微表處技術在白改黑工程中的應用

   某旅游公路于2012年9月建成通車，全長12.1km、寬7m，采用水凝混凝土路面，該旅游公路屬于典型的山區道路，彎多坡陡，既有橋面也有隧道。隨著每年旅游人數與通車數量的激增，通過近四年的運營，原水泥混凝土路面已出現板邊板角破損、接縫破損、路表面起皮(剝落、露骨)以及路面磨光成鏡面等病害。且行車噪音大、行車舒適性差、車輛輪胎磨損問題突出。因為該路段是旅游觀光專用線，所以相關旅游管理部門在早期養護階段提出了白改黑的設想，希望將該路段改成黑色瀝青路面，并改善路容路貌、降低行車噪音、提高行車舒適性。公路路面通常分為兩種:水泥混凝土路面(即白色路面)和瀝青混凝土路面(即黑色路面)。水泥混凝土路面的特點是強度大、相對耐久性和水穩定性好，但噪音大、行車舒適性差、養護難度大且措施單一;瀝青混凝土路面的特點是瀝青材料對溫度敏感性強、噪音小、行車舒適性好、易養護，是公路路面的主流類型。兩種不同路面從設計角度講，分別有各自不同要求的路面結構形式，水泥混凝土路面屬于剛性路面，而瀝青混凝土路面屬柔性路面，如果想將原有的水泥混凝土路面結構形式變為能夠符合瀝青混凝土路面結構類型的要求，那么需要解決的核心問題，或者說需要跨越的最大障礙就是由剛變柔。而白改黑路面是一種特殊的路面結構形式，具有特殊的應力應變形式，技術關鍵環節是防水，辦法有兩種:(1)挖除水泥混凝土路面，重新鋪筑瀝青混凝土路面;(2)采用專用設備破碎原水泥混凝土路面面板，使之成為柔性基層，再加鋪熱拌瀝青混凝土面層?？梢钥闯鰺o論采用哪一種方式，對于目前狀況下的華山甕峪旅游公路而言，都存在相當大的浪費(因為目前使用狀況基本良好)和相當大的施工難度。鑒于此，為了達到路面使用質量和提高行車舒適性，在不影響正常通車的前提下，選擇采用經濟合理且有效地預防性養護手段———微表處技術應用方案，這種簡易的白加黑路面，用較小的投入可以迅速提升了路面使用性能和服務水平，同時，對于延長道路的使用壽命、節省工程造價、保護環境等方面具有顯著的社會和經濟效益。本工程采用白改黑技術，是在已通車運營一定時間的舊水泥混凝土路面上加鋪微表處稀漿混合料，對原有水泥混凝土路面病害經過處理后作為新路面基層，起到承重和傳遞荷載的作用。通過前期原路面病害調查，采用雙層微表處進行施工，下層攤鋪6mm厚MS－Ⅱ型微表處用作粘結過渡層，以期達到防水、層間粘結、剛柔過渡等目的。其混合料級配較細，能有效的阻止水的下滲，有良好的防水功能。上層攤鋪10mm厚MS－Ⅲ型微表處，用作行車表層，其混合料級配較粗，可以滿足行車抗滑、耐磨的要求。同時為了保證層間粘結，灑布SBＲ改性乳化瀝青粘層油，灑布量0.25g/m2～0.40g/m2。
技術優點
采用微表處技術進行白改黑施工，具有如下技術優點:
(1)微表處單位面積建設成本遠低于傳統熱拌瀝青混合料，且不需要大型拌和站等配套設施，大大降低工程造價。
(2)作為薄層罩面結構，厚度僅為18mm，對路面標高的增加極少，能夠保證隧道內的通車凈高和減少橋梁負重。
(3)與原路面具有良好的粘結性，具有較高的抗滑性能和耐磨性能。
(4)具有顯著的封層效果和優越的防水功能，提高水泥混凝土路面的水穩定性，可以有效防止路表水的下滲，從而更好地保護路面結構。
(5)半幅施工，施工機械較少，不影響正常的通車要求，在適宜的情況下2小時即可開放交通，減少施工對交通的影響。
(6)作為冷拌冷鋪的施工工藝，微表處常溫施工，不釋放有害氣體和煙霧，對環境影響較小，符合環保要求;
微表處技術及其施工工藝
微表處是采用專用機械設備將聚合物改性乳化瀝青、粗細集料、填料、水和添加劑等按照設計配合比拌和成稀漿混合料，通過攤鋪槽均勻攤鋪到原路面上，通過短期養生快速開放交通的具有高抗滑性和耐久性的薄層。作為預防性養護的重要手段，該技術能快速建立和恢復路面的表面功能，并起到保護路面結構的作用。
施工工藝
(1)原路面病害處置
①板塊換修。對需要進行更換的板塊進行破碎，換填同等砼強度的水泥混凝土，并對混凝土表面按原路面紋理進行處理。
②裂縫、構造縫。參照《公路水泥混凝土路面養護技術規范》中相關條款，其具體要求如下:“對于3mm以下裂縫參照規范進行擴縫后用道路專用封膠進行灌縫處理?！贝笥?mm的裂縫進行密封膠或瀝青灌縫處理，3mm以下的裂縫不用處理;橫縫、縱縫、脹縫和施工縫等構造縫采用專用填縫料，對其進行灌封處理。灌封材料選用橡膠瀝青灌封膠，經國家道路及橋梁質量監督檢驗中心檢測，其指標如表5:
③錯臺。錯臺高度小于1cm，可用小型銑刨機鑿除錯臺，修補縱坡變化控制在1%以內。當錯臺高度大于1cm，且有一塊板不穩定時應進行換板處理。
④脫空經檢測評定為板塊脫空且板塊間有較好的傳荷能力，可采用灌注水泥漿進行板下封堵處理。
(2)微表處施工
在充分總結試驗段鋪筑的基礎上，進行微表處施工作業。
①畫出施工控制線，以保證攤鋪車沿直線行駛。有路緣石、車道線等作為參照物的，可不劃控制線。
②攤鋪車攤鋪稀漿混合料:根據施工路段的路幅寬度，調整攤鋪槽寬度，應盡量減少縱向接縫數量，在可能的情況下，宜使縱向接縫位于車道線附近。將符合施工質量要求的各種材料裝入攤鋪車內，并開至施工起點，對準控制線，放下攤鋪槽，調整攤鋪槽使其周邊與原路面貼緊。打開攤鋪車各傳動離合器，開動發動機，使各部位準備進入工作狀態。按室內設計和現場集料含水量，依次或同時按配比輸出集料、填料、水和乳液，進行拌和拌好的混合料流入攤鋪槽，當混合料注滿攤鋪槽容積的二分之一以上時，開動攤鋪車勻速前進，需要時同時打開攤鋪車下邊的噴水管，噴水濕潤路面。攤鋪速度以保持混合料攤鋪量與攪拌量基本一致，保持攤鋪槽中混合料的體積為攤鋪槽容積的1/2～1/3。當攤鋪車內任何一種材料快用完時，應立即關閉所有輸送材料的閥門，讓攪拌器中的混合料攪拌完，并送入攤鋪槽攤鋪完后，攤鋪車停止前進，提起攤鋪槽，將攤鋪車移出施工點，用水清洗攪拌器和攤鋪槽。施工中，超大粒徑集料產生的縱向刮痕應盡快清除，不能及時清除的，必須立即停止攤鋪，直至問題解決后方可繼續施工。
(3)養生和開放交通:①稀漿混合料鋪筑后，在初期養護期內，禁止一切車輛和行人通行。
②稀漿混合料達到開放交通時間后應盡快開放交通。經養生和初期交通碾壓穩定的微表處在行車作用下應不飛散且完全密實。
結合該旅游公路微表處工程，通過現場施工以及后期的路面檢測及跟蹤調查，總結如下幾點白該黑路面微表處施工影響因素及其質量控制建議。
(1)在舊水泥混凝土路面進行微表處施工前，應通過詳細的現場實地調查和路況檢測，分類分析原路面的各項病害，提出針對性的處治措施。對于直接影響微表處施工質量的水泥板塊施工縫、板底脫空、錯臺、較大的裂縫等進行必要的預處理，確保作為新路面基層的水泥板塊的整體穩定。
(2)水泥混凝土路面作為剛性路面在其上加鋪柔性微表處罩面，因兩者材料特性差異較大，加之山區水泥混凝土路面隧道、彎道等處“鏡面”病害較多，在經過“精細銑刨”后必須灑布粘層油，以提高層間粘結力，避免層間推移和脫落。因此適宜的施工工序是確保微表處施工質量的重要保障。
(3)微表處施工作為預防性養護手段，應嚴格從源頭控制各項原材料的質量和用量范圍，進場的各項原材料除應滿足現行部頒標準和地方標準外，尤其對關鍵指標，如細集料砂當量、SBＲ改性乳化瀝青5℃延度、軟化點等進行重點控制。
(4)山區道路微表處施工應根據不同施工路段，考慮隧道、彎道以及坡度較大的長爬坡等路段，適時微調乳化瀝青用量、膠乳添加量和混合料級配，充分利用技術手段，使微表處罩面路用性能達到最佳狀態。
(5)施工中應嚴控稀漿混合料漿狀，避免出現離析等現象，確保攤鋪到路面的稀漿混合料顏色一致，表面

均勻、無花白料、飽滿，施工線性順滑、平順。

摘自：《公路交通科技》，作者：宋成志、孔祥明