微表处技术在公路沥青路面预防性养护中的应用

摘要：本文从技术层面对微表处的特点，适用范围，施工工艺，质量控制和社会经济效益等方面作了较深入的探讨，为提高路面微表处技术的施工质量和工艺水平提供了可供借鉴的经验。

关键词：预防性养护　微表赴　特点　适用范围　施工工艺　质量控制　社会经济效益

中图分类号；U414　文献标识码：A　文章编号：1674-098X(2012)2(b)-0118-02

引言

路面预防性养护技术目前在国内公路养护领域得到了普遍推广和应用。预防性养护的作用是在适宜的时间，采取适宜的措施，针对路面的轻微坏损进行专业处治，阻止路面的进行性破坏，减少改正性养护，从而延长道路的使用寿命，节省养护成本。

1微表处技术简介、用途及特点

微表处技术就是公路沥青路面预防性养护的手段之一，是采用专用摊铺设备，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。在原路面出现功能降低、老化、贫油、渗水等情况，但尚未发生结构性损坏，基层稳固，且面层未出现大面积龟裂时，使用微表处罩面技术，将大大地改善路面的平整度、老化开裂、磨光、车辙、松散等现象，提高路面的抗水损坏能力、抗滑性能、抗裂性能等。

微表处施工工艺简单，成本低，污染小，开放交通快，可减少施工对交通的影响。成型后具有高抗磨耗和高抗滑性能，适用于交通量大、重载车多的路面。

2微表处施工工艺

2.1封闭管制交通

2.2路面病害的先期处治

2.3清扫路面

2.4放样划线

2.5封层车与摊铺箱就位

2.6摊铺

2.7局部处理

2.8碾压

3微表处施工及质量控制

3.1施工前准备工作

3.1.1对原路面进行彻底清理，病害必须彻底处治。

3.1.2铺筑前对摊铺车进行认真标定，确定材料配合比等施工技术指标和施IT艺。

3.2微表处的摊铺

3.2.1摊铺施工时要控制摊铺机匀速前进，确保铺筑厚度均匀。

3.2.2摊铺过程中要保证混合料浆状均匀，不能出现乳液、细集料与粗集料离析的现象。同时派专人检查各组成材料的使用情况，当任何一种材料接近用完时，立即关闭各材料的输出，待摊铺槽中的混合料垒部摊出到路面上后，。摊铺车停止前进。

3.2.3摊铺后的局部缺陷应及时使用橡胶耙等工具进行人工找平，特别应该注意个别超大粒径矿料产生的纵向刮痕等。

3.3微表处质量控制

3.3.1原材料的质量控制

改性乳化沥青和集料的技术指标应满足《微表处和稀浆封层技术指南》(2006)中规定。其中改性乳化沥青必须满足“慢裂快凝”的要求，必须保证稀浆混合料有足够的可拌和时间，还要满足尽快成型、开放交通的要求，改性乳化沥青同时还需要足够的储存稳定性，以满足周期性较长的施工的要求；对改性乳化沥青的抽检频率应为1次/1天。

3.3.2级配稳定性的质量控制

级配的稳定性是保证施工稳定性、均匀性的重要前提。保证级配的稳定性需要保证料源、原材料质量和规格的稳定性、集料

含水量的均匀性和稳定性以及矿质混合料拌和的稳定性。

3.3.3稀浆混合料稠度的质量控制

稀浆混合料的稠度是影响摊铺成型的重要因素。若稠度过小，则会导致浮浆现象的出现，即沥青上浮，粗集料外凸，易造成松散、剥落，若稠度过大，则会出现刮痕、离析，导致表观质量较差。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。

3.3.4对摊铺厚度的控制

稀浆混合料的摊铺厚度是影响摊铺均匀性的重要因素，只有保证了一定的厚度，才能实现设计级配中所要求的微表处混合料结构，满足摊铺的均匀性要求。如果厚度过小，则会出现粗集料独立外凸的现象，容易造成麻面、松散或离析。

3.3.5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。

3.3.6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。

3.3.7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微表处与热拌沥青混合料罩面的技术经济效益对比

4.1从能源消耗上分析

(1)沥青

普通热拌沥青混合料罩面沥青耗能：若将1T沥青由18℃加热至180℃时，所需热能为(180-18)×2.094x103x1(300/0.8=424.04MJ.其中沥青的比热为2.094x 103J/(kg·K)，热效率为0.8。由于施工中为了保证沥青的达到所需的高温，不断进行加热，从有关资料和各地实施沥青热拌沥青混合料罩面的资料研究可知，实际消耗的热能远远超过上式理论计算数值十几倍到几十倍不等，我们暂时取其平均值约25倍计算，则实际消耗热能约为：424.04x 25=10600.88MJ

改性沥青微表处封层沥青耗能：采用微表处沥青混合料时，只需在乳化时将沥青一次加热至120～140℃即可，所需热能(取均值130℃(3计算)为(130-18)×2.094×103×1000/0.8=293.16MJ，制成的沥青乳液可以在现场随用随取，无需重复加热。即使在低温、阴湿条件下，也可照常施工。

配制乳化剂水溶液时需加热(1T沥青按800Kg用水计)，将18℃水升温至70℃所需热能为(70-1 8)×4.187×103×800/0.8=217.72MJ;乳化机械消耗电能1T沥青按8kW.h计(1kW·h需热能3.6MJ)，消耗电能为3.6×8=28.8MJ,

由以上分析可知，1T沥青可制备约1.8T乳液，在乳化过程中共需热能：293.16+217.72+28.8=539.68MJ，由于热能损失，实际所需热能约为其4倍计，539.68×4=2158.72MJ。

使用热拌沥青混合料罩面与改性沥青微表处耗能比较1T微表处沥青可节能：10600.88-2158.72=8442.16MJ

(2)矿料

采用热拌沥青混合料，矿料需烘干加热，消耗大量热能。譬如1T温度为18℃、含水量为4％的矿料烘干，烘干水分需热能：1000×0.04×2.26×106=90.4MJ，其中2.26×10。为lkg水蒸发时所需消耗的汽化热，J。

升温至170"(3需热能：(170-18)×0.837 x 103×1000=127.22MJ，其中0.837×100为砂石料的比热，J/kg·K。

1T砂石矿料烘干与加热共需热能：(90.4+127.22)/0.8=272.03MJ。

采用微表处沥青混合料时，砂石矿料不但不需烘干加热，而且可以在湿润状态下直接拌合铺筑，可以节能16.39MJ。

若铺筑1km长、9m宽、3cm厚的微表处罩面，约需沥青35T，混合料620T(其中砂石料为585T)，从中可以节能：

35×8442.16+585×272.03=454613.15MJ，若按lkg燃油可产生热能44.8MJ，1kg煤可产生热能20.9MJ计，可节约燃油10.IT，节约煤21.7T。

4.2从资源消耗上分析

(I)节约沥青

改性沥青乳液与骨料表面具有良好的工作度和黏附性，可以在骨料表面形成均匀的沥青膜，容易准确地控制沥青的用量，保证骨料之间有足够的结构沥青，使自由沥青降低至适宜程度，因而不但可以提高路面的稳定性、防水性与耐磨性，还可以节约大量的沥青。沥青是当前筑路中短缺的材料，随着其价格的上升，采用改性乳化沥青筑路的经济效益将更为显著。

(2)降低造价

另外，阳离子改性乳化沥青乳液与碱性和酸性骨料都有良好的黏附效果，从而扩大了骨料的来源，便于就地取材，减少材料的运输费用，降低工程造价。据初步调查，对于酸性骨料的地区，一般铺筑工程可降低造价35％，同时可节省大量运输工具。

4.3从季节、时间上分析

阴雨和低温季节，正是沥青混凝土路面容易发生病害的时期。我国多雨的南方和寒冷的北方常因多雨和冰冻，造成沥青混凝土路面路况急速下降，出现了病害又无法用热沥青及时修补，在行车的不断碾压与冲击下，病害迅速蔓延，导致行车运输效率降低，油耗与磨损增加，交通事故增多。采用微表处沥青混合料，几乎可以不受阴雨或低温季节的影响，由于雨后可立即施工，不需等待骨料与路面晾干，所以能减少雨后的停工人工费和机械台班费；

采用微表处混合料施工的重要意义在于其能加速公路建设，缩短了路面大修时间，减少了当年公路建设投资，同时，提高了行车速度，降低了运输成本，产生的间接社会效益和经挤效益非常显著。

4.4从环境保护上分析

热拌沥青在施工时由于要保持较高的温度，需要不断地加热，加重了施工的劳动强度，大量高温的沥青蒸汽，危害着工人的身体健康，同时还对周围的环境产生了较大程度的污染。而改性乳化沥青在常温条件下即可使用，喷洒与拌合容易，操作简便、省力、安全，能改善施工条件，降低劳动强度，提高工作效率(据统计可提高30％)。

基于以上四方面，可见使用微表处罩面的经济效益、社会效益、环境效益，均优于热拌沥青混合料铺筑路面。

5结语

微表处技术是一种功能较完善的道路预防性养护方法，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。与其它的路面施工养护措施相比，具有施工快捷方便，大大缩短封闭交通的时间，施工季节长，减少污染，噪音低，施工效率高，节约能源，成本较低等优点，以其良好的社会和经济效益，必将在公路路面预防性养护中得到广泛的应用。

参考文献

[1]陈鸿.沥青路面冷补材料的应用[J].科技创新导报，2007，03：59.

[2]金斯汗·托合塔汗.高速公路沥青路面的早期破坏原因与防护[J]_科技创新导报，2008，14.

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