳定性十分重要。稀浆封层车采用的是体积计量方式，当矿料含水率发生变化时，矿料的体积会随之变化，如果不及时调整摊铺车的设定，就会造成稀浆混合料的实际油石比的显著变化。任何类型的微表处摊铺机在首次使用前或使用一定时间后，都要进行标定。

4 微表处施工中的质量控制

4.1 摊铺过程控制

微表处施工过程是微表处施工质量控制的关键环节。操作手和施工工人操作的熟练程度直接影响路表美观和路面质量。

(1)微表处施工效率快，施工长度较长，因此布控要加密，每5m布设一个锥标，每隔100m设置一道横向锥标，确保施工安全和养护质量。施工前用鼓风机进行原路面清洁。

(2)操作手根据标定结果调整料门开度在堆料场进行吐量观测混合料成浆状态，然后封层车开往施工地点。

(3)已拼接好宽度摊铺槽从随车吊就位到施工点，摊铺槽两侧落位在两个自制滑轮车上。增加随车吊，大大减少摊铺箱拼接时间，大幅提高施工效率。

(4)封层车和摊铺箱连接到位，就位后调整好摊铺厚度，拧紧刮皮上锁螺栓，封层车驾驶员应以车道标线为参考，如遇弯道应考虑摊铺槽侧滑因素，确保封层车走线顺直，进一步确保纵向接缝顺直。微表处施工时在起点前或前一施工段末端铺垫一块长4m宽0.5m薄铁皮，保证薄铁皮末端与微表处材料层边缘平齐，封层车前进后将薄铁皮连同上面混合料取走放入废料车。

(5)在微表处摊铺过程中，技术人员和设备操作手必须密切注意稀浆混合料状态的变化，如果稀浆状态变化较小，要及时的调整，根据稀浆状态判断调整水或填料的用量，使混合料的状态复原；如果发现稀浆状态变化较大，要及时的停机，铲除摊铺稀浆状态较差的部分，寻找混合料稀浆状态变化的原因，直至排除方可继续施工。

(6)采用橡胶耙、刮铲和铁锹等工具及时修补摊铺后路面局部缺陷。

(7)应时刻注意各组成材料的使用情况，当任何一种材料接近用完时，应立即关闭各材料的输出，待摊铺槽中的混合料全部摊出到路面上，封层车停止前进。施工人员应立即将末端浆状态异常材料清除，摊铺槽卸在滑轮车上，用高压水枪清洗摊铺槽，封层车开至堆料场装料。

4.2 碾压养生及开放交通

本工程所在地为山岭重丘，十月下旬最高温度27℃，最低温度7℃，无持续风向，天气以阴为主。如遇天气情况不佳，下午施工段落通常要留控至第二天太阳照射后开放交通。为更早地开放交通，我们采取胶轮压路机进行碾压，从而加快排除混合料水分的速度，减少固化成型所需时间，密实表面，加快封水效果。根据实践经验，最佳碾压时间为混合料破乳初凝，表面乌黑无水光，用脚轻压，表面油膜不破，稍加力脚印位置有水份析出。通常碾压后2小时可开发交通。

5 微表处使用效果评价

微表处工程完工后，选择不同时间对其路用性能进行检测,检测结果见表4。

表4 微表处工后检查结果

从表中可以看出，微表处在通车半年后，构造深度为0.88mm,摆值61BPN,显著改善了路面的抗滑性能。微表处渗水系数为0，有非常好的封水效果。微表处通车1年后和3年后构造深度和摩擦系数检测数据较通车半年后的检测数据有所降低，但仍然维持较高抗滑性能，目前路面表观整体良好，部分反射裂缝及时通过封缝处理。这说明微表处能够在相当长的时间内维持很好的抗滑性能。另外该段后续无需挖补，这说明微表有效防止了路表水进入路面结构，大大减少了水损害造成的坑槽挖补量。

6 结束语

通过三明福银高速公路路面微表处技术的应用实践，得出以下结论：

(1)在微表处配合比设计过程中，合成混合料砂当量是关键技术指标，同时也是工程成本控制的重要指标。

(2)微表处抗滑性能卓越，且抗滑性能不会随使用期的延长迅速衰减。

(3)工程质量优秀的微表处路面完全不透水，可以有效防止路表水的下渗。

(4)微表处延缓了路面的大中修时间，可以节省路面养护和维修费用。

(5)工程实例证明，在原路面病害得到合理处治的情况下，微表处寿命至少可达3年。

[1]微表处和稀浆封层技术指南[Z].北京.交通运输部.2005.

[2]黄颂昌,徐剑,秦永春编著.改性乳化沥青与微表处技术[J].北京.