公路工程微表处养护施工技术应用
摘 要：以某公路工程为例，对公路微表处养护施工技术展开分析。研究表明，微表处养护施工具有施工速度快、施工效果好的优点，在施工过程中应做好材料的选择、配合比设计、机械准备、原路面处理、微表处摊铺等施工工序，同时应注意避免出现混合料稠度过大或过小、破乳时间过早、接缝处理等问题，验收时需满足验收标准，旨在通过对微表处养护技术的原因分析，保证微表处养护施工的效果。
关键词：公路工程;微表处;养护施工;
作者简介：宋立杰（1990—），男，助理工程师，从事公路施工工作。;
某高速公路工程路线全长25km，设计行车速度100km/h，公路整体于2012年底完工，其上面层采主要用SMA-13的改性澳门太阳游戏网站材料，中面层与下面层采用AC-16的澳门太阳游戏网站材料，该公路经过多年的使用后，经检测得知现阶段公路面层存在病害问题，主要病害类型包括裂缝、车辙、松散等。因此，为保证公路的施工安全与使用寿命，研究决定在病害处理后统一加铺厚度在1cm的微表处养护层。
(1）微表处养护施工技术是一种通过专用的摊铺设备，将由改性乳化沥青、集料、添加剂、填料、水等多种原材料按比例混合而成的混合料，均匀摊铺至高速公路路面表层，且摊铺后养护1～2h即可开放交通的养护层结构。微表处技术常用于表层结构良好，或存在裂缝、老化、车辙等轻微病害，但路面内部结构层并未遭受损害的公路中，通过微表处养护层的作用，可达到改善公路路面的使用性能，修复轻微的病害的目的。
(2）微表处养护施工技术的应用具有很多的优势，首先微表处养护施工周期短，养护1～2h即可开放交通，不会占用公路太长的时间，同时养护施工采用的大型设备只有专用的摊铺机，施工极其方便；其次，微表处养护施工摊铺的养护层厚度一般在3～12mm，重量较轻不会对公路路面造成过大的压力，且可以有效地改善路面的抗滑能力，修复轻微的路面病害[1]；最后，采用微表处养护技术施工噪声小、无污染排放、所需资源少，可以实现对周围环境的保护。因此，微表处养护技术在当前高速公路养护中受到广泛的应用。
(1）集料选择：集料在微表处养护施工混合料中所占的比例可达到85%，集料的质量对养护效果有着重要的作用。集料分为粗集料与细集料，其中粗集料在微表处养护中主要起到骨架的作用，通过添加适量的粗集料，提升养护层的强度，细集料添加可保证混合料的黏结性、耐久性、密实性。本次施工选用的集料内部应保持干净，且具有耐磨坚硬的特点，集料的压碎值宜不大于26%，坚固性宜不大于12%，磨光值宜不小于42BPN，洛杉矶磨耗损值宜不大于28%，细集料的砂当量宜不小于60%，满足要求的集料才能选择使用。
(2）乳化沥青选择：乳化沥青材料是微表处养护施工混合料的关键材料，主要作用是保证混合料的黏结性。乳化沥青主要是通过向普通沥青材料中掺加乳化剂和改性剂获取，因此，乳化沥青的性能与改性剂和乳化剂的选择息息相关，本次施工选用的乳化剂为慢裂快凝型的阳离子乳化剂，且乳化剂掺加后不会改变沥青材料的性能；改性剂的选择结合工程所在地的温度、气候、行车量等因素综合确定。经添加乳化剂和改性剂后的乳化沥青材料，其针入度应控制在60～110mm，软化点不小于57℃，溶解度不小于97.5℃，黏度不小于8 000Pa·s，延度不小于40cm，满足性能要求的乳化沥青方可用于拌和[2]。
(3）填料选择：填料在微表处养护施工混合料中的主要作用是增加混合料的和易性，使混合料摊铺时可以更加均匀、平整，同时加快微表处养护层强度的增长速度，从而缩短养护周期。本次施工使用的填料为波特兰水泥以及消石灰，填料在使用前经实验室检测可得，其性能均满足施工要求，可用于微表处混合料的拌和中。
(1）原材料全部选择完毕后开展混合料的配合比设计，配比设计的主要内容包括各种原材料的用量以及集料的级配，其中乳化沥青材料的用量通过实验确定，先通过1h湿轮磨耗值和砂黏附量初步确定沥青的用量范围，再将可选范围划分为5组用量，通过6d湿轮磨耗指标确定最佳沥青用量，如划分的5组用量均不准确，可重新调整并实验，直至确定本工程最佳沥青用量，通过实验最终确定乳化沥青的最佳油石比为7.0%[3]。
(2）集料的级配通过多次实验对比获取，本次施工集料的最大粒径不得超过21.5mm，其级配共分为4个档次，分别为0～4.75mm、4.75～9.5mm、9.5～17.5mm,17.5～21.5mm，不同级配的过筛率不同，集料与填料的用量可通过实验确定，经实验室分析最终确定混合料中集料：乳化沥青∶填料∶外加剂和水=100∶10∶1.8∶7.5，经设计配合比试拌获得的混合料其25℃可拌和时间为160s，满足标准要求的不小于120s,30min初凝时黏聚力为1.8N·m，满足标准要求的不小于1.2N·m,60min终凝时黏聚力为2.6N·m，满足标准要求的不小于2.0N·m。
微表处养护施工采用的机械设备主要包括洒水车1台、装载机1台、乳化沥青材料运输车、自卸式运输车、微表处摊铺机1台，各个机械相互协作，共同完成养护施工，所有的机械在使用前需经过精确计量与标定，并安排专业的施工人员负责后续的养护与维修，同时微表处养护摊铺前，需检测机械的使用性能，满足施工要求后开展养护施工。
微表处养护施工是直接在原路面上展开摊铺，因此施工前需对原路面进行必要的处理，根据施工要求得知，若原路面存在车辙及裂缝深度达到12.7mm以上，不能直接进行微表处养护，需先对病害进行单独处理，针对12.7mm以上裂缝和车辙，本工程处理方式为开槽灌缝，先利用开槽机将病害位置打开小口，然后将孔内的杂物清理干净并涂刷黏结油，再分层回填同配比的混合料至路面高度，待所有病害问题处理完成后，使用清扫机械与鼓风机将原路面上的杂物、泥土全部清理干净，为微表处养护施工做准备[4]。
(1）原路面全部处理完成且清理干净后，开始微表处养护层的摊铺，摊铺前先将装载有原材料的摊铺机械开至施工起点，将机械对准摊铺的中线，并设置调整好摊铺箱的厚度与拱度，然后按照配合比设计的材料用量设置各个料门的开度，连接拌和缸离合器，开启摊铺机的螺旋分料器，打开各个料门开关，使原材料进入拌和缸中，最后调节分向器的流向，待混合料可以均匀地流向并分布于摊铺箱全款范围时，开启摊铺机的摊铺功能。
(2）微表处养护层摊铺时机械的行进速度保持在1.5～3.0km/h，摊铺箱中混合料的容量始终保持在摊铺箱总容量的1/2，如某种原材料全部用完，此时立即停止摊铺作业并补充原材料。待混合料的生产量与摊铺量基本一致后，重新恢复摊铺作业，摊铺过程中每段路面摊铺完成，均要进行人工找平，针对摊铺中不均匀、不平整、厚度不满足要求的位置采取针对性的处理措施，路面全部摊铺完成后养护1～2h，养护期间一切车辆严禁通行，经检测微表处养护层的黏结力可达到2.0N·m后方可开放交通[5]。
(1）本工程微表处养护施工中要注意混合料的质量，严格控制混合料的稠度。稠度是反映混合料和易性与用水量的准确指标，若拌和后的混合料稠度过高，则容易导致混合料在摊铺箱内发生过早破乳，或发生组团、黏结于摊铺箱内部的情况，从而严重影响养护层的摊铺质量；若拌和后混合料的稠度过低，则混合料拌和后容易发生离析问题，添加的集料中细集料会漂浮于混合料表面，粗集料则沉入混合料底层，摊铺后路面容易发生泛油问题，且黏结力难以满足标准要求。
(2）针对混合料稠度的控制可以通过两种方法实现，第一种是施工人员可利用细小的木棍在拌和后的混合料表面轻轻地划出痕迹，若产生的痕迹瞬间就被两侧的混合料掩盖而消失，则证明混合料的稠度过低，若划出的痕迹长时间未被掩盖，且划痕周围的混合料呈现松散状态，则证明混合料稠度过高，若产生的划痕可以保持一定的时间才被周围材料掩盖，且划痕周围混合料仍具有流动性，则证明混合料的稠度可以满足要求[6]；第二种是可以利用太阳的照射情况判断混合料的稠度，若混合料的稠度过低，则混合料表面会出现大面积的反光带，若混合料的稠度过高，则混合料表面反光效果较差，若混合料表面的反光呈现漫反射状态，则证明混合料的稠度适宜。
(1）微表处养护施工中施工单位要注意混合料的破乳时间，虽然通过拌和试验可以初步明确混合料的破乳时间，但不同的环境温度下其破乳时间仍存在差异，若混合料破乳时间过早，则会严重影响混合料的使用性能，从而影响路面的养护效果，若混合料的破乳时间过长，则会大幅增加混合料的养护周期，从而影响施工进度。
(2）针对混合料破乳时间过早的问题，施工单位可以通过以下方法控制：①掺加适量的缓凝剂，常用的缓凝剂包括乳化剂水溶液、掺加Al2(SO4)3，缓凝剂的添加量必须通过实验综合确定；②改变混合料中填料的用量，填料的用量越大，混合料的破乳时间就越短，填料的用量越小，混合料的破乳时间就越长；③控制混合料的摊铺温度，乳化沥青的破乳时间与温度的变化直接相关，温度越高破乳时间越短。因此，施工时可避免高温施工，尽量选择早上或夜间作业，以避免出现过早破乳的问题[7]。
(1）微表处养护施工中要注意做好接缝的处理，本工程公路路面的长度较大，难以一次摊铺完成，因此需要合理设置接缝，其中横向接缝主要位于混合料用完摊铺中断，或遇到紧急情况需停止施工的位置。横缝设置时需利用铁锹工具将摊铺段末端的混合料铲除至齐边，在接缝时利用油毡将上个摊铺段0.8～1.0m的位置覆盖，且保持油毡与养护层边缘对齐，然后摊铺时将摊铺机的摊铺箱后侧置于油毡上，再启动摊铺机实现接缝，接缝段摊铺后将油毡撤除，油毡上的混合料做废料处理。
(2）纵向接缝的设置主要位于2幅路段养护层的搭接处，纵向接缝宜设置在车道线旁边3～5cm的位置，以保证路面的美观，纵缝搭接时搭接宽度不宜过大，搭接宽度控制在30cm左右即可，纵缝搭接后为保证路面的平整度及厚度一致，施工人员可利用工具人工整平，使搭接处厚度与路面保持一致[8]。
(1）本工程微表处养护施工完成后需经过验收才能投入使用，验收标准主要分为2层，分别为外观验收与性能验收。其中外观验收的内容主要包括养护层的表面是否平整、养护层混合料是否密实、松散、有无轮迹、接缝位置是否平顺、外观色泽是否一致、表面是否光滑、摊铺范围外是否存在混合料溢出问题等，外观检测直接关系路面的美观程度，同时也可以反映养护层的性能好坏。
(2）微表处养护性能的验收主要包括对养护层抗滑性能、渗水系数、厚度的检测，其检测标准需满足《微表处和稀浆封层技术指南》（JTG/T F40—02—2005）规范的要求，养护层的摆值宜不小于45BPN，渗水系数宜不大于10ml/min，构造深度宜不小于0.6mm，厚度偏差宜控制在10%以内，经检测本工程路面的摆值为52.3BPN，渗水系数为8.4ml/min，构造深度为0.86mm，厚度偏差在10%以内，且外观检测良好均满足验收要求，证明本次微表处养护施工质量良好。
微表处养护施工技术在高速公路养护施工中的应用，可以有效地提升路面的使用性能，延长公路的使用寿命，但是为保证养护施工的效果，在施工前施工单位应严格控制原材料的质量，施工中加强施工管理，把控施工技术及流程，施工后及时开展质量检测，以保证微表处养护层的施工质量。
[1] 李晓妮.微表处在公路建设中的应用研究[J].建设科技，2014(14):117-118.
[2] 葛伟恒.微表处技术在高速公路沥青路面养护中的应用[J].新材料新装饰，2014(3).
[3] 付锋艳.微表处技术在沥青路面养护中的应用[J].山西建筑，2013(20):128-130.
[4] 董承静.微表处施工中常见问题分析[J].石油沥青，2015(3):35-36.
[5] 陈思佳，杨姝.公路路面微表处养护施工技术探讨[J].技术与市场，2017(1):52,54.
[6] 崔崇英.公路路面微表处养护施工技术探讨[J].科学与财富，2017(16):84
[7] 罗阳.公路路面微表处养护施工技术[J].交通世界，2019(11):45-46.
[8] 张诚忠.高速公路路面微表处养护施工技术[J].建筑工程技术与设计，2016(16):415,406.
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