公路工程微表处养护施工技术应用分析

申昆

（甘肃省嘉峪关公路事业发展中心，甘肃嘉峪关 735100）

0 引言

公路在长期运行过程中受各种因素影响会产生不同病害，降低过往车辆行驶舒适性和安全性。因此，为了保证公路运行质量，降低病害发生率，需要采取科学有效的养护技术，其中微表处养护施工技术凭借着操作方便、节能环保、成本低廉和效果好等优势在公路养护中广泛应用，通过早期养护优化路面技术性能，保证公路路面平整度，提高公路运行舒适度和安全性。

1 微表处养护施工技术概述

微表处养护施工技术是基于稀浆封层技术发展起来的一种养护施工技术，其在使用时先要根据工程情况确定合适的拌和材料和摊铺设备，之后根据设计规定拌和沥青、集料、矿料等材料，使用专用设备对养护路段进行摊铺作业，最后进行专业的养护施工[1]。公路原路面通过微表处养护施工处理解决轻微病害，提高公路抗滑、抗渗性能。当前，微表处养护施工技术具有较大的应用优势，一般采用改性乳化沥青，这种材料与原路面黏结性比较高，路面上会构成封闭结构，防止积水进入路面导致其结构被破坏。同时，采用级配碎石等混合料可以使原路面抗滑性能有所改善。公路养护过程中随时可以开展微表处处理，该施工效率高，在交通时间段对车辆运行的不良影响也比较少。该养护技术的成本比较低，可以延长路面使用寿命不低于10 年。

2 公路工程微表处养护施工技术应用

该案例以G30 连霍高速公路清嘉段实施的微表处预防性养护项目为研究对象，该高速公路起点桩号K2331+869，止点桩号K2427+766，全长95.897km，设计车速120km/h，沥青混凝土路面，路面结构从上到下依次为：中粒式AC-16 沥青上面层（4cm）、中粒式AC20 沥青混凝土中面层（5cm）、粗粒式AC-25 沥青混凝土下面层（6cm）、水泥稳定砂砾基层（30cm）、水泥稳定砂砾底基层（20cm）。G30 连霍高速公路清嘉段自2006 年12 月通车后，运行时间已逾17 年，不可避免地出现路面病害，主要包括裂缝、车辙、磨耗层磨光等。运行期间，养护单位根据当年年初病害调查，分轻重缓急对不同路段病害逐年实施微表处、薄层罩面、超薄罩面、精碎封等多项预防性养护措施，本文就微表处养护施工技术展开分析。

2.1 施工准备

2.1.1 原料选取

该技术施工的原料选取要求包括：一是改性乳化沥青。该材料在路面修复中应用需要配合基质沥青、复合型慢裂快凝沥青乳化剂、SBR 胶乳改性剂共同使用。改性乳化沥青的制备采用内掺法，混合后的原料中加入温度在55～60℃之间的热水，之后制备皂液，并对pH 数值进行调整，加热沥青达到145～150℃之间，并用乳化剂配比热沥青、皂液和改性剂等，通过冷凝降温处理制备好改性乳化沥青，同时进行成本检测，检测结果如表1 所示，经检测后得到沥青材料质量符合要求[2]。二是集料。微表处混合料中，集料要保证在干燥状态中，避免内部含有杂质，并保证表层活性低，这样才能使乳化沥青破乳速度得到保证。该工程为了确保集料规格和砂当量满足质量要求，采用2～4cm 石料，并使用制砂机对石料进行破碎处理，通过加工形成不同规格的粗集料，经过检验后粗集料质量符合技术标准，砂当量67%也符合标准要求，可以达到微表处施工效果，经过养护后，公路路面可以保持平整性[3]。

表1 沥青主要指标检测结果

2.1.2 材料配比

通过分析区域水文地质条件和路面交通情况得到，施工区域昼夜温差大，季节温差大，因此需要调整改性乳化沥青软化点温度，使其提高到55～57℃之间比较好，而集料设计采用的是连续密级配方式，其中颗粒直径低于0.075mm 的含量增加10%，通过试验数据和温度变化进行油石比设计确定在6.5%左右，其与技术要求相符[4]。配料质量需要符合温度10℃情况下拌和时间不可低于120s，30mm 汞柱黏聚力试验结果≥1.2N/m，而60mm 汞柱黏聚力结果≥2.0N/m，浸水1 天后湿轮磨损数值≤516g/m2，6 天后≤811g/m2。

2.1.3 材料拌和

根据配比采用厂拌方式拌和混合料，拌和60s 可得均匀包裹混合料的乳化沥青材料，经检验合格后使用专用运输车辆送入场地摊铺[5]。

2.2 路面处理

对于原路面，根据其车辙深度和界面层接触特征表现提出以下三种减少接触面形变的施工方案：第一，车辙深度在1cm 内的区域直接使用微表处罩面技术处理；第二，车辙深度1～2cm 的区域先对凹陷处用微表处养护施工技术进行填充处理，在路面可以正常通车一段时间后再进行微表处的罩面处理；第三，车辙深度超过2cm 区域先使用精铣刨对超高隆起部位进行处理，之后利用微表处养护施工技术对车辙部分进行填充，一段时间的通车处理后进行微表处的罩面施工[5]。

2.3 摊铺碾压

摊铺施工质量对公路养护会产生直接影响，摊铺时需要施工人员对摊铺质量进行控制。首先，确定摊铺设备起始位置，判断其与控制线是否一致，位置确认后下放摊铺槽并对其进行合理调整，在摊铺槽和公路路面紧密结合后进行微表处摊铺处理。其次，保证摊铺槽材料数量和质量稳定，及时补充材料。最后，摊铺后需要对摊铺质量进行仔细检查，及时找平不均匀区域，并对现场加强管理。摊铺过程中，若是气温高则提前对路面洒水，使微表处混合料与路面黏结紧密，之后进行摊铺作业，在摊铺机装料完成后对准走向控制线，根据实际微调摊铺箱厚度以及拱度紧密结合摊铺箱和原路面紧密度，启动设备使其运行状态良好，之后将料门控制开关打开，将矿料和填料等材料加入拌和缸中，将混合料堆放在乳液喷口部位，使乳液可以及时喷洒出来[6]。调整完水量后需要使混合料满足设计要求，从摊铺箱全宽内布设混合料，之后开启底盘，匀速缓慢推进摊铺机，车速在1.5～3.0km/h范围内，并稳定混合料的供给量。而在完成微表处的摊铺作业后可以采用人工方式对特殊部位进行处理，开展补填、挖除、找平等施工处理。

2.4 控制材料稠度

通过试验检测得到，该公路采用连续密集配改性乳化沥青混合料级配，其中1、2 级配设计方案为胶粉比例调节，3、4 级配设计方案为集料粗细度调节，5 级级配设计方案为设计级配。对设计含水量、油石比和5 个级配类型的混合料稠度进行正交试验可以发现，级配对混合料黏度影响最大，油石比影响适中，影响最小为含水量，其中混合料黏度相对7.0 这一上限值更低，同时随着混合料稠度上升，聚合物流动性能有所完善[7]。最后得到，混合料黏稠度最佳参数为：含水量、油石比、级配分别为1.03%、6.5%、2，这一设计参数可以满足实际施工需求。

2.5 破乳时间

混合料破乳时间对微表处施工效果也会产生影响。该公路在开展微表处混合料破乳试验时，称取粒径3～8.5mm 粒径集料100g 后洗净烘干静置晾晒，并将10g 改性乳化沥青混合集料加入其中，之后以此将水泥、矿粉等加入其中均匀搅拌静置大约30min 后用清水将混合料清洗干净放在60℃的烘箱中摊铺处理，大于3.5～4.0h 后将其取出来，观察并记录期间水泥剂量和混合料破乳率变化趋势。通过该试验得到，破乳率和水泥剂量表现为同步上升变化，其中水泥量从原本的0.5% 上升到3.5%，在20min 和40mim 这两个水泥节点的破乳率表现为迅速增长状态。将适量的水泥加入混合料中，凭借水泥水化反应吸收破乳时产生的游离水分，进而加速分解沥青颗粒和水膜，进而使破乳时间缩短，实现迅速破乳[8]。

2.6 处理接缝

该公路需要有效处理路面的横向接缝和纵向接缝。对于横向接缝，施工人员处理时需要在接缝部位将上一摊铺区域边缘大约0.8～1.0m 范围处用油毡覆盖住，其边缘与养护层边缘位置相同，而在下一区域摊铺前可以在油毡上设置摊铺槽初始位置，这样可以解决横向接缝问题，之后处理好残留原料。对于纵向接缝，一般在公路养护层搭接部位设置纵向接缝，其与车道距离和搭接宽带标准分别为3～5cm、≤30mm，这样可以防止接缝养护后对公路产生不美观影响，而在处理完成后需要施工人员使用工具处理接缝位置，使接缝搭接后的摊铺厚度与路面保持一致并不会对公路平整度产生影响[9]。

2.7 养护工作

为提高公路微表处养护施工质量，路面微表处施工完成后需要根据规定进行合理的养护作业。实际养护过程中，严格遵循交通管制制度禁止无关人员和车辆随意进入，并对养护工作进行定期的质量检测工作，确保微表处养护质量提高。微表处养护结果符合设计要求情况下可以恢复交通运行，但是也需要定期对公路路面进行检测和养护，延长其寿命。

该工程完工一段时间后对路面质量进行检测，使用渗水仪进行渗水试验，渗水系数有所下降，使用摆式摩擦系数测定仪对路面摆值和构造深度（见图1）进行检测发现二者均有提升表现，可以得到路面抗滑性能得到优化。总之，采用微表处养护施工技术可以有效养护公路路面。

图1 构造深度检测

3 公路微表处养护施工质量控制

一方面，公路微表处养护施工应用过程中，需要对该技术适用性进行全面分析，进而判断其与施工要求是否相符，之后提前做好准备工作，编制切实可行的技术方案，充分发挥微表处养护施工技术作用，有效解决路面病害。微表处养护过程中，需要根据技术要求规范施工，尽量避免出现养护问题，并加强材料质量检测，使其性能满足设计标准，并做好设备维修养护，确保设备运行状态良好，提高养护效果。该技术是一种路面养护技术，需要结合项目情况对路面提前做好加固，尤其是严重病害路面采取针对性处理措施，之后才能正式开展微表处施工[10]。另一方面，该技术应用时，需要注意控制好油石比，根据工程情况确定合适的油石比，并采取有效措施计算摊铺机精度，对其实际作业情况进行综合分析，确保混合料充足供应；混合料试铺时需要根据要求试验，如果试验得到混合料黏稠度比较大就需要在其中加入一定的水，调整黏度使其符合养护要求；微表处摊铺前需要根据路段的试验参数对摊铺槽宽度以及厚度进行科学调整，使摊铺槽和车辆运行平齐，并保证摊铺机运输、慢速和连续进行摊铺作业。

4 结语

综上所述，随着社会发展，基础建设力度加大，公路建设规模扩大，我国公路里程不断延长，不仅便利人们的日常出行，也促进经济发展。但是，公路运行过程中时常面临各种病害，为了延长公路寿命，营造良好的行驶环境，我国针对公路病害开展专门的养护管理，并采用各种养护技术，其中微表处养护施工技术应用广泛，其可以解决公路面临的裂缝、车辙等病害，使用时需要做好施工准备，有效处理路面，控制好摊铺碾压、材料稠度、破乳时间，同时合理处理接缝，做好养护工作。