微表處養護技術在高寒地區的應用

于廣和

（黑龍江省收費公路管理局，黑龍江 哈爾濱 150001）

0 引言

微表處技術主要用于高速公路預防性養護，多以大面積攤鋪罩面為主。該技術在我國南方地區部分高速公路上應用取得了較好的效果，但在北方寒冷地區應用較少，多數情況是將其用于修復瀝青路面車轍，在高速公路預防性養護應用方面尚屬空白。

北方高寒地區高速公路的配合比設計不同于南方，一般情況下，高寒地區瀝青路面的油石比較大，所以夏季行車容易形成車轍，冬天寒冷又容易導致路面形成裂縫。裂縫和車轍是路面的主要病害，如何快速、經濟地處理這些病害是高寒地區養護的難點，微表處技術的發展為高寒地區的高速公路養護提供了一條便捷的途徑。實踐證明，微表處技術在寒冷地區應用的各項性能指標都很好，能經受路面長時間的低溫冷凍，路面積雪結冰時大型機械設備除雪除冰等苛刻條件的考驗。哈伊公路實施微表處技術后明顯改善了路面的抗滑性能，有效地防止路表水下滲，在不破壞原路面的基礎上可修復車轍以及延長道路的使用壽命，現將工程實踐總結如下。

1 原路面概況

黑龍江省哈伊高速公路地處黑龍江省松嫩平原東部與小興安嶺山脈西麓微丘結合地帶，沿線地區屬寒溫帶大陸性季風氣候區，春季風大干燥，夏短炎熱多陣雨，秋季霜凍期早，冬季漫長而寒冷。年平均氣溫為2.1℃，最高氣溫極值達38.3℃，最低氣溫極值-48.1℃，年平均降水量532.2mm。

公路由于受到各種氣候因素的作用，病害多、治理難度大，特別是早期水損害對公路影響極大，可能在短期內對其造成徹底的破壞。哈伊公路可分為兩個段落，即哈綏高速公路公路段與綏慶公路段，哈綏高速公路公路段全長92.469km，雙向四車道，設計時速為120km/h。綏慶公路段全長66.912km，一級公路半幅，雙向兩道，設計時速為80km/h。

2 本工程材料準備

2.1 集料

微表處使用的集料要求采用無風化、無雜質、堅硬、粗糙和耐磨的不同規格的粗細集料。

2.1.1 集料混合料砂當量

集料混合料砂當量的各項指標如表1所示。

表1 集料混合料砂當量

2.1.2 集料級配

不同規格集料按不同比例摻配后應該符合MS-Ⅲ型級配標準，本工程施工過程中使用的集料混合料級配如圖1所示。

圖1 本工程集料混合料級配曲線

2.2 改性乳化瀝青

寒冷地區微表處用乳化瀝青生產采用AH-90#基質瀝青，乳化劑選用陽離子慢列快凝型乳化劑，改性劑根據乳化劑的種類確定。為應對高寒地區路面夏季溫度高、冬季低溫的特點，改性乳化瀝青軟化點需符合特別要求。技術規范規定軟化點大于53℃即可，而實際施工則要求大于55℃。生產出的改性乳化瀝青檢測的技術指標如表2所示。

表2 改性乳化瀝青技術指標檢測結果

3 微表處工藝

3.1 攤鋪前準備工作

3.1.1 對原路面進行調查，確定路面病害類型和處理方案，進行路面病害預處理。

3.1.2 根據施工路段的路幅寬度，調整攤鋪槽寬度，應盡量減少縱向接縫數量，在可能的情況下，宜使縱向接縫位于車道線附近。

3.1.3 攤鋪設備各種材料標定。

3.2 微表處施工過程控制

3.2.1 微表處施工過程檢驗要求

微表處施工過程檢驗要求如表3所示。

表3 微表處施工過程檢驗要求

3.2.2 施工過程油石比控制

施工過程油石比控制采用“三控檢驗法”對乳化瀝青稀漿封層混合料進行油石比檢驗。

3.2.2.1 每天攤鋪前檢查攤鋪車料門開度和各個泵的設定是否與設計配比相符,認真記錄每車的集料、填料用量和改性乳化瀝青用量，計算油石比，每天進行一次總量檢驗。

3.2.2.2 攤鋪過程中取樣進行混合料抽提試驗，檢測油石比大小是否與設計油石比相符。

3.2.2.3 每天施工完成后，統計施工用的集料、填料總用量和改性乳化瀝青總用量，計算每天攤鋪混合料的平均油石比。

3.3 外觀控制

3.3.1 起頭

將準備好的鐵皮鋪在起點的攤鋪箱下，攤鋪開始后，將鐵皮及上面稀漿混合料移開，用鐵鍬整理起頭，使其有一個斜坡過渡段。

3.3.2 縱橫接縫

橫接縫：將準備好的鐵皮鋪在上一段結尾處，攤鋪開始后，將鐵皮及上面稀漿混合料移開，用鐵鍬整理使其平整。

縱接縫：攤鋪第一幅時需接縫的一邊不要施工立邊，第二幅施工時注意摸縫和接縫多少。

3.3.3 結尾

攤鋪結束后，鏟除最后一小段不合格的工作面，用直尺取平，用鐵鍬整理起頭，讓其有一斜坡過渡段，多余廢料裝上工具車拉到指定地點堆放。

4 寒冷地區微表處施工經驗

4.1 油石比宜高不宜低

根據寒冷地區的氣候條件，微表處配合比設計時要考慮瀝青用油量問題，在合理的用油量范圍內應考慮偏高的油石比，這樣有利于在寒冷地區抗低溫剝落。

4.2 級配

行車噪音大是微表處工藝的一個共有缺點，級配選用合理能有效降低噪音。級配一般選用MS-Ⅲ型中值略細，砂當量應大于65%，粉細集料及通過0.075mm一檔應大于8%，這樣稀漿混合料的和易性好，能充分填補混合料中的空隙。沒有空隙，水份就不能滲入內部，不能形成凍融損壞，能有效抵抗寒冷地區低溫時的結冰和除雪。

4.3 寒冷地區車轍深度對微表處影響

微表處技術指南和相關文獻資料都認為：深度為15mm以下車轍可直接進行微表處；深度為15～25mm車轍應首先進行微表車轍預填充，預填充寬度一般為1m，然后再進行微表處罩面；深度為25～40mm車轍一般都要采用兩次或多次車轍填充；40mm深度以上車轍建議采用銑刨一部分后填充車轍再進行單層微表處或采用其他工藝修復原路面。寒冷地區冬季低溫，夏天高溫。為抗低溫剝落，油石比應偏大，級配應偏細，但大油石比和細級配又存在高溫季節泛油、變形以及推移的可能。為適應同一地區冷熱兩個極端氣候條件，只有從微表處適用條件來彌補。所以筆者認為寒冷地區原路面深度為10mm以下車轍可直接進行微表處；深度為10～20mm車轍應首先進行微表處車轍填充，然后再進行微表處罩面；深度為20～30mm車轍可采用多層微表處工藝施工；深度為30mm以上車轍建議不要用微表處技術處理。

4.4 水泥的作用與用量

水泥在微表處施工中可改善稀漿混合料拌合性能和成型速度，并在一定程度上調整集料的級配。水泥的特性抗裂性能不好，特別在寒冷地區，冬季溫度降低易使瀝青變脆，如果施工中水泥量加大，成型后的混合料更容易變脆，這樣很不利于微表處在寒冷季節抵抗低溫冷凍和除雪除冰。筆者認為微表處工藝水泥能改善混合料的拌合性能和成型速度，在寒冷地區微表處從工藝需要上應該加水泥，但考慮寒冷地區特殊氣候條件，水泥加量應該控制在0.5%～1.0%左右。

4.5 微表處工程施工隊氣候天氣溫度的要求

東北寒冷地區低溫季節比較長，有利于微表處施工的季節比較短，一般6月初到9月上旬為適宜施工季節，難以滿足大面積微表處施工對時間的要求。所以在寒冷地區要進行大面積微表處施工，應該在有利的施工季節來臨前做好招投標準備、原材料檢測以及配合比設計等前期工作，一旦氣候條件滿足微表處施工要求，就抓住有利條件開展施工。

5 微表處交工驗收階段質量檢查與驗收

工程完工后1～2個月時，將施工全線單幅以1～3km作為一個評價路段進行質量檢查和驗收，檢查項目、頻率、要求及方法如表4所示。

表4 微表處交工驗收檢驗要求

2007～2008年兩年的小規模試驗段成功之后，2009年哈綏高速進行了多種工藝相結合的規模化施工。在這期間選擇了3km代表性路段，分別進行雙層車轍填充處理、車轍填充后罩面處理和單層罩面處理。經過冬季路面積雪結冰和大型機械設備除雪除冰的過程，到2010年5月份對該路段路面性能進行了以下測試。

5.1 防水性檢測

用標準滲水儀對抽檢的3km微表處代表性路段進行滲水試驗，經檢測，滲水系數為0.5lm/min，遠好于原路面30~45lm/min滲水系數，為不滲水層。

5.2 抗滑性能測試

采用擺式摩擦儀和推砂法對3km微表處代表性路段和原路面進行了摩擦系數和構造深度檢查，結果表明：微表處鋪筑后明顯提高了路面的抗滑性能。

表5 微表處抗滑性能檢測結果

6 結語

微表處在寒冷地區施工，在配合比設計時要考慮到寒冷地區的氣候條件，用油量在合理范圍內應選用偏上限油石比，粉細集料及小于0.075mm這一檔不低于8.0%，水泥用量不能太大，在適宜的季節施工，這樣有利于在低溫條件下抗剝落。

從近幾年在黑龍江省哈伊高速公路微表處施工情況來看，經過對寒冷地區氣候的分析，并對特殊氣候條件相應技術參數進行改進，微表處技術可以在我國的寒冷地區推廣應用。

[1]交通部公路科學研究院.微表處和稀漿封層技術指南[M].北京：人民交通出版社，2006.

[2]徐劍.瀝青路面微表處養護技術研究[D].北京：交通部公路科學研究所，2002.

[3]徐劍，秦永春，黃頌昌.微表處養護技術中幾個常被忽視的問題[A].中國公路學會道路工程學會2002年學術交流論文集[C].北京：人民交通出版社，2002.

[4]王田生.淺談微表處預防性養護技術應用與造價確定[A].中國公路學會道路第五屆全國公路科技創新高層論壇論文集[C].北京：人民交通出版社，2010.