G30高速公路嘉安路養護維修工程中微表處的應用

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械設備改性乳化瀝青、粗細集料、填料、水按照設計配比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面上的薄層結構，是迅速修復路面，改善路面平整度、防水性和抗滑性的預防性養護技術。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點，是一種節能環保型路面快速修復技術。

1 工程概況

工程實施路段位于連（云港）霍（爾果斯）高速G30在酒泉境內K2509～K2522區間。該地區屬中溫帶干旱氣候區，根據氣象資料統計，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中屬于西北干旱Ⅵ區。本項目原設計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為水泥穩定砂礫，底基層采用20 cm水泥穩定砂礫。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行灌封處理后，實施MS-Ⅲ型微表處。

2 材料的選擇與質量控制

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。其最大粒徑決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、堅硬、耐磨。4.75 mm以下部分砂當量滿足大于65%的要求。本項目集料選擇嘉峪關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 粗集料試驗報告

表2 細集料試驗報告

2.2 乳化瀝青

乳化瀝青是微表處混合料的的粘結材料，它的質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，稀漿混合料必須均勻、不破乳、不離析。本項目陽離子慢裂快凝型乳化劑和SBR型改性劑，見表3。

表3 改性乳化瀝青試驗報告

2.3 填料及拌和用水

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

3 混合料配合比設計

3.1 混合料級配組成設計

混合料級配組成設計見表4。

表4 微表處瀝青混合料配合比設計報告

3.1.1 集料級配

根據工程的需要采用MS-3型級配，石料各單料級配經過合成調配，質量比碎石（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 集料砂當量的確定

集料合成中通過4.75 mm篩孔進行砂當量試驗，檢測結果為 66%，符合微表處用集料砂當量的技術要求（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

最佳用水量根據稠度試驗確定，以保證施工時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，加水量比較合適，結果見表5。

表5 稠度試驗結果（試驗溫度：25℃）

由表5可知，總用水量是骨料總量的10.5%～11.5%時稠度為22～32 mm，此含水量為最佳含水量，施工時根據溫度和濕度等情況進行適當的調整。

（2）乳化瀝青用量的確定

根據濕輪磨耗（1 h）與負荷輪碾壓粘砂試驗，確定瀝青的最佳用量。

混合料磨耗、粘砂和變形試驗結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%），符合混合料技術要求；結合當地的氣候條件確定最佳用油量11.5%，檢測其混合料的其他指標，見表6。

表6 微表處混合料試驗結果

根據試驗結果，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各項指標均符合規范要求。

4 微表處施工技術

4.1 微表處專用車的標定

通過專用車的標定，得出攤鋪車各料門開度與各材料出料量的關系，見表7。

表7 攤鋪車的標定

微表處攤鋪作業前，先按照車轍攤鋪箱的寬度，根據經驗確定車輛在保持勻速前進時滿足施工需要的骨料質量的料門開度，再根據配合比報告確定與骨料質量相對應的其它料門的開度

4.2 微表處施工工序

（1）對原有路面裂縫進行灌縫處理，對坑槽、網裂等病害進行徹底處治。

（2）試驗路段的鋪筑

為現場驗證批準的微表處配合比路用性能、攤鋪車標定數據、機械操作系統和人員相互間的協調，選擇在G30SK2509+000～SK2509+400段鋪筑400 m試驗段，觀察可拌合時間、攤鋪外觀和稀漿混合料的各項性能，確定開放交通時間，確認配合比設計的合理性，進行技術小結，為正式鋪筑打好基礎。

（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。

b.根據配合比和現場礦料含水量情況，調整各料門的高度。

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

d.拌好的混合料自動流入攤鋪槽并分布于攤鋪槽時，開動攤鋪車勻速前進。

e.攤鋪速度以保持混合料攪拌量基本一致為準，一般前進速度為2 km/h。施工時保持攤鋪槽中混合料的體積為攤鋪槽容積的一半左右。

f.攤鋪機上任何一種集料快用完時，應關閉所有材料輸送的開關，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。

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）微表處施工質量檢查

微表處完工后，將施工全線以每1 km作為一個評價路段進行質量檢查和驗收，表面質量和使用效果進行檢測，見表8～表11。

表8 質量檢測結果

表9 路面滲水報告

表10 路面抗滑性能測試報告（擺式儀法）

表11 使用效果

5 結語

（1）微表處是一種技術含量較高的預防性養護施工工藝，不僅需要一整套良好的施工設備、熟練的技術人員，更需要完善的全過程質量控制體系。

（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節，還要控制好施工的關鍵環節。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，應避免一天內的溫度最高時間段。對集料應嚴格控制超粒徑的骨料，避免鋪筑后的表面劃痕。

（3）微表處可以預防或延緩瀝青混凝土路面使用壽命，但不能處治已出現的病害，如果微表處施工前路面的病害（如唧漿、反射裂縫、網裂等）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防，2012年7月份此路段共修補坑槽60余處修補面積358 m2，而2013年9月份經過雨季，幾乎未發生道路病害。說明微表處能有效地預防水進入路面結構，較大的減少了水損害造成的坑槽修補量。

（5）施工通車后，從構造深度檢測結果可以看出，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，經過自檢和質檢部門的檢測，各項技術指標均達到或優于規范規定的質量標準，為西部地區實施微表處積累了寶貴的實踐經驗。微表處技術可以在西部地區廣泛應用。

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

[2]JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術規范[S].2004.

[3]JTG E20-2011,公路工程瀝青與瀝青混合料試驗規程[S].2011.

[4]JTG E42-2005,公路工程集料試驗規程[S].2005.

[5]連霍國道主干線嘉安高速公路2012年養護維修工程施工圖設計[Z].2012.