楊菊芳

(殼牌(中國(guó))有限公司)

0 引言

微表處作為公路工程路面養(yǎng)護(hù)新技術(shù)，是基于稀漿封層技術(shù)施工的技術(shù)發(fā)展而來，其施工工藝為按照相應(yīng)的配比將聚合物改性乳化瀝青與集料、填料、水以及外加劑拌和均勻后，采用專用設(shè)備攤鋪到瀝青路面上形成的薄層材料。微表處由于在養(yǎng)生固化結(jié)束之后，能夠承受車輛荷載的作用同時(shí)，不僅可以改善瀝青路面的抗滑性能，同時(shí)在防水、填充裂縫以及提高路面耐磨損能力方面具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因此在公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中得到了廣泛的采用。對(duì)于微表處施工而言，由于材料種類多、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求高，因此對(duì)于微表處的設(shè)計(jì)施工帶來了新的困難，其中難度最高、質(zhì)量影響最關(guān)鍵的內(nèi)容就是做好配比設(shè)計(jì)，這也是提高微表處施工處理效果，改善路面技術(shù)狀況的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1 微表處配比設(shè)計(jì)原材料質(zhì)量要求

(1)改性乳化瀝青?，F(xiàn)階段在微表處配比設(shè)計(jì)過程中，改性乳化瀝青一般選擇使用慢裂快凝陽離子乳化瀝青。如果需要在施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)加工乳化瀝青，可以按照下屬工藝流程進(jìn)行乳化瀝青的生產(chǎn)，見圖1。

圖1 工藝流程

對(duì)于乳化瀝青在用于施工作業(yè)前，必須對(duì)乳化瀝青的各項(xiàng)性能技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，具體技術(shù)指標(biāo)要求見表1所示。

表1 改性乳化瀝青的主要技術(shù)指標(biāo)

(2)集料要求。微表處稀漿混合料配比設(shè)計(jì)中中集料一般選擇使用0～5 mm與5～7 mm兩種規(guī)格的集料，對(duì)于集料必須確保堅(jiān)硬、粗糙、耐磨潔凈，集料的主要性能技術(shù)指標(biāo)見表2所示。

表2 集料主要技術(shù)指標(biāo)

(3)填料。填料應(yīng)該根據(jù)施工作業(yè)實(shí)際情況選擇礦粉、水泥、石灰或者是粉煤灰等材料，為了提高微表處的施工質(zhì)量，在工程項(xiàng)目施工中一般選擇使用具有化學(xué)活性的石灰或者水泥等填料。

(4)外摻劑。用于微表處配比設(shè)計(jì)的外摻劑主要有促凝劑與緩凝劑兩種，主要是為了調(diào)整微表處稀漿混合料中乳化瀝青的破乳速度。對(duì)于外摻劑的選擇使用應(yīng)該根據(jù)拌和攤鋪以及開放交通的需要選擇使用外摻劑。此外，為了提高微表處的其他技術(shù)性能，也可以適當(dāng)摻加使用抗剝落劑以及乳化瀝青改性劑等外摻劑。

(5)水。確保水質(zhì)潔凈無雜質(zhì)即可。

2 微表處稀漿混合料級(jí)配設(shè)計(jì)

對(duì)于微表處的配比設(shè)計(jì)一般選擇使用連續(xù)級(jí)配，在微表處的配比設(shè)計(jì)過程級(jí)配的選擇應(yīng)該根據(jù)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中主要處理的內(nèi)容進(jìn)行確定，例如處理車轍與填封裂縫對(duì)于微表處的配比要求是不同的，國(guó)際稀漿封層協(xié)會(huì)根據(jù)大量工程實(shí)踐，提出了以下三種較為常用的微表處級(jí)配范圍，見表3。

表3 微表處級(jí)配組成參考范圍

3 微表處稀漿混合料配比設(shè)計(jì)

3.1 試驗(yàn)方法的選擇

在微表處工程施工項(xiàng)目大量的工程實(shí)踐中，通?？刂莆⒈硖幭{混合料的油石比不超過5.5%，對(duì)于油石比的具體控制方式主要是首先根據(jù)稠度試驗(yàn)、拌和試驗(yàn)濕輪磨耗試驗(yàn)和負(fù)荷車輪試驗(yàn)來確定出合適的油石比范圍，然后再通過粘聚力試驗(yàn)來確定最佳的用量。其具體配比設(shè)計(jì)流程如圖2所示。

圖2 微表處稀漿混合料配比設(shè)計(jì)流程

稠度試驗(yàn)主要是對(duì)微表處稀漿混合料的攤鋪和易性進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，按照ASTM及ISSA中的相關(guān)規(guī)定，微表處稀漿混合料的坍落稠度應(yīng)該控制在2～3 cm時(shí)，如果達(dá)不到2 cm，則表明用水量偏少，如果超過3 cm，則表明微表處稀漿混合料用水量偏高。

拌和試驗(yàn)用于檢驗(yàn)微表處混合料破乳速度和可拌和時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)的做法是從攤鋪機(jī)拌料箱內(nèi)取樣后立刻進(jìn)行拌和，記錄其可拌和時(shí)間，對(duì)于微表處混合料，要求對(duì)應(yīng)施工環(huán)境溫度下的可拌和時(shí)間不少于2 min。在工程施工過程中一般控制微表處稀漿混合料的拌和時(shí)間不小于1 min，初凝時(shí)間不超過15 min，如果需要調(diào)整拌和時(shí)間可以通過調(diào)整水泥用量的方式進(jìn)行，但盡可能控制水泥用量不超過3%。

濕輪磨耗試驗(yàn)主要用來控制改性瀝青的最小用量，防止施工后集料的脫落，確保稀漿混合料的配比能夠滿足行車磨耗的需要，同時(shí)確保稀漿混合料中瀝青用量的充足。通常情況下要求浸水 1 h、6 d的要求磨耗值小于 540 g/m2、800 g/m2。

負(fù)荷輪試驗(yàn)則是為了為防止微表處實(shí)施后出現(xiàn)泛油，確定微表處稀漿混合料中瀝青用量的最大值。采用負(fù)荷車輪試驗(yàn)控制改性瀝青的最大用量，粘砂量測(cè)試值小于450 g/m2。

粘聚力試驗(yàn)主要是確定微表處稀漿混合料的初凝時(shí)間和開放交通時(shí)間，確保微表處的早期養(yǎng)護(hù)和封閉交通的時(shí)間。對(duì)于微表處混合料，要求初凝時(shí)間(30 min)，粘聚力值不小于1.2 N·m;固化開放交通時(shí)間(60 min)，粘聚力值不小于2.0 N·m。

此外如果微表處稀漿混合料用于填補(bǔ)車轍、凹陷的混合料，還必須進(jìn)行輪轍變形試驗(yàn)，并控制輪轍變形試驗(yàn)寬度變化率小于5%。

3.2 目標(biāo)配比的具體設(shè)計(jì)

在通過稠度試驗(yàn)、拌和試驗(yàn)、濕輪磨耗試驗(yàn)、負(fù)荷輪試驗(yàn)、粘聚力試驗(yàn)以及輪轍變形試驗(yàn)后，將不同瀝青用量的lh濕輪磨耗值及砂粘附量繪制成關(guān)系曲線。以磨耗值接近技術(shù)指標(biāo)要求的瀝青用量作為最小瀝青用量Pbmin，砂粘附量接近技術(shù)指標(biāo)要求的瀝青用量為最大瀝青用量Pbmax，初步確定瀝青用量的可選擇范圍Pbmin～Pbmax。然后通過在瀝青用量的可選范圍內(nèi)選擇適宜的瀝青用量，以所選擇的瀝青用量檢驗(yàn)混合料的浸水6 d濕輪磨耗指標(biāo)，用于車轍填充的增加檢驗(yàn)負(fù)荷車輪試驗(yàn)的寬度變化率指標(biāo)，不符要求時(shí)調(diào)整瀝青用量重新試驗(yàn)，直至符合要求為止，最后在充分考慮氣候及交通特點(diǎn)的基礎(chǔ)上綜合確定混合料配方。

圖3 微表處最佳瀝青用量的曲線范圍

3.3 生產(chǎn)配比的調(diào)整

在完成目標(biāo)配比的設(shè)計(jì)之后，應(yīng)該按照根據(jù)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)攤鋪施工作業(yè)提出的礦料用量比例，通過調(diào)整使礦料混合料的級(jí)配逼近目標(biāo)配合比，并確定篩料機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，以盡可能的實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的配比與目標(biāo)配比的一致性。

4 結(jié)語

微表處作為公路工程瀝青路面中較為常見的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，對(duì)于改善路面服務(wù)功能以及使用壽命具有至關(guān)重要的影響作用。為了確保微表處施工后能夠發(fā)揮其應(yīng)有的功效，在配比設(shè)計(jì)中應(yīng)該在原材料選擇、級(jí)配范圍確定以及配比試驗(yàn)驗(yàn)證等方，詳細(xì)進(jìn)行指標(biāo)控制，提高微表處配比設(shè)計(jì)質(zhì)量，為微表處施工作業(yè)提供優(yōu)質(zhì)材料供應(yīng)。

［1］張玉玲，楊志強(qiáng)，張艾.微表處混合料技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析［J］.公路，2009，(8):127-129.

［2］余劍英，柯昌銀，陳斌，等.微表處稀漿混合料抗裂性能的研究［J］.公路，2010，(3):172-175.

［3］彭小紅，婁建.微表處在京港澳高速河南某段瀝青路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用［J］.建材與裝飾，2013，(4).