MS-4型微表处在公路预防性养护中的应用研究

白 峰

（鹤壁市市区公路管理局，河南 鹤壁 458000）

1 工程概况

某公路工程通车运营多年，原路面为沥青混凝土面层，上面层为4 cm 中粒式密级配沥青混凝土AC-16，中面层为5 cm 中粒式密级配沥青混凝土AC-20，下面层为6 cm 粗粒式密级配沥青混凝土AC-25。据现场调查研究发现，在行车荷载和自然因素的反复作用下，路面出现了大量病害，其中车辙病害较为严重。

2 原路面病害状况

经现场调查结果显示，该路段车辙病害类型包括2 类，即流动性车辙和压密性车辙，全段病害程度不一，多集中于行车道轮迹带，具有较大深度，对车辆行驶安全具有一定危害。但该类型车辙多发生于表面层，未发展到下部结构，因此，仅做微表处养护即可。

基于经济性原则，历经多次论证研究，决定采用MS-4 型微表处填充车辙槽（＞25 mm），保证填充高度和原路面一致，随后采用MS-3 型微表处对整个行车道进行罩面处理。具体施工方案见表1。

表1 病害处治方案

3 MS-3和MS-4型微表处的性能对比分析

微表处是指按照一定比例，将级配满足要求的石屑、砂、填料等材料和聚合物改性乳化沥青、外掺剂、水等进行均匀搅拌，形成一种流动型混合料，随后在路面均匀洒布，用于封层施工。一般厚度为1 cm，待完工后2 h 后即可开放交通。因此，在路面早期轻微病害养护处理中微表处的应用效果最佳，可进一步防止病害发展，达到预防性养护的成效[1]。MS-4型微表处是一种新型微表处技术，该次研究的重点是对MS-4型微表处在重度车辙处治中的可行性评价，为此，进行了下述试验分析。

3.1 车辙模拟试验

在仿真道路交通条件下沥青混合料抗车辙能力装置中车辙仪应用较多。一定荷载、速度下，加载轮在指定温度中进行重复性碾压，从而连续监测碾压过程中车辙的变化。该次试验是根据一定级配制备的试件进行的车辙模拟试验，如图1（a）所示。经试验检测可知，MS-3 型微表处混合料的车辙深度为3.85 mm 、MS-4 型微表处的车辙深度为1.8 mm，如图1（b）所示。MS-3 型、MS-4 型微表处动稳定度次数分别为2 960 和4 250[3]。由此说明，2 种微表处的抗车辙变形能力分析中，MS-4 型微表处的抗车辙变形能力更强，在较大车辙深度的重度车辙路面病害应用效果良好。

图1 车辙试验情况图

3.2 高温修正的马歇尔试验

该次研究对2 种不同类型微表处混合料的后期强度进行了试验，所采用的试验方法为标准的马歇尔试验法，基于乳化沥青不同于常规基质沥青成分，可利用乳化沥青特殊性能，在实际使用中，所形成的混合料也具有不同的使用效果。因此，可根据混合料的具体特征，在试验中采用不同的施工成型方法，但尽可能保证符合施工现场实际条件[2]。根据试验要求，可制备6 个试样，根据规定要求，分为2 组，每组各3 个试样，按照要求进行养护。按照密级配沥青混合料的施工规定，水的用量可定为5%～6.5%。试件正反各击实50次，分2 次成型。60℃高温条件下试件水浴养护30 min，在20℃恒温条件下，试件养护30 min，结果见表2。经研究表明，MS-4 型微表处混合料的后期强度明显高于MS-3 型微表处混合料，如图2 所示。

表2 高温修正马歇尔试验技术指标

3.3 表面功能的比较

在沥青路面表面功能比较指标中，一般可分为2 类，即摩擦因数、构造深度，结果见表3。通过观察2 种微表处的湿轮磨耗和表观性能[3]，可以看出，MS-4 型微表处的磨耗性能更加，同时，还具有良好的构造深度和摩擦因数。

表3 湿轮磨耗前后的摆置

图2 MS-4 和MS-3 稳定度和流值对比

经过上述分析，在实际路面养护维修中，MS-4 型微表处的施工应用效果更好。

4 MS-4型微表处的施工技术要点

4.1 施工准备

为了保证MS-4 型微表处施工质量，施工前必须做好各项施工准备工作，尤其是人、机、料都应做好周密的安排和布置，做好进场原材料质量控制，提高施工技术人员技术水平。按照施工要求，在保证材料检验质量合格的情况下，就可以提前将所需材料运送至施工现场。同时，相关人员必须详细复核。机械设备是施工控制的重点，施工前，同样要做好机械合理配置工作，事先检查设备的性能，做好调试，避免后期出现意外故障，影响施工进度。此外，在整个施工阶段，必须封闭交通，并在明显位置设立安全标示、标牌，保证施工安全。

4.2 修补原路面

微表处施工前，如果原路面还存在其他病害，须先做修补后进行微表处施工。尤其是坑槽、拥包、反射裂缝等严重病害。此外，为了保证微表处和原路面之间充分黏结，施工前，可对原路面进行铣刨拉毛处理，厚度为1 cm～2 cm。

4.3 原材料选择

相比MS-3 型材料，MS-4 型材料级配较粗，具有较大矿料粒径，在选择原材料时，尽量减少集料的针片状含量，进而保证集料具有良好使用效果。此外，还要严格把控细集料的砂当量，避免影响微表处后期强度。

4.4 严格控制施工路面条件

施工中，路面地表温度往往会影响微表处成型和早期强度，因此，在整体施工中，微表处施工主要是依靠从微表处混合料内析出水分，来进一步加速微表处成型。因此，当具有较低路面地表温度的情况下一般不允许施工。但并非地表温度越高越好。例如在炎热夏季摊铺微表处混合料，在混合料和原路面接触时，便会产生破乳现象，进而对乳化沥青下渗造成不利影响，甚至会减弱其黏结性能。因此，当具有过高温度时，可适量喷洒水雾来达到降低温度的作用，但需严控洒水量，不得出现积水情况。

4.5 微表处施工养护

该次施工采用的是2 层微表处叠加施工，上面铺筑MS-3型微表处，下面铺筑MS-4 型微表处。如果上下面施工间隔时间不足，很可能出现下层微表处混合料水分还没有完全挥发的情况，便进行上层施工，从而影响施工质量。因此，在施工完MS-4 型微表处时，必须进行碾压、晾晒处理，保证混合料内的水分彻底挥发，待强度满足设计要求后，才能进行上面层施工。

5 结语

综上所述，微表处是在稀浆封层技术的基础上发展而来，是目前沥青路面最有效、应用范围最广的养护技术，不仅能够有效处理路表裂缝，还具有较强的防渗水能力，很大程度上可以有效阻止雨水下渗基层，且施工简单，对交通影响小。MS-4 型微表处是一种新型的微表处技术，多用于重度车辙病害处治。为此，在施工过程中，必须重视MS-4 型微表处的合理应用，提高施工技术水平，掌握施工要点，规范施工工艺，从而进一步推动我国公路事业可持续发展。