高速公路MS-4微表處施工應用研究

張余勝　尚焌膈

摘要 在行車荷載和自然因素的長期作用下，瀝青混凝土路面極易產(chǎn)生早期病害，如何開展科學、有效的預防性養(yǎng)護成為了道路養(yǎng)護工作的關(guān)鍵。作為一種路面快速修復技術(shù)，微表處因其自身優(yōu)異的性能，在瀝青路面養(yǎng)護中得到了廣泛應用。文章依托渝黔高速公路項目，根據(jù)路面病害調(diào)查結(jié)果，在車轍病害嚴重路段鋪設(shè)試驗段，確定MS-4微表處施工方案。并詳細闡述MS-4微表處施工工藝，施工中進行礦料、瀝青混合料抽檢，工后進行構(gòu)造深度、滲水系數(shù)、抗滑擺值檢測，結(jié)果表明MS-4微表處可修復車轍病害，改善路面使用性能，具有良好的施工效果。

關(guān)鍵詞 高速公路;MS-4微表處;質(zhì)量檢測;施工工藝

中圖分類號 U418文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2022）10-0083-03

0 引言

目前，公路路面預防性養(yǎng)護方法很多，主要包括霧封層、同步碎石封層、微表處等。其中微表處可修復路面車轍，具有良好的抗滑性能，能夠為道路行車提供一個粗糙耐磨的抗滑表面。微表處屬于一種薄層結(jié)構(gòu)，厚度為5～10 mm，極大限制了填充車轍的深度。由級配規(guī)定分析，即便是MS-3型微表處混合料，采用的石料最大粒徑也在9.5 mm以內(nèi)。為了修復重度車轍，該文提出了MS-4型微表處混合料，結(jié)合渝黔高速實例，探尋MS-4型微表處施工應用要點。

1 工程概況

渝黔高速公路運營多年，沿線交通量越來越大，重載問題嚴峻，路面出現(xiàn)了不同程度的破壞，主要包括：裂縫、水損壞、坑槽、車轍，其中車轍病害較為嚴重。試驗段（K1015+105～K1105+838段）鋪筑選取車轍病害較為嚴重的路段，按照從上到下的順序，原路面結(jié)構(gòu)形式為4 cm AC-16+5 cm AC-20+6 cm AC-25。根據(jù)路面調(diào)查結(jié)果顯示，流動性車轍、壓密性車轍是該路段主要車轍病害，全路段分布較廣，集中出現(xiàn)在行車道輪跡帶位置，具有較大深度，對行車安全影響較大。經(jīng)分析，該類車轍病害并未破壞路面下部結(jié)構(gòu)，多處于表面層，因此，決定采用微表處進行病害處治。

2 車轍處治方案

經(jīng)多次論證分析，制定施工方案時，當車轍深度大于25 mm，采用MS-4型微表處。填充高度與原路面保持一致，隨后采用MS-3型微表處對整個行車道罩面處理。不同車轍病害程度下路面處治方案如下：

（1）輕度車轍。MS-3型微表罩面，填充寬度4 m。

（2）重度車轍。MS-4型微表填充，填充寬度1.4 m。

（3）原路面。銑刨拉毛處理，厚度2 cm以內(nèi)。

3 MS-3和MS-4型微表處的性能對比分析

微表處是路面預防性養(yǎng)護技術(shù)之一，是指在一定比例條件下，將級配滿足設(shè)計要求的原材料，乳化瀝青、外摻劑、礦料均勻拌合，生成一種具有流動性的瀝青混合料，并在路面均勻灑布。微表處厚度較小，僅能用于路面封層，無法修復路面結(jié)構(gòu)性病害，在路面早期病害當中修復車轍病害效果突出。作為一種新型微表處材料，MS-4型微表處是該工程施工重點，施工前，選取嚴重車轍路段為試驗段進行MS-4可行性分析。

3.1 車轍模擬試驗

仿真道路交通環(huán)境下，瀝青混合料車轍試驗裝置很多，驗證MS-4型微表處抗車轍效果，可開展車轍模擬試驗[1]。試驗時，對MS-4和MS-3型微表處進行了對比分析。試驗條件為荷載、速度一致，在指定溫度條件下加載輪進行多次重復性碾壓，通過不間斷連續(xù)監(jiān)測，尋求車轍變化規(guī)律。試驗結(jié)果如表1所示。MS-3、MS-4型微表處的車轍深度分別為3.92 mm、1.75 mm;動穩(wěn)定度次數(shù)分別為2 945次/mm、4 320次/mm。結(jié)果表明，經(jīng)對比分析MS-3、MS-4型微表處抗車轍能力，MS-4型微表處抗車轍能力顯著，在重度車轍病害處治當中，仍具有良好的施工效果。

3.2 高溫修正馬歇爾試驗

研究采用馬歇爾試驗驗證MS-3和MS-4型微表處混合料的后期強度。根據(jù)密級配瀝青混合料試驗要求，制備試樣，共6個，分2組，用水量為6.0%，試件正反面擊實，次數(shù)均為50次。試驗時，先在60 ℃高溫環(huán)境下進行30 min水浴養(yǎng)護;隨后在20 ℃恒溫環(huán)境下進行30 min正常養(yǎng)護，高溫修正馬歇爾試驗檢測結(jié)果如表1所示。結(jié)果表明，相比MS-3型微表處混合料，MS-4型微表處混合料的后期強度更強。

通過上述分析，在MS-3和MS-4型微表處混合料當中，無論是抗車轍變形能力，還是高溫性能，MS-4型微表處混合料性能良好，具有更加顯著的施工應用效果[2]。

4 MS-4微表處施工工藝

各項施工準備工作結(jié)束后，便可進行微表處施工，工藝流程如圖1所示。

按上述步驟施工，施工注意要點如下：

（1）原路面處理。微表處施工前，須先做原路面處理，例如，原瀝青路面存在裂縫、坑槽、擁包等問題，若病害嚴重，需前做銑刨拉毛處理，隨后進行微表處施工，這樣才能增強微表處和原路面之間的粘結(jié)作用。

（2）原材料選擇。相比普通材料，MS-4型級配當中，礦料粒徑較大，在原材料選擇時，盡量減少集料當中針片狀含量，提高施工效率。此外，還需嚴控細集料的砂當量，砂當量太大或者太小，均會對微表處后期強度造成不利影響。

（3）攤鋪施工。車轍填充時，可采用專門的微表處攤鋪車，并配置V形車轍攤鋪槽。原路面15 cm以下的車轍，需直接作微表處罩面。車轍深度為15～25 mm范圍，需先作微表處填充，隨后作微表處罩面，或者采取雙層微表處施工方案。車轍深度在25～40 mm范圍，采取MS-4型微表處填充車轍即可。微表處攤鋪車就位后，密切關(guān)注設(shè)備運行狀況，查看出料是否順利，行駛速度是否合理等。攤鋪施工中，要結(jié)合施工現(xiàn)場車轍深度實際情況，實時進行攤鋪槽鋼刮板高度調(diào)節(jié)，相比原路面標高，車轍中部攤鋪高度應高一些。攤鋪機須連續(xù)施工，行駛速度均勻，盡可能減少停機，保證攤鋪厚度均勻[3]。3C344193-FFE3-4822-8003-4E2399F3E030

（4）施工路面控制。施工過程中，地表溫度的高低會影響微表處成型和早期強度，地表溫度太低不宜施工，反之，地表溫度太高同樣不利于施工控制。例如，夏季高溫條件下，微表處混合料攤鋪施工時，破乳速度快，對乳化瀝青下滲影響較大，甚至會影響粘結(jié)作用。若地表溫度太高，須噴霧降溫，避免積水。

（5）養(yǎng)護施工。在該工程施工當中，采用兩層微表處施工方案，上下面層分別為“MS-3型+MS-4型”微表處。施工時，控制好施工間隔時間，若間隔時間少，下層微表處混合料水分尚未完全發(fā)揮，影響施工效果。因此，待完成MS-4型微表處施工，適當壓實、晾曬，加快混合料內(nèi)水分擴散速度，增加其強度，隨后進行上面層MS-3型微表處施工[4]。

5 施工過程監(jiān)控及評價分析

試驗段施工中，須監(jiān)控整個施工過程，抽檢時，重點做礦料、瀝青混合料抽檢。

5.1 礦料抽檢

表2為MS-4礦料抽檢級配對照，圖2為MS-4型微表處混合料抽檢結(jié)果對照圖。

通過表2、圖2可見，MS-4型微表處混合料抽檢結(jié)果可滿足設(shè)計級配要求，混合料施工效果良好。

5.2 瀝青混合料抽檢

MS-4型微表處混合料當中，須摻加適量乳化瀝青，瀝青材料破乳干燥后，即可作抽檢處理，抽檢內(nèi)容包括：油石比、礦料級配。試驗方法采用了離心分離法和燃燒法兩種，試驗結(jié)果如下[5]：

（1）設(shè)計值：當瀝青含量為5.7%時，油石比為6.0%。

（2）離心分離法試驗結(jié)果：當瀝青含量為5.9%時，油石比為6.3%。

（3）燃燒法試驗結(jié)果：當瀝青含量為5.7%時，油石比為6.1%。

表3為微表處瀝青混合料級配檢測結(jié)果，圖3為MS-4瀝青混合料抽檢級配曲線對照圖。

由離心分離試驗、燃燒試驗及瀝青混合料級配檢測結(jié)果可知，MS-4瀝青混合料的油石比、級配均可滿足設(shè)計要求，MS-4微表處施工具有可行性。

第一，在抽檢結(jié)果當中，若結(jié)果與設(shè)計值不符，需再次進行抽檢測定，若仍舊無法滿足設(shè)計值，此時須重新調(diào)整混合料的礦料、瀝青混合料級配，直至滿足設(shè)計值要求。

第二，假設(shè)MS-4型微表處混合料當中，礦料級配和砂當量抽檢結(jié)果與設(shè)計值不符，解決方案為調(diào)整不同粒徑集料合成比例，即調(diào)整三個檔級的集料粒徑，0～

5 mm、5～10 mm、10～15 mm，隨后再次檢測混合料中礦料級配，直至滿足設(shè)計值要求。

第三，假設(shè)MS-4型微表處當中，瀝青混合料油石比抽檢結(jié)果與設(shè)計值偏差較大（允許偏差范圍為±0.5%），解決方案為適當調(diào)整施工設(shè)備參數(shù)，重新校準施工車輛的計重設(shè)備，并再次標定乳化瀝青、集料等原材料的用量，作抽檢處理，直至滿足設(shè)計值要求。

6 工后質(zhì)量檢測與評價分析

MS-4型微表處施工完成后，為驗證工程質(zhì)量，須作工后檢測，檢測指標包括：構(gòu)造深度、滲水系數(shù)與抗滑擺值。試驗中，檢測點間距為100 m，在路面構(gòu)造深度和抗滑擺值試驗當中，每個檢測點分別檢測3次，取平均值;路面滲水試驗中，每個測點檢測2次，取平均值。表4為檢測結(jié)果。

從表4可見，MS-4型微表處工后質(zhì)量檢測當中，構(gòu)造深度、抗滑擺值、滲水系數(shù)均可滿足規(guī)定要求，說明施工驗收質(zhì)量良好[6]。

為了進一步確定MS-4型微表處施工質(zhì)量，工后對試驗段進行了30 d跟蹤調(diào)查，目測試驗段未見明顯車轍，路面表層平整、無脫皮現(xiàn)象。由此證明，MS-4型微表處施工能夠修復路面車轍病害，改善路面使用性能，同時，還具有良好的抗滑、防水效果。

7 結(jié)束語

渝黔高速公路運營多年，路面車轍病害嚴重，為修復車轍病害，恢復路面使用性能，特提出MS-4微表處養(yǎng)護方案，結(jié)論如下：

（1）結(jié)合渝黔高速公路實例，選取嚴重車轍路段為試驗段，針對輕度、重度車轍病害，提出有針對性的車轍處治方案，采用MS-4型與MS-3型結(jié)合的微表處養(yǎng)護措施。

（2）通過車轍模擬試驗、高溫修正馬歇爾試驗對比MS-3和MS-4型微表處的性能，結(jié)果表明，在抗車轍性能與高溫性能方面，MS-4型微表處混合料性能良好，具有顯著的施工應用效果。

（3）各項準備工作完成后，便可進行微表處施工，須規(guī)范施工工藝，掌握施工技術(shù)要點，并在施工過程中，做好礦料、瀝青混合料抽檢工作，經(jīng)MS-4礦料、瀝青混合料級配抽檢對照分析，結(jié)果顯示，MS-4微表處施工具有可行性。

（4）為驗證工程質(zhì)量，工后檢測路面構(gòu)造深度、滲水系數(shù)與抗滑擺值，所得值均可滿足規(guī)定要求，說明MS-4型微表處施工能夠修復路面車轍病害，改善路面使用性能，同時，還具有良好的抗滑、防水功能。

參考文獻

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[3]李麗. MS-4型微表處在甘肅戈壁地區(qū)公路預防性養(yǎng)護中的應用研究[D]. 蘭州：蘭州交通大學， 2019.

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[5]黃新顏. MS-4新型微表處試驗與施工研究[D]. 長沙：湖南大學， 2009.

[6]范麗霞. 論微表處在高速公路養(yǎng)護中的應用[J]. 交通世界（建養(yǎng)機械）， 2011（11）： 98-99.3C344193-FFE3-4822-8003-4E2399F3E030