摘要：微表處作為高速公路預防性養護措施。通過調查瀝青路面的主要病害, 對微表處的適用條件以及性能進行了分析, 提出微表處的材料標準、施工流程等相關技術要求, 介紹了江蘇高速公路的應用情況。
關鍵詞：微表處; 預防性養護; 高速公路養護
【中圖分類號】【文獻標志碼】
【文章編號】1007-9467( 2008) 01-0082-04
1 引言
國民經濟的快速發展，對交通設施提出了越來越高的要求，不僅要加快公路建設，而且要做好對已建公路的養護工作，保證整個路網暢通，并不斷提供其性能。我國瀝青路面設計使用生命為15a，今后我省的高速公路將陸續進入使用中期，而且交通量還在持續增加，路面的破損也隨之增加，為了保持高速公路良好的使用性能，延長其使用壽命，必須加強高速公路的養護工作。
微表處（Micro-surfacing）是國外在稀漿封層技術的基礎上開發出的瀝青路面養護技術，它以其開放交通快、抗滑性能卓越、可修復車轍等技術優點，成為國外發達國家重要的路面維修養護手段。按照國際稀漿封層協會（ISSA）的定義：微表處是一種由聚合物改性乳化瀝青、集料、填料、水和外加劑按合理配比拌和并通過專門施工設備攤鋪到原路面上，達到迅速開放交通要求的薄層結構。我國高速公路的瀝青路面結構、交通狀況、氣候條件等與國外大不相同，結合我國高速公路瀝青路面病害的特點，因地制宜地使用微表處來養護維修國內的高速公路，值得研究。本文從我國瀝青路面的病害著手，對微表處技術性能以及設計施工等進行了探討。
2 高速公路瀝青路面的破損
我國的高速公路路面結構絕大多數是半剛性基層+ 瀝青路面，出現的病害具有普遍性，主要有下面幾種類型。
2. 1 裂縫
半剛性基層瀝青路面在使用中均出現了橫行裂縫，例如1999 年3 月滬寧高速公路僅蘇州段裂縫總數為1 478 條（見2001 年江蘇寧滬高速公路股份有限公司，東南大學交通學院《滬寧高速公路江蘇段路面性能評價及養護對策研究》），比1998 年同期增加了1 264 條，2001 年8 月裂縫總數滬寧方向為1 559 條，寧滬方向1 533 條，總計3 092 條。橫行裂縫主要發生在行車道上，有少數貫穿整個路幅，裂縫沿路面大致呈均勻分布。道路的路基和路面是一種帶狀構造物，其長度遠遠大于寬度，冬季低溫收縮，即在路面產生橫行裂縫；半剛性基層材料容易發生收縮裂縫，反射到路面上，也形成了橫行裂縫，這種類型的橫行裂縫占多數；車輛荷載重復作用或嚴重超載也會導致橫向裂縫。
縱向裂縫即與路面中線大致平行的裂縫。大多出現在高填方、半填半挖路基或路面加寬處。其原因是由于壓實度不夠，高填方路段路基土滑移，路基或基層出現不均勻沉降而產生縱向裂縫。混合料攤鋪時縱向施工搭接質量不好，也會出現縱向裂縫。
2. 2 水損害
水損害是瀝青混凝土路面早期破壞中最為常見的類型。
在降雨中，雨水通過瀝青混凝土的空隙滲入到混凝土路面上面層中，侵入瀝青與集料的界面。在行車荷載的作用下，產生很高的動水壓力，例如車速100km/ h 時的動水壓力能達到30kPa[1]，瀝青混凝土長期在動水壓力作用下，使得瀝青膜與集料開始剝離局部瀝，青混凝土松散，碎石被車輪甩出，在道路的表面形成坑洞。
如果雨水滲入到上面層和中面層并滯留在這兩層中，在行車的作用下，使瀝青混凝土中部分混凝土的瀝青剝落，導致表面產生網裂、變形和向外側推擠，或產生坑洞。剝落的瀝青向上遷移，最終在路表面形成1mm～2mm 的油膜即泛油，這種形式的泛油出現在行車道，與瀝青混凝土的油石比無關。
水透過瀝青混凝土面層滯留在半剛性基層頂面，瀝青下面層又往往是空隙率大的混合料，空隙中充滿水，給水損壞提供條件。當集料與瀝青膜剝離后，瀝青混合料不再是一個整體，集料在荷載作用下，對基層產生了力的作用，使基層的局部松落形成灰漿，從路面的縫隙向上擠出來，在瀝青路面上形成了白色的唧漿。路面結構強度下降，發生變形沉陷、網裂、坑槽。
2. 3 車轍
瀝青路面在輪胎的反復作用下，輪跡帶向下凹陷，形成車轍，這是瀝青混凝土路面一種主要病害。如果瀝青混凝土的壓實度不夠，那么車轍的表現就是向下凹陷；如果車轍主要是是由于行車產生的，輪跡帶產生凹陷的同時，兩側的瀝青混凝土臌起。車轍對行車安全危害極大，特別在車轍內有積水，如果行車的速度過快，容易發生滑水現象，即在動水壓力的作用下，輪胎與路面脫離接觸，方向失去控制；在寒冷的冬季，積水就會變成冰，降低了輪胎與路面的附著系數。
車轍深度達到什么程度需要養護維修，各國的做法不盡相同。英國規定車轍深度達到10mm 為路面的臨界狀態，需要對路面進行養護維修，美國瀝青協會的瀝青路面設計方法中規定車轍的臨界值是13mm，SHELL 瀝青路面設計中規定高速公路的車轍臨界值是10mm，日本規定車轍達到20mm 時必須進行加鋪。滬寧高速公路南京段的車轍深度在10mm～30mm，京滬高速公路徐宿段的車轍大部分2mm 左右，局部路段超過3mm。
2. 4 松散
松散是指瀝青面層中的集料由于喪失相互間的黏結而逐漸酥軟直至松垮的現象，首先集料顆粒從表面層開始脫落，并從表面逐漸向下發展。集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失黏結力是顆粒脫落的主要原因。松散后喪失的集料顆粒被輪胎帶起引起安全問題；松散的路面會留下一個一個洼坑，如果有足夠的深度有水，還能引起滑水現象。
3 微表處
微表處作為一種薄層結構，主要用于預防性養護，按照瀝青路面使用性能的變化，在其即將出現但尚未出現病害之前，進行預防性養護，使道路能夠繼續保持良好的使用狀態。當然，微表處也可以對有些功能型破損進行處理。
3.1 微表處的技術特點
微表處薄層的空隙率小，不透水，以作封水處理。水損害是目前高速公路破壞的一個主要因素，微表處后，可有效防止路表水下滲，并對路面細小的滲水裂縫進行有效處治，防止路面病害進一步發展，避免造成結構性破壞，延長路面的使用壽命。
微表處可填補修復輕度車轍及其他輕微病害，改善路面裂縫的狀況，特別是道路表面的外觀和平整度，可以提高路面宏觀構造深度和摩擦系數，使路表面具有良好抗滑性能。
微表處所含的聚合物使乳化瀝青增加了黏結力，并采用質量較高的骨料，使得微表處比普通稀漿層有著更強的黏合力，能夠適應重交通路面。微表處作為一種薄層結構，不會改變路面的斷面和排水系統。
3.2 材料
改性乳化瀝青是微表處的黏結材料，我國目前還沒有制定改性乳化瀝青的技術標準，對改性乳化瀝青和微表處的研究和應用主要參照美國、日本和國際稀漿封層協會的有關技術標準，當前建議的技術要求如表1。
用于微表處的集料應當堅硬、耐磨，不含泥土雜質，砂當量大于65%，并且其級配組成必須符合一定的級配標準，一般采用ISSA 推薦的Ⅱ、Ⅲ型級配（見表2）。
3.3 微表處的施工
微表處施工是在常溫條件下作業，降低能耗、不釋放有毒物質，符合環保要求。施工速度快，連續式稀漿封層機一天之內能攤鋪500t 的微表處混合料，折合為一條10.6km 長的標準車道，施工后1h就可通車。成型快，工期短，可迅速開放交通，對交通的影響小。施工季節長，可以夜間作業的優點尤其適用于交通流量大的高速公路。
3.3.1 施工前準備工作
微表處由于厚度薄，主要起防水、防滑、耐磨和改善路面平整度的作用，在路面結構體系中，只能作為表面保護層和磨耗層，而不起承重性的結構作用。原路面必須具有足夠的強度和剛度，表面平整、密實、清潔，整體穩定。
在施工之前，應對提前對施工段路面病害進行徹底處治,保證原路面的平整度及完整性。當原路面上有坑洞、邊線破損和裂縫寬大時，應進行修補。
有深洞時，應分層填補并壓實。雖然稀漿可以填補多數的裂縫，但最好還是在鋪設稀漿之前，將寬大的裂縫封起來。對于大的擁包和深的車轍（如車轍深超過10mm），應先進行銑刨和填補。
修補完成后，對需加鋪封層的路面應事先將所有雜草、松動的材料、泥塊等任何障礙性的東西加以清除，可以采用人工清掃、機械清掃、空氣吹掃或水沖等方法。但是如果原路面空隙率很大或透水性太高時，應避免用水沖洗，可采用高壓氣吹的方法清理。原路面有大塊油污時，應將其清除，以免影響稀漿封層與原路面的黏結。
微表處攤鋪車采用的是體積計量方式, 在鋪筑前對其進行認真標定確定材料配合比等施工技術指標和施工工藝。對用于施工的各類機械作全面的檢查、調試,使之處于良好狀態,并準備備用配件。
3.3.2 施工工藝
微表處施工通常采用以下工藝流程（見圖1）：
攤鋪是最關鍵的一環，一般采用機械攤鋪。微表處攤鋪施工中，施工車走線要順直，使外觀線條整齊美觀。施工過程中，應靈活掌握各種情況并及時調整，以確保工程的質量。攤鋪后的局部缺陷應及時使用橡膠耙等工具進行人工找平，特別應該注意個別超大粒徑礦料產生的縱向刮痕，橫、縱向接縫等。
4 微表處應用概況
自2002 年3 月起[2]，開始對南京段實施微表處技術維護，至2002 年10 月，共計完成316 103m2。南京段主線雙向共17km，實施微表處后對路面病害數量進行了跟蹤調查,結果表明PCI 提高了35%，SFC 提高能了70。還采用鋪2 層微表處手段來處理長約8km 的車轍，通過一年多的觀察，效果明顯，基本能消除車轍，穩定性好。
江蘇某高速瀝青路面于2000 年建成通車[ 4 ]，經過近4a 的通車后該段路面整體性能較好，但路面還是出現了一些較明顯的早期病害，路面病害主要表現為路面車轍、橫向裂縫，其中車轍大的地方超過了2 cm，對路面進行了微表處處理。在施工完成通車1 年后，對施工路面進行了表面服務功能測試，摩擦系數平均值為56. 8，構造深度平均值為0. 79 cm，平整度在0mm~3mm 之間，處理效果較好。
5 結論
微表處養護措施適合于路面病害程度較輕，還未出現嚴重破壞的瀝青路面的預防性養護, 可以處理路表面的松散、表面細小裂縫、車轍和坑槽等各種病害，提高路面的抗滑性和防水性，改善路面平整度和行車舒適性。微表處施工方便、成本低、材料環保無污染，成型時間短，不影響交通，經濟效益和社會效益顯著，可以在高速公路的養護中推廣應用。
參考文獻：
【1】孫立軍，等. 瀝青路面結構行為理論[M]. 上海：同濟大學出版社，2003.
【2】吳贊平，徐中寧，徐衛東，等.滬寧高速公路微表處實施路段路用性能評價[J].公路，2004（12）：190-193.
【3】胡厚琪, 張守城, 辛宇. 微表處技術在高速公路養護中的應用[J]. 石油瀝青, 2006, 20(3):35-38.
