郭慧敏

（山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 山西 太原 030031）

微表處是一種冷拌冷鋪的混合料，施工過程中呈稀漿狀態(tài)，為了能迅開放交通，要求混合料攤鋪后稀漿能迅速固化成型。

1 表層瀝青混合料試驗(yàn)指標(biāo)

1.1 可拌和時(shí)間

首先拌制混合料，在攪拌鍋內(nèi)加入礦料和填料，攪拌均勻后加入水和添加劑，倒入改性乳化瀝青，并攪拌記錄時(shí)間。用力快速攪拌。當(dāng)攪拌中感覺到手需要用力，且目測(cè)稀漿狀態(tài)混合料變得濃稠之時(shí)，即表明發(fā)生破乳，這個(gè)時(shí)間點(diǎn)就是可拌和時(shí)間。拌合直至可拌和時(shí)間結(jié)塊抱團(tuán)，這個(gè)時(shí)間點(diǎn)為不可施工時(shí)間。對(duì)于上述試驗(yàn)的溫度以及濕度需記錄。

1.2 稠度試驗(yàn)與指標(biāo)

微表處混合料既要有足夠的時(shí)間進(jìn)行拌和，還要求有良好的施工性。若混合料過稀，會(huì)導(dǎo)致跑漿進(jìn)而引發(fā)路面接縫不再直順，變得彎曲；甚至引發(fā)“出油”狀況，即細(xì)集料浮于路面面層上，導(dǎo)致混合料的攤鋪厚度失控。反之，過于粘稠的混合料會(huì)導(dǎo)致攤鋪工藝難以操作，進(jìn)而形成觀感質(zhì)量差的路面，還會(huì)導(dǎo)致于舊路表明黏結(jié)不夠牢固。在攤鋪施工中混合料稠度在不斷變化，施工中要求混合料稠度保持合適的狀態(tài)即范圍在2～3cm之內(nèi)。

1.3 初凝時(shí)間試驗(yàn)

將剛拌和均勻的微表處混合料立即攤在油毛氈上，并且要將混合料鋪平，開始計(jì)時(shí)，為初凝時(shí)間起點(diǎn)。初凝狀態(tài)是在室溫放置試件，采用濾紙按壓混合料表面觀察是否形成褐色斑點(diǎn)，如沒有形成則表明混合料已初步凝結(jié)；如出現(xiàn)則等待三分鐘繼續(xù)試驗(yàn)，重復(fù)等待試驗(yàn)操作直至半小時(shí)后如仍出現(xiàn)斑點(diǎn)，將試驗(yàn)間隔延長為十分鐘，直至混合料初步凝結(jié)，記錄初步凝結(jié)時(shí)間點(diǎn)的溫濕度。

上述試驗(yàn)進(jìn)程中，如果混合料表層瀝青微粒發(fā)生水相分離，濾紙上將無斑點(diǎn)。這時(shí)說明，混合料以及固化并形成一定強(qiáng)度，此外，待混合料100%成型后即可判定其其他性能?？梢姡旌狭铣跄龝r(shí)間的判定尤為重要。

2 混合料性能的試驗(yàn)與評(píng)價(jià)

2.1 濕輪磨耗損失（WTAT）

WTAT值為混合料中瀝青量的控制值，同時(shí)，WTAT值和瀝青量成反比，當(dāng)WTAT值最大時(shí)，對(duì)應(yīng)允許的最小瀝青用量。

2.2 負(fù)荷車輪黏附砂量（SA）

為了確定混合料的最大瀝青用量，從而進(jìn)行負(fù)荷車輪黏附砂試驗(yàn)?；旌狭橡じ降纳傲吭蕉?，說明混合料的瀝青用量越大?；旌狭系娜菰S最大瀝青用量就是黏附砂量達(dá)到要求的最大值。

3 我國微表處材料用量范圍的確定

3.1 確定最佳乳化瀝青用量的技術(shù)指標(biāo)

與熱拌瀝青混合料的設(shè)計(jì)不同，通過微表處混合料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)得到的并不是一個(gè)最佳的乳化瀝青用量，而是一個(gè)允許的乳化瀝青用量范圍，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)具體情況（如使用場(chǎng)合、原路面狀況、氣候條件）等在這一范圍內(nèi)確定最終的設(shè)計(jì)乳化瀝青用量。對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)直接確定設(shè)計(jì)乳化瀝青用量，然后使用上述技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.2 油石比

我國很多單位在進(jìn)行微表處混合料設(shè)計(jì)時(shí)，用于細(xì)封層（Ⅰ型）的油石比范圍一般在10%～16%之間，用于中封層（Ⅱ型）的油石比范圍一般在7.5%～13.5%內(nèi)，對(duì)于粗封層（Ⅲ型），則為6.5%～12%內(nèi)，上述取值范圍等同于國際稀漿封層協(xié)會(huì)規(guī)定。但在實(shí)際應(yīng)用中的油石比一般在6.0%～8.0%之間（Ⅲ型），這個(gè)范圍更容易操作。

3.3 水泥、消石灰用量范圍

加入水泥、消石灰有利用改善混合料的拌和的性能，以及成型的速度。水泥、消石灰作為填料用于調(diào)整集料的級(jí)配，劑量不能過大。劑量過大會(huì)影響混合料的拌和性能和混合料稠度，且會(huì)使混合料成型后發(fā)脆，易脆裂。

經(jīng)試驗(yàn)表明，微表處混合料中水泥、消石灰用力在0.5%～1.0%之間為最合適范圍。

3.4 用水量范圍

國際稀漿封層協(xié)會(huì)認(rèn)為應(yīng)根據(jù)混合料稠度選擇合適的用水量，沒有提出用量范圍。我國普通稀漿分層的外加水量范圍規(guī)定為6%～11%。

為了滿足拌和時(shí)間及拌和狀態(tài)，應(yīng)盡量減少水的用量。

3.5 攤鋪厚度與單位面積攤鋪量

對(duì)國內(nèi)微表處應(yīng)用情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，Ⅲ型級(jí)配攤鋪厚度一般在8～10mm。

4 混合料的設(shè)計(jì)工序研究

4.1 工序一：合理選取原材料

要結(jié)合項(xiàng)目的氣候、施工場(chǎng)地、施工要求、原材料供應(yīng)等具體特征，因地制宜的選用瀝青配方，與此同時(shí)，對(duì)于瀝青的添加劑、標(biāo)號(hào)以及品種也應(yīng)該合理選用。

為了保證微表處混合料的質(zhì)量，礦料的選擇應(yīng)注意以下要點(diǎn)：①必須采用硬質(zhì)石料作為混合料中的粗集料用材，才能為微表處提供經(jīng)久耐磨的抗滑表面；②微表處混合料對(duì)礦料的潔凈度要求很高，砂當(dāng)量指標(biāo)是微表處對(duì)礦料選擇的重要參考因素，礦料的砂當(dāng)量必須要高；③將礦料合成級(jí)配控制在級(jí)配范圍的中間數(shù)值左右。

4.2 工序二：混合料的配方試驗(yàn)

礦料應(yīng)符合以上要求，需測(cè)定礦料的含水率。

按照《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》中微表處混合料的試驗(yàn)方法，礦料的總質(zhì)量為100g，分別計(jì)算出各種礦料的用量，稱取若干份。在油石比范圍內(nèi)，Ⅲ型級(jí)配油石比一般在6.0%～8.0%之間，不斷調(diào)整瀝青和改性乳化瀝青的摻入量（制定0.5%為每次變化量），同時(shí)變化添加劑的品種以及摻入量、改變每次的水摻入量，經(jīng)過數(shù)次拌和試驗(yàn)直到達(dá)到施工要求的可拌和時(shí)間。

如果經(jīng)過多次改變添加劑以及用水量，混合料特性仍舊不能滿足施工要求時(shí)，則需要改變礦料組成或者混合料配方，甚至需要變更原材料的選用。

對(duì)于符合施工可拌和時(shí)間需要的混合料，在其100%成型后，可參照《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》中規(guī)定的試驗(yàn)方法，仔細(xì)檢查核對(duì)混合料中的油石比情況，保證瀝青和粗細(xì)集料之間握裹到位。對(duì)于油石比過大或是過小的情況，應(yīng)該在瀝青用量的允許值之內(nèi)，更換選取油石比數(shù)值適宜的混合料配方進(jìn)行黏聚力試驗(yàn)。最終確定出3～5個(gè)認(rèn)為合理的混合料配方。

4.3 工序三：混合料最佳瀝青用量確定

允許的最小乳化瀝青用量Pmin是濕輪磨耗指標(biāo)最接近要求值對(duì)應(yīng)的破乳瀝青摻入量；反之，最大用量Pmax則是當(dāng)黏附砂量指標(biāo)最接近要求值時(shí)的破乳瀝青用量。在Pmin和Pmax的范圍內(nèi)要合理考慮各種影響施工的要素，選擇合理的最大乳化瀝青用量。

通常來說，面臨舊路面泛油嚴(yán)重，以及舊路面瀝青為高標(biāo)號(hào)瀝青的情況，可選用油石比偏小的混合料做微表處理；面臨舊路面貧油嚴(yán)重，以及舊路面瀝青破壞于老化嚴(yán)重的情況，可選用油石比偏大的混合料做微表處理；面臨舊路面漏水或者時(shí)空隙過大的情況，也可選用油石比偏大的混合料做微表處理。與此同時(shí)，對(duì)于交通量較大的路面可選用油石比偏小的混合料做微表處理，反之則選用油石比偏大的混合料。

結(jié)合上述要求，山西廣源高速公路為新開通的公路，且交通量大、荷載較重，建議采用較小的油石比。

5 總結(jié)

山西廣源高速公路所處地質(zhì)條件特別復(fù)雜、高填深挖路段比較多、建成通車后交通量大、重車多，使瀝青面層出現(xiàn)了早期的破壞，需要及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以免面層早期破壞的加大。

該微表處混合料的材料選擇：乳化瀝青采用殼牌70#基質(zhì)瀝青，乳化劑為酰胺基胺類，聚合物改性劑2.5%SBS+2.5%SBR；礦料采用玄武巖，各礦料的摻配比例為：5mm-10mm:3-5mm:0-3mm:石粉=24：20：45：11，合成級(jí)配符合國際稀漿封層協(xié)會(huì)（ISSA）規(guī)定的微表處Ⅲ型級(jí)配要求。

通過試驗(yàn)得知混合料拌和時(shí)間超過兩分鐘，符合施工操作對(duì)于攤鋪時(shí)間的規(guī)定；也可得知黏聚力值為25kg·cm，符合施工完成后短期內(nèi)行駛車輛的要求；還可得知濕輪磨耗和黏附砂量符合要求。

結(jié)合上述分析，將混合料的配方制定如下：集料：乳化瀝青：水：水泥：外加劑=100：7.0：8：1：0.2。