G30高速公路嘉安路養(yǎng)護(hù)維修工程中微表處的應(yīng)用

王 偉，王文新

(甘肅省酒泉公路總段，甘肅酒泉 735000)

0 前言

微表處是采用專用機(jī)械設(shè)備改性乳化瀝青、粗細(xì)集料、填料、水按照設(shè)計(jì)配比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面上的薄層結(jié)構(gòu)，是迅速修復(fù)路面，改善路面平整度、防水性和抗滑性的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。與熱拌瀝青混合料施工工藝相比，具有不需要加熱、冷卻和碾壓成型的優(yōu)點(diǎn)，是一種節(jié)能環(huán)保型路面快速修復(fù)技術(shù)。

1 工程概況

工程實(shí)施路段位于連（云港）霍（爾果斯）高速G30在酒泉境內(nèi)K2509～K2522區(qū)間。該地區(qū)屬中溫帶干旱氣候區(qū)，根據(jù)氣象資料統(tǒng)計(jì)，多年平均氣溫6.9℃，極端最高氣溫38.4℃，極端最低氣溫-31.6℃。多年平均降水量63.3～86.7 mm，在全國公路氣候自然分區(qū)中屬于西北干旱Ⅵ區(qū)。本項(xiàng)目原設(shè)計(jì)路面為瀝青混凝土路面，上面層為5 cm中粒式瀝青混凝土，下面層為7 cm粗粒式瀝青混凝土，基層為30 cm為水泥穩(wěn)定砂礫，底基層采用20 cm水泥穩(wěn)定砂礫。路基總寬度為25.5 m，單向行車道寬度為11 m。工程實(shí)施路段處于戈壁路段，存在集料剝落，瀝青老化等問題，存在最大病害為裂縫，平均間距為8 m，均為橫向貫通基層反射裂縫，裂縫寬度為2.5 mm左右。本次施工對原有路面裂縫進(jìn)行灌封處理后，實(shí)施MS-Ⅲ型微表處。

2 材料的選擇與質(zhì)量控制

2.1 集料

集料在微表處混合料中起骨架的作用，是微表處工藝成敗的基礎(chǔ)。其最大粒徑?jīng)Q定微表處的攤鋪厚度。用于微表處的集料，必須潔凈，不含泥土雜質(zhì)、堅(jiān)硬、耐磨。4.75 mm以下部分砂當(dāng)量滿足大于65%的要求。本項(xiàng)目集料選擇嘉峪關(guān)黑山湖玄武巖作為骨料，石料采用碎石（5～9.5 mm）、碎石（3～5 mm）、石屑（0～3 mm）、石粉。混合料選擇MS-Ⅲ型，見表1、表2。

表1 粗集料試驗(yàn)報(bào)告

表2 細(xì)集料試驗(yàn)報(bào)告

2.2 乳化瀝青

乳化瀝青是微表處混合料的的粘結(jié)材料，它的質(zhì)量好壞是微表處工藝成敗的核心。因此，一是滿足與礦料配合性的要求，二是滿足與礦料拌和時(shí)間大于120 s的要求，乳液與礦料在拌和、攤鋪過程中，處于良好的流動狀態(tài)，稀漿混合料必須均勻、不破乳、不離析。本項(xiàng)目陽離子慢裂快凝型乳化劑和SBR型改性劑，見表3。

表3 改性乳化瀝青試驗(yàn)報(bào)告

2.3 填料及拌和用水

本項(xiàng)目考慮用砂石材料整形機(jī)生產(chǎn)的石粉小于0.075 mm的顆粒含量較多，四種集料通過調(diào)配能夠滿足MS-3型級配要求。故沒有再添加礦粉。填料選擇p.o42.5水泥，調(diào)節(jié)乳化瀝青的破乳速度。拌合用水采用飲用水，用量根據(jù)混合料的稠度和施工和易性確定。

3 混合料配合比設(shè)計(jì)

3.1 混合料級配組成設(shè)計(jì)

混合料級配組成設(shè)計(jì)見表4。

表4 微表處瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)報(bào)告

3.1.1 集料級配

根據(jù)工程的需要采用MS-3型級配，石料各單料級配經(jīng)過合成調(diào)配，質(zhì)量比碎石（5～10 mm）∶碎石（3～5 mm）∶石屑（0～3 mm=15∶25∶60，其合成級配符合MS-Ⅲ級配范圍要求。

3.1.2 集料砂當(dāng)量的確定

集料合成中通過4.75 mm篩孔進(jìn)行砂當(dāng)量試驗(yàn)，檢測結(jié)果為 66%，符合微表處用集料砂當(dāng)量的技術(shù)要求（不小于65%）。

3.1.3 微表處混合料性能檢測

（1）最佳用水量的確定

最佳用水量根據(jù)稠度試驗(yàn)確定，以保證施工時(shí)混合料具有適宜的和易性與稠度。一般情況下，稠度為22～32 mm時(shí)，加水量比較合適，結(jié)果見表5。

表5 稠度試驗(yàn)結(jié)果（試驗(yàn)溫度：25℃）

由表5可知，總用水量是骨料總量的10.5%～11.5%時(shí)稠度為22～32 mm，此含水量為最佳含水量，施工時(shí)根據(jù)溫度和濕度等情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

（2）乳化瀝青用量的確定

根據(jù)濕輪磨耗（1 h）與負(fù)荷輪碾壓粘砂試驗(yàn)，確定瀝青的最佳用量。

混合料磨耗、粘砂和變形試驗(yàn)結(jié)果最佳用油量曲線見圖1。

圖1 確定最佳瀝青用量曲線圖

由圖1可知，油石比可選范圍為7%～7.5%（乳化瀝青蒸發(fā)殘留物含量為62.3%，則乳化瀝青用量可選范圍為11.2%～12.3%），符合混合料技術(shù)要求；結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件確定最佳用油量11.5%，檢測其混合料的其他指標(biāo)，見表6。

表6 微表處混合料試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定微表處層混合料配合比為骨料∶改性乳化瀝青∶總用水量∶水泥=100∶11.5∶11.2∶1.5各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范要求。

4 微表處施工技術(shù)

4.1 微表處專用車的標(biāo)定

通過專用車的標(biāo)定，得出攤鋪車各料門開度與各材料出料量的關(guān)系，見表7。

表7 攤鋪車的標(biāo)定

微表處攤鋪?zhàn)鳂I(yè)前，先按照車轍攤鋪箱的寬度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定車輛在保持勻速前進(jìn)時(shí)滿足施工需要的骨料質(zhì)量的料門開度，再根據(jù)配合比報(bào)告確定與骨料質(zhì)量相對應(yīng)的其它料門的開度

4.2 微表處施工工序

（1）對原有路面裂縫進(jìn)行灌縫處理，對坑槽、網(wǎng)裂等病害進(jìn)行徹底處治。

（2）試驗(yàn)路段的鋪筑

為現(xiàn)場驗(yàn)證批準(zhǔn)的微表處配合比路用性能、攤鋪車標(biāo)定數(shù)據(jù)、機(jī)械操作系統(tǒng)和人員相互間的協(xié)調(diào)，選擇在G30SK2509+000～SK2509+400段鋪筑400 m試驗(yàn)段，觀察可拌合時(shí)間、攤鋪外觀和稀漿混合料的各項(xiàng)性能，確定開放交通時(shí)間，確認(rèn)配合比設(shè)計(jì)的合理性，進(jìn)行技術(shù)小結(jié)，為正式鋪筑打好基礎(chǔ)。

（3）攤鋪微表處混合料

（4）攤鋪稀漿混合料

a.將礦料、填料、水、添加劑材料裝入攤鋪車內(nèi)。

b.根據(jù)配合比和現(xiàn)場礦料含水量情況，調(diào)整各料門的高度。

c.按試驗(yàn)配合比，依次按配比輸出礦料、填料、水、添加劑和乳化瀝青，進(jìn)行拌和。

d.拌好的混合料自動流入攤鋪槽并分布于攤鋪槽時(shí)，開動攤鋪車勻速前進(jìn)。

e.攤鋪速度以保持混合料攪拌量基本一致為準(zhǔn)，一般前進(jìn)速度為2 km/h。施工時(shí)保持?jǐn)備伈壑谢旌狭系捏w積為攤鋪槽容積的一半左右。

f.攤鋪機(jī)上任何一種集料快用完時(shí)，應(yīng)關(guān)閉所有材料輸送的開關(guān)，讓攪拌缸中的混合料攪拌均勻，送入攤鋪箱攤鋪完后，通知駕駛員停止前進(jìn)。

g.將攤鋪箱提起，人工清潔攪拌缸和攤鋪箱。等待下一車攤鋪。

（5）微表處施工質(zhì)量檢查

微表處完工后，將施工全線以每1 km作為一個評價(jià)路段進(jìn)行質(zhì)量檢查和驗(yàn)收，表面質(zhì)量和使用效果進(jìn)行檢測，見表8～表11。

表8 質(zhì)量檢測結(jié)果

表9 路面滲水報(bào)告

表10 路面抗滑性能測試報(bào)告（擺式儀法）

表11 使用效果

5 結(jié)語

（1）微表處是一種技術(shù)含量較高的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工工藝，不僅需要一整套良好的施工設(shè)備、熟練的技術(shù)人員，更需要完善的全過程質(zhì)量控制體系。

（2）微表處施工除了抓好集料、混合料級配、改性乳化瀝青的核心環(huán)節(jié)，還要控制好施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在攤鋪過程中，由于地表溫度高，破乳速度快，會影響鋪筑后的平整度，應(yīng)避免一天內(nèi)的溫度最高時(shí)間段。對集料應(yīng)嚴(yán)格控制超粒徑的骨料，避免鋪筑后的表面劃痕。

（3）微表處可以預(yù)防或延緩瀝青混凝土路面使用壽命，但不能處治已出現(xiàn)的病害，如果微表處施工前路面的病害（如唧漿、反射裂縫、網(wǎng)裂等）未得到徹底地治理，那么這些病害將很快地反射到微表處表面，造成新的路面病害。

（4）微表處施工后，道路路況得到了明顯改善，瀝青路面水損害得到了有效預(yù)防，2012年7月份此路段共修補(bǔ)坑槽60余處修補(bǔ)面積358 m2，而2013年9月份經(jīng)過雨季，幾乎未發(fā)生道路病害。說明微表處能有效地預(yù)防水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)，較大的減少了水損害造成的坑槽修補(bǔ)量。

（5）施工通車后，從構(gòu)造深度檢測結(jié)果可以看出，顯著改善了路面的抗滑性能。微表處施工后路面的抗磨耗和抗滑性能有了很大提高，經(jīng)過自檢和質(zhì)檢部門的檢測，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于規(guī)范規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為西部地區(qū)實(shí)施微表處積累了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。微表處技術(shù)可以在西部地區(qū)廣泛應(yīng)用。

[1]JTG/T F40-02-2005,微表處和稀漿封層技術(shù)指南[S].2005.

[2]JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].2004.

[3]JTG E20-2011,公路工程瀝青與瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].2011.

[4]JTG E42-2005,公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程[S].2005.

[5]連霍國道主干線嘉安高速公路2012年養(yǎng)護(hù)維修工程施工圖設(shè)計(jì)[Z].2012.