【技术】微表处技术在马平高速预防性养护中的应用

摘要：本文简要介绍了微表处在马平高速公路预防性养护中的原路况检测、原材料的选取、混合料配合比设计、具体施工步骤等内容，为今后微表处技术在寒地区的应用提供了参考。关键词：微表处；预防性养护；高寒地区马（场垣）平（安）高速位于青海省东部地区，是连接省会西宁和兰州的主要出省通道，也是国家高速公路网G6（北京—拉萨）的重要组成部分。马平高速公路建成于2003年，近几年来随着运营年限的增加，交通量的迅速增长和极端高温天气的频发，特别是大型重载车辆的日益剧增，致使部分路段路面产生车辙、网裂、拥包、松散等多种病害，严重影响了公路的使用品质和使用性能，大大降低了行车的安全性和舒适度。1.马平高速施工原路面检测2014年4月12日、4月25日先后两次由青海省交通科学研究院和青海正平公路养护工程有限公司等技术人员组成了专项调研组，对马平高速公路进行了现场调查，结果如下：马平高速公路K1745+000～K1747+300段（右幅），网裂、车辙、纵横向裂缝、松散等病害十分严重（如图2-1所示），且横向裂缝均匀分布，间距多为3-5m。而重载车辆、温缩应力与雨雪水的下渗会进一步加速路面的破坏，影响公路的安全运营。2.配合比设计2.1试验路段所用材料本次在马平高速公路进行微表处预养护所需要的施工材料主要有改性乳化沥青、石料、填料、添加剂和水。（1）乳化沥青马平试验段采用的SBS乳化沥青指标如表1。表1 马平试验段所用SBS乳化沥青技术指标及抽样检测结果检测项目技术指标检测结果试验方法筛上余量（1.18mm）（%）≤0.10.03T  0652破乳速度‍慢裂慢裂T  0658电荷阳离子阳离子T  0653蒸发残留物含量（%）≥6067.7%T  0651蒸发残留物性能延度（5℃）（cm）≥2042.7T  0605软化点（℃）≥5367.0T  0606溶解度≥97.598.8T  0607常温存储稳定性（%）1d≤10.61T  0665‍（2）矿料的选用矿料的选用直接影响了沥青混合料的路用性能，选用的集料应干燥、清洁、无杂质、无风化，并具有足够的耐磨性和强度，确保细集料的洁净程度直接影响到沥青与集料的粘聚力和裹附能力，微表处层不同厚度应采用最大粒径与之相适应的集料，矿料在施工前要按照要求进行筛分，筛分的目的是剔除超大粒径的石料，其中4.75mm筛的合成矿料的砂当量不得低于65%，《公路工程集料试验规程》中有详细的砂当量试验方法。2.2试验路段微表处混合料配合比设计此次试验路段采用MS-3型结构，粗料在级配中起到骨架支撑作用，过粗的混合料级配会造成较大的混合料孔隙率，从而导致拌合料分散离析，反之粗料太少会导致封层高温稳定性和强度降低，另外与细料之间的嵌挤力下降，并直接影响稀浆混合料的粘结性、耐久性、密实性、和易性，正平路桥公司所提供的矿料级配见表2。表2 MS-3型混合料合成级配表筛孔尺寸（mm）9.54.752.361.180.60.30.150.075通过百分率（%）合成级配10082.3152.3940.6429.5919.9212.258.29级配上限10090705034251815级配下限100704528191275‍通过试验确定出微表处的配合比结果为：骨料：水：水泥：改性乳化沥青=100:3:1:10。在进行试验的过程中，施工员在实际操作时还根据实际的环境气温、天气状况适当调整所用水量，所调整用水量为11%。3 微表处试验路段具体施工步骤3.1 施工前的准备工作（1）原路面的病害调查及处理1）在施工之前首先要对原有路面进行测量，如坑槽、裂缝、拥包、唧浆、网裂等病害的调查，并在微表处施工之前首先对病害进行补强或灌缝的处理。摊铺时要使用专用摊铺机施工，摊铺前需彻底清除表层原路面的杂物、灰尘、泥土，处理光滑路面要进行拉毛，处理沉陷大于15毫米时必须分层摊铺，遇到沉陷深度小于15毫米的采用单层处理。沉陷严重的要采用铣刨回铺的方式，或者采用微表处进行多层摊铺处理。2）进行设备标定时主要依照车辙深度、配合比设计设定的出料率和各种物料的比例。3）原材料进料进行掺配，根据试验段的情况确定施工的最佳方案，按配合比设计进行试验段的试铺。（2）封闭交通管制1）保证施工后有足够的养护成型时间。2）采取相应措施尽可能减少施工对交通的影响。3）交通标志醒目，施工时，采用反光标志，施工人员穿反光背心，确保安全。4）在施工段上游1600、800、500m处设置警示牌、限速60km/h标志、施工标志及锥形标，给予行驶车辆前方施工警示，并有专人手持红旗给予行车司机行车提示。5）在距施工地点上游300米处，设置前方施工标志及限速60km/h标志。6）在施工起点设置导向标志、锥形标，在施工顺着行车方向将施工区域封闭隔离起来，锥形标间隔距离为5-10m，封闭区域为600-1000m为一区段。所有施工机械及人员不能随便在封闭区域外活动；撤收所有施工标志、警示标志及锥形标时，逆着行车方向从施工段标尾向施工起点撤收。（3）施工路段路面清扫组织清扫人员对封闭的所需要施工路段进行清扫，清扫路面上所有的杂物、泥土。对原路面上受油脂污染的部位，要清洗干净。清扫后的路面我们严格封闭交通，禁止行人及车辆通行，确保施工质量。3.2 试验路施工过程（1）微表处摊铺1）将装好料的摊铺机开至施工起点，对准走向控制线，并调整摊铺箱摊铺厚度与拱度，使摊铺箱周边与原路面贴紧；2）根据生产配合比和现场矿料含水量情况，调整各料门的高度或开度；3）开动发动机，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；4）打开各料门控制开关，使矿料、填料、水同时进入拌和缸，并当预湿的混合料推移至乳液喷出口时，乳液喷出；5）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；6）调节水量，使稀浆稠度适中，严格控制外加水量；7）当稀浆混合料均匀分布在摊铺箱的全宽范围内时，操作手通知驾驶员启动封层车，缓慢前进，一般前进速度为10～30m/min，但应保持稀浆摊铺量与生产量的基本一致，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。8）当摊铺机上任何一种材料用完时，应立即关闭所有材料输送的控制开关，让搅拌缸中的混合料搅拌均匀，并送入摊铺箱摊铺完后，即通知驾驶员停止前进。9）将摊铺箱提起，把摊铺机连同摊铺箱开至路外，清洁搅拌缸和摊铺箱。10）查对材料剩余量。（2）修补修边混合料摊铺后，立即人工修补局部施工缺陷，修补的重点是：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纵向刮痕，应尽快清除并填平。修补后应达到表面平整，边沿顺直、接缝平顺。（摊铺箱后跟四个技术工人，两人接缝、两人处理局部缺陷）。（3）初期养护微表处初期养护阶段，在此时间内不得有人员和车辆在微表处上行走，直至微表处已凝结成型，凝结时间约为4h，满足开放交通的条件。（4）施工质量检验微表处外观质量的要求：微表处施工完成后路面表面平整、密实、无松散、无轮迹、无划痕；路面外观色泽均匀一致；纵、横缝衔接平顺；与其他构造物衔接平顺、无污染；摊铺范围以外无流出的稀浆混合料；表面粗糙、无光滑现象。4.结论微表处技术因其采用相对更为简单的工艺而实现路面更具抗磨耗与抗滑之特性，因此在公路建设及养护过程中，逐渐被多数交通量大及重载车多的公路项目所青睐。