论文部分内容阅读
摘要：微表处技术是高速公路养护中的一项有效措施，得到了广泛应用。从原材料选择、混合料设计、施工和使用情况等方面详细介绍了宁波绕城公路微表处养护罩面工程。通过室内试验和施工证明，采用微表处技术可有效地防止路面水下渗和修复车辙等病害。
关键词：微表处；施工工艺；路面预防性养护
Abstract: the micro-surfacing expressway curing technology is one of the effective measures, to a wide range of applications. From the raw material selection, mixture design, construction and usage of the introduced in detail the micro-surfacing ningbo belt highway maintenance cover face engineering. Through the laboratory test and construction show the micro-surfacing technology can effectively prevent the road surface water infiltration and repair the rut disease.
Key words: the micro-surfacing; The construction technology; Pavement preventive maintenance
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
一前言
微表处是采用专用机械设备将聚合物改性乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配比拌和成稀浆混合料摊铺到原路面上，并很快开放交通的具有高抗滑和耐久性能的薄层。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。微表处混合料按矿料公称最大粒径的不同，可分为MS-2 型和MS-3 型。MS-3型微表处，公称最大粒径为9.5mm，适用于高速公路、一级公路的罩面和车辙填充。MS-2 型微表处，公称最大粒径为4.75mm，适用于中等级交通量高速公路、一二级公路的罩面。
微表处技术于20 世纪70 年代在德国出现，如今已成为美国、加拿大及世界其它一些国家和地区高等级公路的主要预防性养护手段之一。该技术进入我国后，在全国的大部分省市得到了广泛地推广和应用。我公司2005年2月在宁波绕城公路5标进行微表处养护罩面工程施工，本文从原材料选取、混合料设计等方面对微表处技术了简要阐述，以供同仁借鉴。
二 配合比设计
為确保微表处施工的顺利进行，依据设计要求采用ES-Ⅱ型级配，其具体的材料选择及配合比设计为：
2.1材料的选择：
2.1.1级配矿料要求
矿料的级配和质量与封层的耐久性、耐磨性、抗滑性等使用性能均有密切关系。其级配组成应符合《微表外和稀浆封层技术指南（2006）》中关于微表处的要求且所用集料应表面洁净、质地坚硬、耐磨、扁平细长颗料小于15%；所用细集料应不含泥土和有机杂质，砂当量大于60%，亚甲蓝值符合规定要求（<10ml）。此次施工拟选用宁波华海石料厂产玄武岩石料，其各项检测指标如下：
此次微表处罩面施工拟选用的玄武岩3#（3-5）、4#（0-3）两档料，以60%：40%组成合成骨料，其级配料的筛分结果见下表：
以上集料按要求进行严格的相关检测，然后将粗、细集料按比例掺配并充分搅拌，经筛分达到相关级配要求后，将级配料装车用于路面施工。
2.1.2改性乳化沥青
为保证公路路面的力学性能及微表处的质量，采用壳牌ss-3改性乳化沥青经采样检测合格后，用油灌车运至施工现场备用，其检测指标如下：
2.1.3填料
本次施工采用普通硅酸盐425#水泥作为填料。
2.1.4添加剂及水
本次施工选用维实伟克产MQK-1M作为添加剂，用量根据现场气候调整。施工中用水为消防用水。
2.2配合比的设计
混合料的配合比设计是解决乳化沥青与集料相容性的问题。对于冷拌和的封层系统，材料成分的相互作用是非常重要的。每一个封层系统都是独立的，任何单一成分的变化都会改变整个混合料的系统，且这种改变对于混合料系统的路用性能是有害的。所以，考虑到工程所处的气候环境为多雨的现实情况并结合封层的施工目的，在配合比设计中着重考虑了防水性能，同时注意了路面的抗剪切及抗水侵害的能力，混合料配合比设计的应进行以下各项检测项目：
2.2.1拌和试验
用于测定稀浆混合料的可拌和时间及成浆状态，为了更好的贴近工程实际，考虑到当地的极限气温，进行了高温拌和试验，环境温度为40摄氏度，湿度为80%。
2.2.2粘聚力试验
粘聚力试验用于确定混合料的初凝与开放交通时间，由于在同样的系统配比中环境温度对粘聚力值起着重要的影响。因此，此次粘聚力试验的温度为22oC士3oC，相对湿度40%士5%，以考查低温时系统的粘聚力值。
2.2.3湿轮磨耗试验（WTAT）
湿轮磨耗试验测定了混合料中沥青用量在25摄氏度水中浸泡1小时、6d后的混合料系统的抗磨耗能力。用以确定最小沥青用量。
2.2.4负荷车轮试验（LWT）
负荷轮试验的目地是控制混合料的用油量上限，防止施工中出现泛油及混合料碾压后变形。
2.2.5混合料的相容性(水敏感性试验）：
试验用于检测混合料系统用于抵抗水剥离的能力，测定了细骨料、填充料与沥青的兼容性。
由以上各项试验数据得出混合料的配合比为：
干矿料:填料:添加剂:水:改性乳化沥青=86%:1.3%:0.2%:4.3%:8.2%
三 施工工艺
微表处施工前应做好以下几方面工作：
3.1 原路面的病害处治
原路面的整体水稳性和热稳性是否良好，是保证施工后路面稳定性的基本因素，为保证路面施工质量，必须对原路面病害进行彻底处理,，施工前应确保原有路面表面平整、密实、清洁。
3.2 材料的准备
为保证实际所用的材料及材料的配合比与实验室相符，在施工前必须对筛分后的矿料进行质量检查，其各项指标应符合设计要求。筛分后的矿料应堆放在经过铺装且洁净的地面上。
沥青的输送应尽可能采用乳液搅动少的泵，以免破坏乳液的稳定、影响质量。
沥青的储存罐应保证分品种独立用罐，不同品种的乳化沥青绝对不能混装。对于长距离汽车运输的乳化沥青，应对乳化沥青的动稳定性有充分的考虑，对到达目的地的乳化沥青进行筛上剩余量检测，对于桶装的对于桶装的乳化沥青，在使用前，应该进行翻滚，以保证乳化沥青的稳定性、均匀性。
3.3 放样划线
根据路幅全宽，调整摊铺箱宽度，使施工车程次数为整数。据此宽度从路缘开始放样，一般第一车均从左边开始，划出走向控制线。
3.4 装料
将符合要求的矿料，乳化沥青、填料、水、添加剂等分别装入摊铺机的相应料箱，一般应全部装满，并应保证矿料的湿度均匀一致。
3.5 摊铺
具体的摊铺步骤如下：
a) 将装好料的摊铺机开至施工起点，对准走向控制线，把摊铺器放在工作位置（牵引杆与前支点联接），并调整摊铺箱厚度与拱度，摊铺器后胶板向外翻，其余三边胶板向内翻，调整滑道高度、拱度调整螺丝，使之满足施工要求的摊铺厚度，保持使摊铺箱周边与原路面贴紧，并挂好拖布。
b) 确认各料门的高度或开度后开动机器，接合拌和缸离合器，使搅拌轴正
常运转，并开启摊铺箱螺旋分料器；
c) 打开各料门控制开关，使矿料、填料、水几乎同时进入拌和缸，并当预
湿的混合料推移至乳液喷出口时，乳液喷出；
d) 调节稀浆在分向器上的流向，使稀浆能均匀地流向摊铺箱左右；
e) 调节水量，使稀浆稠度适中；
f) 当稀浆混合料均匀分布在摊铺箱的全宽范围内时，启动底盘，并缓慢前
行，一般前进速度为1.5～3.0km/h，但应保持稀浆摊铺量与生产量基本一致，保持摊铺箱中稀浆混合料的体积为摊铺箱容积的1/2 左右。在施工中特别注意，摊铺箱中的混合料不能太多，防止溢出。
g) 混合料摊铺后，应立即进行人工找平，找平的重点是：起点，终点、纵向接缝，过厚、过薄或不平处，尤其对超大粒径矿料产生的刮痕，应尽快清除并填平；
四 施工中注意事项：
4.1 使用搅拌箱前的喷水管将路面进行预先湿润，喷水量可根据当天施工期间的气温、湿度、表面纹理和干燥情况进行调节；在拌和与摊铺过程当中，混合料不得出现水分过多和离析现象，任何情况下都不能在摊铺过程当中直接向摊铺箱内注水；在摊铺箱不能到达的地方必须采用人工施工，通过人工用橡胶辊碾压封层达到均匀和平整；
4.2 应在干燥情况下进行施工，且施工时气温不应低于10℃。
4.3 选用的石料和乳化沥青必须满足粘结力要求。
4.4 应配有专门的试验人员，加强石料的筛分试验，保证级配在规定范围内。
4.5 封层机启动前，摊铺箱中必须有一定量的混合料，而且稠度适当，分布均匀，封层机才能匀速前进；摊铺时应能控制集料、填料、水、乳液配合比例。当铺筑过程中发现有一种材料用完时，必须立即停止铺筑，重新装料后再继续进行。搅拌形成的稀浆混合料应符合质量要求，并有良好的施工和易性；
4.6 在已完成的微表处路面上不得存在由超大粒径集料所引起的拖痕，如果
出现拖痕，应立即采取措施；
4.7 在纵向或横向接缝上不允许出现接缝不平、局部漏铺或过厚现象，纵向接缝尽可能设置在车道标线上，并尽可能减少纵向接缝；
4.8 封层铺筑机工作时应匀速前进，达到厚度均匀、表面平整的要求；
4.9 微表处铺筑后，必须待乳液破乳、水分蒸发、干燥成形后方可开放交通。固化成型前禁止一切车辆驶入，行人不得踏入，严格管制交通。
4.10 当采用微表处修补车辙时，需在微表处强度形成后立即采用小吨位轮胎压路机进行碾压，碾压遍数以1 至2 遍为宜，并要求碾压完后至少通车1 天。
4.11 在进行桥面微表处施工时，桥梁毛勒缝处微表处摊铺后应立即由专人沿原缝位置进行清缝，缝的位置应与原缝位置相对应。
五.项目效益评价
5.1技术效益评价
微表处施工后，路面表观、颜色、强度、抗滑等路面性能均达到满意效果。路用效果非常明显，获得业主好评。2011年我们对微表处施工的道路进行了质量跟踪，采用微表处技术处理的路面服务状况得到明显改善，微表处本身使用状况良好，表观效果完好，与原路面粘附牢固。
在路基路面稳定的前提下，微表处的使用寿命可达5年以上。
5.2 经济效益评价
与刨铣后加铺4cm左右的热拌沥青混凝土罩面这种传统的沥青路面养护方法相比，單位面积建设成本可降低1/2以上。就工程造价（以2005年的材料价格计算）而言，我国微表处的直接工程费用一般为12~18元/㎡，比刨铣掉原路面后加铺4cm热拌沥青混凝土罩面的方法节省工程费用50%以上，大大的降低了高速公路沥青路面份养护费用。而且开放交通快，可在施工后1~2h开放交通，减少施工对交通的影响。
3结语
微表处技术是一种功能完善的道路预养护方法，它不仅可以提高路面的抗滑性，治理和改善路面泛油、网裂、松散，防止水对路面及路基的损害，同时还可以改善路面平整度，行车舒适性和美化路面。
微表处技术特别适用于高速公路的预防性养护，与其它的路面施工养护措施相比，微表处具有技术施工快捷方便，大大缩短因施工而封闭交通的时间，施工季节长，减少污染，节约能源，成本较低等优点，因此以其良好的社会和经济效益，必将赢得广泛的应用前景。
参考文献：
[1]李杰,宋荣方.微表处技术在高速公路养护中的应用[J].中国市政工程,2009(3):16-18.[2]黄卫东.微表处技术及其应用[J].建筑,2009(9):50-51.[3]昂剑锋.微表处技术在公路养护工程中的应用研究[J].中国水运,2009,9(4):240-241.
作者简介：戴银娟女198408 助理工程师公管专业
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：微表处；施工工艺；路面预防性养护
Abstract: the micro-surfacing expressway curing technology is one of the effective measures, to a wide range of applications. From the raw material selection, mixture design, construction and usage of the introduced in detail the micro-surfacing ningbo belt highway maintenance cover face engineering. Through the laboratory test and construction show the micro-surfacing technology can effectively prevent the road surface water infiltration and repair the rut disease.
Key words: the micro-surfacing; The construction technology; Pavement preventive maintenance
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
一前言
微表处是采用专用机械设备将聚合物改性乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配比拌和成稀浆混合料摊铺到原路面上，并很快开放交通的具有高抗滑和耐久性能的薄层。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。微表处混合料按矿料公称最大粒径的不同，可分为MS-2 型和MS-3 型。MS-3型微表处，公称最大粒径为9.5mm，适用于高速公路、一级公路的罩面和车辙填充。MS-2 型微表处，公称最大粒径为4.75mm，适用于中等级交通量高速公路、一二级公路的罩面。
微表处技术于20 世纪70 年代在德国出现，如今已成为美国、加拿大及世界其它一些国家和地区高等级公路的主要预防性养护手段之一。该技术进入我国后，在全国的大部分省市得到了广泛地推广和应用。我公司2005年2月在宁波绕城公路5标进行微表处养护罩面工程施工，本文从原材料选取、混合料设计等方面对微表处技术了简要阐述，以供同仁借鉴。
二 配合比设计
為确保微表处施工的顺利进行，依据设计要求采用ES-Ⅱ型级配，其具体的材料选择及配合比设计为：
2.1材料的选择：
2.1.1级配矿料要求
矿料的级配和质量与封层的耐久性、耐磨性、抗滑性等使用性能均有密切关系。其级配组成应符合《微表外和稀浆封层技术指南（2006）》中关于微表处的要求且所用集料应表面洁净、质地坚硬、耐磨、扁平细长颗料小于15%；所用细集料应不含泥土和有机杂质，砂当量大于60%，亚甲蓝值符合规定要求（<10ml）。此次施工拟选用宁波华海石料厂产玄武岩石料，其各项检测指标如下：
此次微表处罩面施工拟选用的玄武岩3#（3-5）、4#（0-3）两档料，以60%：40%组成合成骨料，其级配料的筛分结果见下表：
以上集料按要求进行严格的相关检测，然后将粗、细集料按比例掺配并充分搅拌，经筛分达到相关级配要求后，将级配料装车用于路面施工。
2.1.2改性乳化沥青
为保证公路路面的力学性能及微表处的质量，采用壳牌ss-3改性乳化沥青经采样检测合格后，用油灌车运至施工现场备用，其检测指标如下：
2.1.3填料
本次施工采用普通硅酸盐425#水泥作为填料。
2.1.4添加剂及水
本次施工选用维实伟克产MQK-1M作为添加剂，用量根据现场气候调整。施工中用水为消防用水。
2.2配合比的设计
混合料的配合比设计是解决乳化沥青与集料相容性的问题。对于冷拌和的封层系统，材料成分的相互作用是非常重要的。每一个封层系统都是独立的，任何单一成分的变化都会改变整个混合料的系统，且这种改变对于混合料系统的路用性能是有害的。所以，考虑到工程所处的气候环境为多雨的现实情况并结合封层的施工目的，在配合比设计中着重考虑了防水性能，同时注意了路面的抗剪切及抗水侵害的能力，混合料配合比设计的应进行以下各项检测项目：
2.2.1拌和试验
用于测定稀浆混合料的可拌和时间及成浆状态，为了更好的贴近工程实际，考虑到当地的极限气温，进行了高温拌和试验，环境温度为40摄氏度，湿度为80%。
2.2.2粘聚力试验
粘聚力试验用于确定混合料的初凝与开放交通时间，由于在同样的系统配比中环境温度对粘聚力值起着重要的影响。因此，此次粘聚力试验的温度为22oC士3oC，相对湿度40%士5%，以考查低温时系统的粘聚力值。
2.2.3湿轮磨耗试验（WTAT）
湿轮磨耗试验测定了混合料中沥青用量在25摄氏度水中浸泡1小时、6d后的混合料系统的抗磨耗能力。用以确定最小沥青用量。
2.2.4负荷车轮试验（LWT）
负荷轮试验的目地是控制混合料的用油量上限，防止施工中出现泛油及混合料碾压后变形。
2.2.5混合料的相容性(水敏感性试验）：
试验用于检测混合料系统用于抵抗水剥离的能力，测定了细骨料、填充料与沥青的兼容性。
由以上各项试验数据得出混合料的配合比为：
干矿料:填料:添加剂:水:改性乳化沥青=86%:1.3%:0.2%:4.3%:8.2%
三 施工工艺
微表处施工前应做好以下几方面工作：
3.1 原路面的病害处治
原路面的整体水稳性和热稳性是否良好，是保证施工后路面稳定性的基本因素，为保证路面施工质量，必须对原路面病害进行彻底处理,，施工前应确保原有路面表面平整、密实、清洁。
3.2 材料的准备
为保证实际所用的材料及材料的配合比与实验室相符，在施工前必须对筛分后的矿料进行质量检查，其各项指标应符合设计要求。筛分后的矿料应堆放在经过铺装且洁净的地面上。
沥青的输送应尽可能采用乳液搅动少的泵，以免破坏乳液的稳定、影响质量。
沥青的储存罐应保证分品种独立用罐，不同品种的乳化沥青绝对不能混装。对于长距离汽车运输的乳化沥青，应对乳化沥青的动稳定性有充分的考虑，对到达目的地的乳化沥青进行筛上剩余量检测，对于桶装的对于桶装的乳化沥青，在使用前，应该进行翻滚，以保证乳化沥青的稳定性、均匀性。
3.3 放样划线
根据路幅全宽，调整摊铺箱宽度，使施工车程次数为整数。据此宽度从路缘开始放样，一般第一车均从左边开始，划出走向控制线。
3.4 装料
将符合要求的矿料，乳化沥青、填料、水、添加剂等分别装入摊铺机的相应料箱，一般应全部装满，并应保证矿料的湿度均匀一致。
3.5 摊铺
具体的摊铺步骤如下：
a) 将装好料的摊铺机开至施工起点，对准走向控制线，把摊铺器放在工作位置（牵引杆与前支点联接），并调整摊铺箱厚度与拱度，摊铺器后胶板向外翻，其余三边胶板向内翻，调整滑道高度、拱度调整螺丝，使之满足施工要求的摊铺厚度，保持使摊铺箱周边与原路面贴紧，并挂好拖布。
b) 确认各料门的高度或开度后开动机器，接合拌和缸离合器，使搅拌轴正
常运转，并开启摊铺箱螺旋分料器；
c) 打开各料门控制开关，使矿料、填料、水几乎同时进入拌和缸，并当预
湿的混合料推移至乳液喷出口时，乳液喷出；
d) 调节稀浆在分向器上的流向，使稀浆能均匀地流向摊铺箱左右；
e) 调节水量，使稀浆稠度适中；
f) 当稀浆混合料均匀分布在摊铺箱的全宽范围内时，启动底盘，并缓慢前
行，一般前进速度为1.5～3.0km/h，但应保持稀浆摊铺量与生产量基本一致，保持摊铺箱中稀浆混合料的体积为摊铺箱容积的1/2 左右。在施工中特别注意，摊铺箱中的混合料不能太多，防止溢出。
g) 混合料摊铺后，应立即进行人工找平，找平的重点是：起点，终点、纵向接缝，过厚、过薄或不平处，尤其对超大粒径矿料产生的刮痕，应尽快清除并填平；
四 施工中注意事项：
4.1 使用搅拌箱前的喷水管将路面进行预先湿润，喷水量可根据当天施工期间的气温、湿度、表面纹理和干燥情况进行调节；在拌和与摊铺过程当中，混合料不得出现水分过多和离析现象，任何情况下都不能在摊铺过程当中直接向摊铺箱内注水；在摊铺箱不能到达的地方必须采用人工施工，通过人工用橡胶辊碾压封层达到均匀和平整；
4.2 应在干燥情况下进行施工，且施工时气温不应低于10℃。
4.3 选用的石料和乳化沥青必须满足粘结力要求。
4.4 应配有专门的试验人员，加强石料的筛分试验，保证级配在规定范围内。
4.5 封层机启动前，摊铺箱中必须有一定量的混合料，而且稠度适当，分布均匀，封层机才能匀速前进；摊铺时应能控制集料、填料、水、乳液配合比例。当铺筑过程中发现有一种材料用完时，必须立即停止铺筑，重新装料后再继续进行。搅拌形成的稀浆混合料应符合质量要求，并有良好的施工和易性；
4.6 在已完成的微表处路面上不得存在由超大粒径集料所引起的拖痕，如果
出现拖痕，应立即采取措施；
4.7 在纵向或横向接缝上不允许出现接缝不平、局部漏铺或过厚现象，纵向接缝尽可能设置在车道标线上，并尽可能减少纵向接缝；
4.8 封层铺筑机工作时应匀速前进，达到厚度均匀、表面平整的要求；
4.9 微表处铺筑后，必须待乳液破乳、水分蒸发、干燥成形后方可开放交通。固化成型前禁止一切车辆驶入，行人不得踏入，严格管制交通。
4.10 当采用微表处修补车辙时，需在微表处强度形成后立即采用小吨位轮胎压路机进行碾压，碾压遍数以1 至2 遍为宜，并要求碾压完后至少通车1 天。
4.11 在进行桥面微表处施工时，桥梁毛勒缝处微表处摊铺后应立即由专人沿原缝位置进行清缝，缝的位置应与原缝位置相对应。
五.项目效益评价
5.1技术效益评价
微表处施工后，路面表观、颜色、强度、抗滑等路面性能均达到满意效果。路用效果非常明显，获得业主好评。2011年我们对微表处施工的道路进行了质量跟踪，采用微表处技术处理的路面服务状况得到明显改善，微表处本身使用状况良好，表观效果完好，与原路面粘附牢固。
在路基路面稳定的前提下，微表处的使用寿命可达5年以上。
5.2 经济效益评价
与刨铣后加铺4cm左右的热拌沥青混凝土罩面这种传统的沥青路面养护方法相比，單位面积建设成本可降低1/2以上。就工程造价（以2005年的材料价格计算）而言，我国微表处的直接工程费用一般为12~18元/㎡，比刨铣掉原路面后加铺4cm热拌沥青混凝土罩面的方法节省工程费用50%以上，大大的降低了高速公路沥青路面份养护费用。而且开放交通快，可在施工后1~2h开放交通，减少施工对交通的影响。
3结语
微表处技术是一种功能完善的道路预养护方法，它不仅可以提高路面的抗滑性，治理和改善路面泛油、网裂、松散，防止水对路面及路基的损害，同时还可以改善路面平整度，行车舒适性和美化路面。
微表处技术特别适用于高速公路的预防性养护，与其它的路面施工养护措施相比，微表处具有技术施工快捷方便，大大缩短因施工而封闭交通的时间，施工季节长，减少污染，节约能源，成本较低等优点，因此以其良好的社会和经济效益，必将赢得广泛的应用前景。
参考文献：
[1]李杰,宋荣方.微表处技术在高速公路养护中的应用[J].中国市政工程,2009(3):16-18.[2]黄卫东.微表处技术及其应用[J].建筑,2009(9):50-51.[3]昂剑锋.微表处技术在公路养护工程中的应用研究[J].中国水运,2009,9(4):240-241.
作者简介：戴银娟女198408 助理工程师公管专业
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。