微表处技术的应用与研究

　　随着沥青路面使用年限的增加、沥青路面不断老化，病害增加，使用功能不断降低。适时对沥青路面实施微表处，实践证明是一项较好的预防性养护技术。研究和总结微表处施工技术及质量控制，对改善沥青路面使用性能、延长其使用寿命、节约投资。具有十分重要的意义。

　　1微表处的适用范围

　　微表处作为预防性养护的有效方法之一，主要应用在改善路面的抗滑性能、降低路面渗水、进行车辙修复等方面。因微表处厚度仅l cm左右，实施微表处技术不能增加路面抵抗变形的能力，期望1 cm左右厚的微表处能治百病是不现实的。因此，必须确定一个微表处的合理适用范围，不能什么样的病害路段都用微表处进行处理。拟实施微表处的路段应满足以下条件：

　　(1)原路面结构强度必须满足要求。为保证微表处实施效果，就要求拟进行微表处的路段道路结构强度必须满足要求，否则应首先进行补强处理。应在分析病害成因的基础上选择沥青层挖补、基层翻修甚至路基土的换填等方式进行处理，然后再进行微表处罩面。以杭甬高速公路部分拓宽路段为例，在实施微表处前对拟实施路段根据路面病害情况进行钻芯取样分析，发现部分路段的基层、底基层局部松散严重，强度足，路基含水量偏高。据此，对出现严重病害路段进行局部铣刨并加铺沥青面层，然后再在病害处理后的路面上实施微表处。截止2004年底，该路段微表处使用效果良好。

　　(2)原路面存在的裂缝、坑槽、龟裂、网裂等病害必须事先进行修补、灌缝处理。试验证明，原路面上宽度大于5 mm的未处理裂缝、坑槽、龟裂、网裂、严重车辙、拥包、波浪等沥青路面病害，在通车l～2个月左右便会反射到表面上。以杭甬高速公路为例，2002年在左幅K65~K67进行稀浆封层试验，原路面上宽度大于5 mm的裂缝未完全进行处理。在通车2个月左右便反射到路面上，影响了微表处的使用寿命和路容路貌。后经调查对出现严重病害的路段全部做铣刨罩面处理。

　　(3)当桥面为沥青混凝土铺装时，若路面湿度较大情况下实施微表处工程，因微表处具有封水效果，会将沥青面层的水分封住，在车辆荷载作用下，会加速桥面混凝土的破损。2003年宁波段实施微表处的K102桥面雨后出洞数及破损面积均较未实施的桥面多。

　　2微表处的原材料选用

　　微表处混合料是由合理配比的乳化沥青、改性剂、集料、水和填料等组成的，材料质量的好坏直接关系到混合料的性能。微表处混合料中，集料重量占到了混合料总重量的90%以上，而改性剂则是微表处区别于普通稀浆封层最重要的特征之一。因此，集料和改性剂质量的好坏直接影响混合料性能。

　　2.1集料的选择

　　微表处成败与否的关键是集料.由于其功能是制造一个封闭、粗糙的表面，石料的耐磨耗性特别重要。故微表处所用集料，特别是粗骨料部分应该使用耐磨耗的硬质石料，这与中国对高速公路沥青面层用粗集料应采用耐磨耗的要求相同。

　　规范要求集料的砂当量不低于65%，高于对普通稀浆封层用集料砂当量不低于45%的要求。也高于规范中高速公路沥青面层用细集料砂当量不小于60%的要求。对不同砂当量值的集料进行湿轮磨耗试验，结果表明：砂当量越低，混合料的湿轮磨耗值就越大，耐磨耗能力也就越差;砂当量低的集料还可能使改性剂无法发挥改性效果;因此微表处用集料砂当量不宜低于65%。

　　2.2胶乳改性剂的选择

　　微表处混合料大多选用胶乳改性剂。其中最为常用的是SBR胶乳。胶乳改性剂的加入，一方面改善了沥青本身的高温稳定性和低温延伸性，同时又可以增进沥青与石料之间的裹附性能，改善混合料的耐磨耗能力。研究表明，国外知名厂家生产的沥青改性专用SBR胶乳(用量3%)可以使乳化沥青蒸发残留物的针入度降低20%~30%，软化点增高5℃～7℃，5 ℃延度增至80cm以上.混合料的湿轮磨耗值减少20%以上。对乳化沥青和微表处混合料均表现出好的改性效果。

　　3微表处混合料的设计

　　3.1矿料级配

　　(1)微表处级配宜粗不宜细。随着微表处使用期的延长，最初外观表现较好，级配较细的微表处，出现抗滑功能不足的问题，而最初表观粗糙的微表处，不仅外观效果变得美观，而且保持了良好的抗滑性能。因此，微表处用于交通量大、重载车多的高速公路时，不宜采用Ⅱ型级配，而应采用Ⅲ型级配。交通量特别大的，级配曲线宜在Ⅲ型级配范围中值与下限之间。

　　(2)谨慎使用间断级配。问断级配存在施工和易性的问题，但间断级配曲线将加重矿料在运输、装载过程中出现粗料与细料离析的现象，影响摊铺的均匀性。

　　此外，间断级配会显著影响混合料的使用效果，这种级配往往会造成微表处表观不均匀、大料容易飞散。

　　3.2油石比的确定

　　(1)在混合料设计时，应根据实际情况选择合理的油石比：

　　1)原路面情况。如果原路面有泛油，特别是对于采用以前高标号沥青的，微表处材料层可以采用较小的油石比;如果原路面贫油。或者原路面沥青老化较严重时，可以考虑采用稍大的油石比;原路面表面层空隙率大或渗水严重的，宜采用稍大的油石比。

　　2)交通量的大小。交通量大，微表处应采用较小的油石比;交通量较小的，微表处可以采用相对较大的油石比。

　　3)高温季节微表处施工，油石比宜小不宜大。

　　(2)在允许的油石比范围内，微表处混合料的油石比宜小不宜大。

　　4微表处的施工质量控制

　　4.1稠度

　　(1)稀浆混合料在进入摊铺箱后应保持良好的和易性。混合料过于粘稠，易造成破乳过早，并影响铺层的平整度，还会在刮平器作用下留下刮痕。如果过稀则混合料会离析，影响路面的摩擦系数，并导致泛油、粘结力下降、铺层的厚薄不均。在混合料的配比设计中，用水量已被确认，因现场集料的含水量、温度、湿度、路面的吸水情况等条件都会有所偏差，故在施工中应根据实际情况作相应调整，以保证混合料合适的粘稠度。

　　(2)摊铺过程中微表处混合料的稠度是保证摊铺质量的关键指标，必须及时进行检测。

　　4.2破乳时间

　　破乳过早常常是造成施工质量问题的重要原因，稀浆混合料应该在搅拌和摊铺过程中保持必要的稳定性，过早的破乳造成沥青结团，厚薄不均、刮痕等现象，而且对封层与路面的粘结非常不利，破乳时间过长会影响成型时间。解决办法是通过调节水量或适当加入一些化学添加剂来实现对破乳时间的控制。

　　4.3预湿水

　　天气过于干燥炎热时，对原路面进行预洒水，有利于稀浆对原路面的牢固粘结。一些新式的稀浆封层机都带有预洒水系统，摊铺时打开即可。对于无洒水系统的摊铺机或人工摊铺，可采取其他方式洒水，但应避免洒水过多，量的控制以路面无积水为宜，洒水后可立即摊铺。

　　4.4接缝

　　纵缝与摊铺方向平行，是影响封层总体外观的重要方面，因此纵缝的处理非常关键。在先铺筑的接缝处进行预湿水处理有助于2辆车稀浆混合料的连接，而用橡胶刮耙处理接缝处的突出部分非常有效，再用扫帚进行扫平，使纵向接缝变得平顺，总体外观更佳。在高速公路上，应尽量减少纵缝的搭接宽度。并尽可能将重叠的位置安排在标线的位置，将一车道分成2幅或3幅摊铺的情况应当避免。横向接缝过多过密会影响外观和平整度，因此要尽可能减少横缝的数量，提高接缝的施工水平。良好的横向接缝对于防止水分下渗和形成悦目的外观极为重要。首先在起点处，当摊铺箱的全宽度上都布有稀浆时，就可以低速缓慢前移，这样就可以减少箱内积料过多而产生的过厚起拱现象。施工时可在起点的摊铺箱下铺垫一块油毡，当摊铺机前进后，将油毛毡连同上面的混合料一道拿走，这样可以保证一个非常平整的起点和良好的外观。当摊铺机所携的任何一种材料已经用完时，操作手应力求摊铺箱内混“合料分布均匀。一般情况下，摊铺终点的稀浆混合料会不均匀，应往回铲除1~2 m的长度;下一车的摊铺应从上一车的终点倒回30～50 cm的距离，铺好油毛毡再开始摊铺;当进行最后一车时，其终点的处理应采取人工整平，并做出一条直线。

　　4.5加水量

　　某一种石料和乳化沥青，当外加水量为某一范围时，可以成为稳定的稀浆。机械作业时的外加水量，可以采取允许范围的中值。若加水量过少，拌和时的和易性及均匀性都受影响，甚至拌不出稀浆。有的施工单位片面地认为加水量增大有利于拌和摊铺，而对稀浆质量无多大影响，这是不正确的。

　　4.6超径颗粒及细料凝块

　　石料中难免会有超径的颗粒，这些颗粒有可能会卡住搅拌轴，引起机械故障。更有可能卡在橡胶刮板下面，形成纵向划痕。矿料受潮时会产生细料凝块，特别是对于砂当量较低的矿料，这种凝块也容易造成纵向划痕有时也可能在摊铺箱下压碎，给封层表面留下一条松散的浅色痕迹、通车后这条痕迹很容易跑散而形成一条凹槽。为避免这种现象，应在矿料装入矿料箱前将矿料过筛。

　　4.7摊铺箱

　　摊铺箱的功能是把混合的稀浆以一致的形式分布在路面上。用哪种形式的摊铺箱常取决于封层的类型和摊铺速度。摊铺箱的清洁非常重要，每天工作结束后必须清洁摊铺箱。在每车摊完的间隙内，也应该清洁摊铺箱和后面的橡胶刮板。如果在橡胶板的边缘堆积过多凝固的颗粒，会在摊铺时形成划痕。摊铺箱不应有漏浆现象，其侧面应安装橡胶板以使侧面保持整洁。摊铺箱的橡胶(或钢板)厚度应一致，这样在摊铺的封层表面就不会留下纵向不均匀的划痕式凸起的条纹，橡胶刮板的宽度、厚度和硬度应满足理想摊铺效果的需要。

　　摊铺箱的拖动应保持平稳无振动，机器的速度应一致，不能忽快忽慢。速度过快会造成摊铺箱振动或跳动，并在稀浆上留下横向的波纹。在使用拖布(常用短的粗麻布)的情况下，过快的速度会造成表面的划痕和不均匀。合适的摊铺速度取决于摊铺的效果。摊铺速度也受道路等级、石料级配、稀浆稠度和原路面的影响。

　　4.8刮板与拖布

　　合适的橡胶刮板可以保证封层所需要的厚度。如果刮板材料太厚太硬，就会使混合料分离并挡住大颗粒，使其不能摊铺出去，形成划痕;如果刮板太软太薄，就会造成多层稀浆通过刮板。不同的橡胶和合成材料适合做成不同硬度的刮板，有的微表处在摊铺时甚至需要钢刮板。拖布常用来使封层表面形成理想的纹理。拖布可以使用粗麻布、帆布、毛毯等，只需能使稀浆表面形成一致的纹理即可。拖布的长度、重量、纹理和厚度必须随着集料的级配和稀浆系统进行调理，当拖布被磨损或沾满沥青变硬时就必须更换。

　　4.9摊铺速度

　　微表处一个突出的优点是在摊铺过程中自动填充需要修补的路面，因此正确的摊铺速度对项目成功起着非常重要的作用。过快会引起波纹、推移和离析。摊铺的速度应根据路面的状况进行调理。在铺较薄的封层时，摊铺速度对封层的影响更加显著。摊铺速度主要取决于2大因素，一是集料的级配，二是原路面的表面纹理。

　　4.10摊铺厚度

　　微表处摊铺厚度的控制也是微表处施工中的一个环节、不合理的厚度会减少微表处的寿命。在级配范围中的曲线如靠近粗的一侧，亦即集料中大颗粒的比例较大时，就必须铺得厚一点，否则大骨料就不能嵌入封层当中，并容易被刮板带起形成划痕。反之，级配靠近较细的一侧，即集料中细料比例较大时，就需要铺得薄一点。微表处的设计厚度为稀浆中最大颗粒的粒径，如果强行将封层铺厚或铺薄，将造成封层稳定性差，易出现松散、泛油和车辙等病害。现有路面的粗糙程度直接影响稀浆的摊铺厚度，表面的孔隙越多，需要填充的材料就越多。路面孔隙的尺寸和数量受到许多因素的影响：原有的沥青混合料中集料的尺、集料中细料的多少、原路面摊铺时的压实度、混合料的类型以及上一次封层的粗糙度等，都会影响摊铺厚度。遇到松散严重的沥青面层时，可铺2层微表处以形成低孔隙的紧密表层。在摊铺时，集料中最大粒径的骨料应埋入摊铺层内75%以上。摊铺太薄形成划痕，同时摊铺箱会刮走粗料，只剩下细料和乳液形成光面。

　　4.11人工摊铺

　　有些路段不适合机械摊铺，必须通过人工摊铺来完成，这些地段的摊铺可以用胶滚来完成。人工摊铺的原则是越少越好，人工摊铺的稀浆越多，发生的离析也越多。当胶滚使混合料来回移动时，大骨料被带到了表面，造成表面没有细料，并使混合料脱水从而造成松散。人工摊铺时，首先应该湿润原沥青路面，确保微表处的整体性。混合料中的水会减少路面的张力，有利于人工操作，因此可适当增加人工摊铺时的用水量。

　　在操作过程中，凝固的稀浆必须清除。

　　4.12降雨

　　在尚未达到通车的粘聚力之前，突然发生降雨冲刷封层表面时，应在雨停后立即上路检查，如有局部轻度损坏时，可等路面干硬后进行人工修补：如普遍有损坏时，应在路面强度较低的情况下，将全部雨前摊铺的封层铲除，重新摊铺。

　　4.13其他应注意的问题

　　应避免尽量雨天施工，施工及养生期间的气温应高于13℃，路面过湿或有积水不可施工。

　　5结语

　　微表处在中国还是一项新技术，现行的施工技术标准和规范尚未完善，公路养护工作者应以科学、严谨、务实的态度来认识和应用该技术。并在施工中认真实践、摸索，逐渐总结出一套适用于高速公路养护的施工技术方法。

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