微表處技術(shù)的應(yīng)用與研究

　　隨著瀝青路面使用年限的增加、瀝青路面不斷老化，病害增加，使用功能不斷降低。適時(shí)對(duì)瀝青路面實(shí)施微表處，實(shí)踐證明是一項(xiàng)較好的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。研究和總結(jié)微表處施工技術(shù)及質(zhì)量控制，對(duì)改善瀝青路面使用性能、延長(zhǎng)其使用壽命、節(jié)約投資。具有十分重要的意義。

　　1微表處的適用范圍

　　微表處作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的有效方法之一，主要應(yīng)用在改善路面的抗滑性能、降低路面滲水、進(jìn)行車轍修復(fù)等方面。因微表處厚度僅l cm左右，實(shí)施微表處技術(shù)不能增加路面抵抗變形的能力，期望1 cm左右厚的微表處能治百病是不現(xiàn)實(shí)的。因此，必須確定一個(gè)微表處的合理適用范圍，不能什么樣的病害路段都用微表處進(jìn)行處理。擬實(shí)施微表處的路段應(yīng)滿足以下條件：

　　(1)原路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度必須滿足要求。為保證微表處實(shí)施效果，就要求擬進(jìn)行微表處的路段道路結(jié)構(gòu)強(qiáng)度必須滿足要求，否則應(yīng)首先進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。應(yīng)在分析病害成因的基礎(chǔ)上選擇瀝青層挖補(bǔ)、基層翻修甚至路基土的換填等方式進(jìn)行處理，然后再進(jìn)行微表處罩面。以杭甬高速公路部分拓寬路段為例，在實(shí)施微表處前對(duì)擬實(shí)施路段根據(jù)路面病害情況進(jìn)行鉆芯取樣分析，發(fā)現(xiàn)部分路段的基層、底基層局部松散嚴(yán)重，強(qiáng)度足，路基含水量偏高。據(jù)此，對(duì)出現(xiàn)嚴(yán)重病害路段進(jìn)行局部銑刨并加鋪瀝青面層，然后再在病害處理后的路面上實(shí)施微表處。截止2004年底，該路段微表處使用效果良好。

　　(2)原路面存在的裂縫、坑槽、龜裂、網(wǎng)裂等病害必須事先進(jìn)行修補(bǔ)、灌縫處理。試驗(yàn)證明，原路面上寬度大于5 mm的未處理裂縫、坑槽、龜裂、網(wǎng)裂、嚴(yán)重車轍、擁包、波浪等瀝青路面病害，在通車l～2個(gè)月左右便會(huì)反射到表面上。以杭甬高速公路為例，2002年在左幅K65~K67進(jìn)行稀漿封層試驗(yàn)，原路面上寬度大于5 mm的裂縫未完全進(jìn)行處理。在通車2個(gè)月左右便反射到路面上，影響了微表處的使用壽命和路容路貌。后經(jīng)調(diào)查對(duì)出現(xiàn)嚴(yán)重病害的路段全部做銑刨罩面處理。

　　(3)當(dāng)橋面為瀝青混凝土鋪裝時(shí)，若路面濕度較大情況下實(shí)施微表處工程，因微表處具有封水效果，會(huì)將瀝青面層的水分封住，在車輛荷載作用下，會(huì)加速橋面混凝土的破損。2003年寧波段實(shí)施微表處的K102橋面雨后出洞數(shù)及破損面積均較未實(shí)施的橋面多。

　　2微表處的原材料選用

　　微表處混合料是由合理配比的乳化瀝青、改性劑、集料、水和填料等組成的，材料質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到混合料的性能。微表處混合料中，集料重量占到了混合料總重量的90%以上，而改性劑則是微表處區(qū)別于普通稀漿封層最重要的特征之一。因此，集料和改性劑質(zhì)量的好壞直接影響混合料性能。

　　2.1集料的選擇

　　微表處成敗與否的關(guān)鍵是集料.由于其功能是制造一個(gè)封閉、粗糙的表面，石料的耐磨耗性特別重要。故微表處所用集料，特別是粗骨料部分應(yīng)該使用耐磨耗的硬質(zhì)石料，這與中國(guó)對(duì)高速公路瀝青面層用粗集料應(yīng)采用耐磨耗的要求相同。

　　規(guī)范要求集料的砂當(dāng)量不低于65%，高于對(duì)普通稀漿封層用集料砂當(dāng)量不低于45%的要求。也高于規(guī)范中高速公路瀝青面層用細(xì)集料砂當(dāng)量不小于60%的要求。對(duì)不同砂當(dāng)量值的集料進(jìn)行濕輪磨耗試驗(yàn)，結(jié)果表明：砂當(dāng)量越低，混合料的濕輪磨耗值就越大，耐磨耗能力也就越差;砂當(dāng)量低的集料還可能使改性劑無法發(fā)揮改性效果;因此微表處用集料砂當(dāng)量不宜低于65%。

　　2.2膠乳改性劑的選擇

　　微表處混合料大多選用膠乳改性劑。其中最為常用的是SBR膠乳。膠乳改性劑的加入，一方面改善了瀝青本身的高溫穩(wěn)定性和低溫延伸性，同時(shí)又可以增進(jìn)瀝青與石料之間的裹附性能，改善混合料的耐磨耗能力。研究表明，國(guó)外知名廠家生產(chǎn)的瀝青改性專用SBR膠乳(用量3%)可以使乳化瀝青蒸發(fā)殘留物的針入度降低20%~30%，軟化點(diǎn)增高5℃～7℃，5 ℃延度增至80cm以上.混合料的濕輪磨耗值減少20%以上。對(duì)乳化瀝青和微表處混合料均表現(xiàn)出好的改性效果。

　　3微表處混合料的設(shè)計(jì)

　　3.1礦料級(jí)配

　　(1)微表處級(jí)配宜粗不宜細(xì)。隨著微表處使用期的延長(zhǎng)，最初外觀表現(xiàn)較好，級(jí)配較細(xì)的微表處，出現(xiàn)抗滑功能不足的問題，而最初表觀粗糙的微表處，不僅外觀效果變得美觀，而且保持了良好的抗滑性能。因此，微表處用于交通量大、重載車多的高速公路時(shí)，不宜采用Ⅱ型級(jí)配，而應(yīng)采用Ⅲ型級(jí)配。交通量特別大的，級(jí)配曲線宜在Ⅲ型級(jí)配范圍中值與下限之間。

　　(2)謹(jǐn)慎使用間斷級(jí)配。問斷級(jí)配存在施工和易性的問題，但間斷級(jí)配曲線將加重礦料在運(yùn)輸、裝載過程中出現(xiàn)粗料與細(xì)料離析的現(xiàn)象，影響攤鋪的均勻性。

　　此外，間斷級(jí)配會(huì)顯著影響混合料的使用效果，這種級(jí)配往往會(huì)造成微表處表觀不均勻、大料容易飛散。

　　3.2油石比的確定

　　(1)在混合料設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的油石比：

　　1)原路面情況。如果原路面有泛油，特別是對(duì)于采用以前高標(biāo)號(hào)瀝青的，微表處材料層可以采用較小的油石比;如果原路面貧油?；蛘咴访鏋r青老化較嚴(yán)重時(shí)，可以考慮采用稍大的油石比;原路面表面層空隙率大或滲水嚴(yán)重的，宜采用稍大的油石比。

　　2)交通量的大小。交通量大，微表處應(yīng)采用較小的油石比;交通量較小的，微表處可以采用相對(duì)較大的油石比。

　　3)高溫季節(jié)微表處施工，油石比宜小不宜大。

　　(2)在允許的油石比范圍內(nèi)，微表處混合料的油石比宜小不宜大。

　　4微表處的施工質(zhì)量控制

　　4.1稠度

　　(1)稀漿混合料在進(jìn)入攤鋪箱后應(yīng)保持良好的和易性?；旌狭线^于粘稠，易造成破乳過早，并影響鋪層的平整度，還會(huì)在刮平器作用下留下刮痕。如果過稀則混合料會(huì)離析，影響路面的摩擦系數(shù)，并導(dǎo)致泛油、粘結(jié)力下降、鋪層的厚薄不均。在混合料的配比設(shè)計(jì)中，用水量已被確認(rèn)，因現(xiàn)場(chǎng)集料的含水量、溫度、濕度、路面的吸水情況等條件都會(huì)有所偏差，故在施工中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作相應(yīng)調(diào)整，以保證混合料合適的粘稠度。

　　(2)攤鋪過程中微表處混合料的稠度是保證攤鋪質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，必須及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。

　　4.2破乳時(shí)間

　　破乳過早常常是造成施工質(zhì)量問題的重要原因，稀漿混合料應(yīng)該在攪拌和攤鋪過程中保持必要的穩(wěn)定性，過早的破乳造成瀝青結(jié)團(tuán)，厚薄不均、刮痕等現(xiàn)象，而且對(duì)封層與路面的粘結(jié)非常不利，破乳時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)影響成型時(shí)間。解決辦法是通過調(diào)節(jié)水量或適當(dāng)加入一些化學(xué)添加劑來實(shí)現(xiàn)對(duì)破乳時(shí)間的控制。

　　4.3預(yù)濕水

　　天氣過于干燥炎熱時(shí)，對(duì)原路面進(jìn)行預(yù)灑水，有利于稀漿對(duì)原路面的牢固粘結(jié)。一些新式的稀漿封層機(jī)都帶有預(yù)灑水系統(tǒng)，攤鋪時(shí)打開即可。對(duì)于無灑水系統(tǒng)的攤鋪機(jī)或人工攤鋪，可采取其他方式灑水，但應(yīng)避免灑水過多，量的控制以路面無積水為宜，灑水后可立即攤鋪。

　　4.4接縫

　　縱縫與攤鋪方向平行，是影響封層總體外觀的重要方面，因此縱縫的處理非常關(guān)鍵。在先鋪筑的接縫處進(jìn)行預(yù)濕水處理有助于2輛車稀漿混合料的連接，而用橡膠刮耙處理接縫處的突出部分非常有效，再用掃帚進(jìn)行掃平，使縱向接縫變得平順，總體外觀更佳。在高速公路上，應(yīng)盡量減少縱縫的搭接寬度。并盡可能將重疊的位置安排在標(biāo)線的位置，將一車道分成2幅或3幅攤鋪的情況應(yīng)當(dāng)避免。橫向接縫過多過密會(huì)影響外觀和平整度，因此要盡可能減少橫縫的數(shù)量，提高接縫的施工水平。良好的橫向接縫對(duì)于防止水分下滲和形成悅目的外觀極為重要。首先在起點(diǎn)處，當(dāng)攤鋪箱的全寬度上都布有稀漿時(shí)，就可以低速緩慢前移，這樣就可以減少箱內(nèi)積料過多而產(chǎn)生的過厚起拱現(xiàn)象。施工時(shí)可在起點(diǎn)的攤鋪箱下鋪墊一塊油氈，當(dāng)攤鋪機(jī)前進(jìn)后，將油毛氈連同上面的混合料一道拿走，這樣可以保證一個(gè)非常平整的起點(diǎn)和良好的外觀。當(dāng)攤鋪機(jī)所攜的任何一種材料已經(jīng)用完時(shí)，操作手應(yīng)力求攤鋪箱內(nèi)混“合料分布均勻。一般情況下，攤鋪終點(diǎn)的稀漿混合料會(huì)不均勻，應(yīng)往回鏟除1~2 m的長(zhǎng)度;下一車的攤鋪應(yīng)從上一車的終點(diǎn)倒回30～50 cm的距離，鋪好油毛氈再開始攤鋪;當(dāng)進(jìn)行最后一車時(shí)，其終點(diǎn)的處理應(yīng)采取人工整平，并做出一條直線。

　　4.5加水量

　　某一種石料和乳化瀝青，當(dāng)外加水量為某一范圍時(shí)，可以成為穩(wěn)定的稀漿。機(jī)械作業(yè)時(shí)的外加水量，可以采取允許范圍的中值。若加水量過少，拌和時(shí)的和易性及均勻性都受影響，甚至拌不出稀漿。有的施工單位片面地認(rèn)為加水量增大有利于拌和攤鋪，而對(duì)稀漿質(zhì)量無多大影響，這是不正確的。

　　4.6超徑顆粒及細(xì)料凝塊

　　石料中難免會(huì)有超徑的顆粒，這些顆粒有可能會(huì)卡住攪拌軸，引起機(jī)械故障。更有可能卡在橡膠刮板下面，形成縱向劃痕。礦料受潮時(shí)會(huì)產(chǎn)生細(xì)料凝塊，特別是對(duì)于砂當(dāng)量較低的礦料，這種凝塊也容易造成縱向劃痕有時(shí)也可能在攤鋪箱下壓碎，給封層表面留下一條松散的淺色痕跡、通車后這條痕跡很容易跑散而形成一條凹槽。為避免這種現(xiàn)象，應(yīng)在礦料裝入礦料箱前將礦料過篩。

　　4.7攤鋪箱

　　攤鋪箱的功能是把混合的稀漿以一致的形式分布在路面上。用哪種形式的攤鋪箱常取決于封層的類型和攤鋪速度。攤鋪箱的清潔非常重要，每天工作結(jié)束后必須清潔攤鋪箱。在每車攤完的間隙內(nèi)，也應(yīng)該清潔攤鋪箱和后面的橡膠刮板。如果在橡膠板的邊緣堆積過多凝固的顆粒，會(huì)在攤鋪時(shí)形成劃痕。攤鋪箱不應(yīng)有漏漿現(xiàn)象，其側(cè)面應(yīng)安裝橡膠板以使側(cè)面保持整潔。攤鋪箱的橡膠(或鋼板)厚度應(yīng)一致，這樣在攤鋪的封層表面就不會(huì)留下縱向不均勻的劃痕式凸起的條紋，橡膠刮板的寬度、厚度和硬度應(yīng)滿足理想攤鋪效果的需要。

　　攤鋪箱的拖動(dòng)應(yīng)保持平穩(wěn)無振動(dòng)，機(jī)器的速度應(yīng)一致，不能忽快忽慢。速度過快會(huì)造成攤鋪箱振動(dòng)或跳動(dòng)，并在稀漿上留下橫向的波紋。在使用拖布(常用短的粗麻布)的情況下，過快的速度會(huì)造成表面的劃痕和不均勻。合適的攤鋪速度取決于攤鋪的效果。攤鋪速度也受道路等級(jí)、石料級(jí)配、稀漿稠度和原路面的影響。

　　4.8刮板與拖布

　　合適的橡膠刮板可以保證封層所需要的厚度。如果刮板材料太厚太硬，就會(huì)使混合料分離并擋住大顆粒，使其不能攤鋪出去，形成劃痕;如果刮板太軟太薄，就會(huì)造成多層稀漿通過刮板。不同的橡膠和合成材料適合做成不同硬度的刮板，有的微表處在攤鋪時(shí)甚至需要鋼刮板。拖布常用來使封層表面形成理想的紋理。拖布可以使用粗麻布、帆布、毛毯等，只需能使稀漿表面形成一致的紋理即可。拖布的長(zhǎng)度、重量、紋理和厚度必須隨著集料的級(jí)配和稀漿系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)理，當(dāng)拖布被磨損或沾滿瀝青變硬時(shí)就必須更換。

　　4.9攤鋪速度

　　微表處一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)是在攤鋪過程中自動(dòng)填充需要修補(bǔ)的路面，因此正確的攤鋪速度對(duì)項(xiàng)目成功起著非常重要的作用。過快會(huì)引起波紋、推移和離析。攤鋪的速度應(yīng)根據(jù)路面的狀況進(jìn)行調(diào)理。在鋪較薄的封層時(shí)，攤鋪速度對(duì)封層的影響更加顯著。攤鋪速度主要取決于2大因素，一是集料的級(jí)配，二是原路面的表面紋理。

　　4.10攤鋪厚度

　　微表處攤鋪厚度的控制也是微表處施工中的一個(gè)環(huán)節(jié)、不合理的厚度會(huì)減少微表處的壽命。在級(jí)配范圍中的曲線如靠近粗的一側(cè)，亦即集料中大顆粒的比例較大時(shí)，就必須鋪得厚一點(diǎn)，否則大骨料就不能嵌入封層當(dāng)中，并容易被刮板帶起形成劃痕。反之，級(jí)配靠近較細(xì)的一側(cè)，即集料中細(xì)料比例較大時(shí)，就需要鋪得薄一點(diǎn)。微表處的設(shè)計(jì)厚度為稀漿中最大顆粒的粒徑，如果強(qiáng)行將封層鋪厚或鋪薄，將造成封層穩(wěn)定性差，易出現(xiàn)松散、泛油和車轍等病害?，F(xiàn)有路面的粗糙程度直接影響稀漿的攤鋪厚度，表面的孔隙越多，需要填充的材料就越多。路面孔隙的尺寸和數(shù)量受到許多因素的影響：原有的瀝青混合料中集料的尺、集料中細(xì)料的多少、原路面攤鋪時(shí)的壓實(shí)度、混合料的類型以及上一次封層的粗糙度等，都會(huì)影響攤鋪厚度。遇到松散嚴(yán)重的瀝青面層時(shí)，可鋪2層微表處以形成低孔隙的緊密表層。在攤鋪時(shí)，集料中最大粒徑的骨料應(yīng)埋入攤鋪層內(nèi)75%以上。攤鋪太薄形成劃痕，同時(shí)攤鋪箱會(huì)刮走粗料，只剩下細(xì)料和乳液形成光面。

　　4.11人工攤鋪

　　有些路段不適合機(jī)械攤鋪，必須通過人工攤鋪來完成，這些地段的攤鋪可以用膠滾來完成。人工攤鋪的原則是越少越好，人工攤鋪的稀漿越多，發(fā)生的離析也越多。當(dāng)膠滾使混合料來回移動(dòng)時(shí)，大骨料被帶到了表面，造成表面沒有細(xì)料，并使混合料脫水從而造成松散。人工攤鋪時(shí)，首先應(yīng)該濕潤(rùn)原瀝青路面，確保微表處的整體性?；旌狭现械乃畷?huì)減少路面的張力，有利于人工操作，因此可適當(dāng)增加人工攤鋪時(shí)的用水量。

　　在操作過程中，凝固的稀漿必須清除。

　　4.12降雨

　　在尚未達(dá)到通車的粘聚力之前，突然發(fā)生降雨沖刷封層表面時(shí)，應(yīng)在雨停后立即上路檢查，如有局部輕度損壞時(shí)，可等路面干硬后進(jìn)行人工修補(bǔ)：如普遍有損壞時(shí)，應(yīng)在路面強(qiáng)度較低的情況下，將全部雨前攤鋪的封層鏟除，重新攤鋪。

　　4.13其他應(yīng)注意的問題

　　應(yīng)避免盡量雨天施工，施工及養(yǎng)生期間的氣溫應(yīng)高于13℃，路面過濕或有積水不可施工。

　　5結(jié)語

　　微表處在中國(guó)還是一項(xiàng)新技術(shù)，現(xiàn)行的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范尚未完善，公路養(yǎng)護(hù)工作者應(yīng)以科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的態(tài)度來認(rèn)識(shí)和應(yīng)用該技術(shù)。并在施工中認(rèn)真實(shí)踐、摸索，逐漸總結(jié)出一套適用于高速公路養(yǎng)護(hù)的施工技術(shù)方法。

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