1 引言

高速公路车辆超重导致沥青路面破损加剧，严重影响道路的正常使用。为保持路面具有良好的使用性能，延长服务年限，必须及时采取有效方法养护维修。现有的罩面处理方法施工速度较慢、长时间封闭施工，影响道路的正常使用，给交通安全带来隐患，而且耗资巨大，经济上不合理。经过简修后的路面不久就会出现新的病害，反复的维修使路面上出现了许多补丁，严重影响路面的适用性和美观性[1-3]。

微表处罩面处理常规采用温拌改性乳化沥青、集料、填料、水，添加低熔点的有机添加剂，并按合理配比在常温下经强力搅拌后形成稀浆混合料，并通过专门施工设备摊铺到原路面上，达到交通要求迅速开放的薄层结构，主要用于建立和恢复道路表面功能[4]。渝黔高速公路(重庆段K1015+105-K1105+838)由于运营时间的延长以及经济发展的持续增长带来的超重超载荷载影响，使路面发生了不同程度的破坏，出现沥青路面的热稳定性病害以及水损坏、路面疲劳破坏等较为严重的病害。为解决路面的轻微病害，改善路面的抗滑性能，对全路段进行大修罩面改造，在现有建设、养护、交通量、检测报告等资料的基础上通过科学、合理的方法对本工程进行了大修方案设计。

2 微表处稀浆混合料的配合比设计

根据设计要求材料用量范围油石比(沥青与矿料的质量百分比)6%-9%的指标要求，在湿轮磨耗指标接近要求值时确定最小沥青用量，粘附砂量指标接近要求值确定最大沥青用量，根据气候、交通量等综合情况确定沥青用量。并根据掺配比例，在试验检测其性能指标满足要求后得到微表处配合比。

2.1 沥青

沥青结合料质量的优劣对沥青路面的低温抗裂性能起到决定性的作用，沥青混合料的低温拉伸变形性能决定了沥青路面的低温抗裂性能，贡献率达90%。在低温时，混合料坚硬，脆性高，矿料级配几乎无法抵抗收缩变形导致的开裂，其贡献率在10%以下。因此在进行温拌改性沥青混合料设计时，必须结合地区气候情况选用性能优良的沥青结合料。基于现有研究成果，选用橡胶沥青。橡胶沥青生产工艺如图1所示。按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中相关规定对橡胶沥青的主要技术指标进行测试，结果见表1。

近期，原料价格高位运行，出口市场持续跟进，市场供货偏紧，价格稳中上行。10月22日中国磷酸二铵批发价格指数（CPPI）为2933.17点；磷酸二铵零售价格指数（CPRI）为 3047.97点，环比上涨58.29点，涨幅为1.95%；同比上涨134.12点，涨幅为4.60%；比基期下跌173.80点，跌幅为5.39%。

  

图1 橡胶沥青生产工艺

 

表1 橡胶沥青的主要技术指标试验结果

  

样品名称 项目 单位试验结果试验标准筛上剩余量%0.05T0652电 荷 阳离子(+)T0653TFOT后残留物25℃针入度比%68T0604延度(5 ℃,5 cm/min)cm22T0605软化点℃54.3T0606贮存稳定性一天(贮存稳定性:18—28 ℃)%0.5T0655与矿料的粘附性,裹覆面积>2/3T0654备注根据(JTG E20—2011)《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》试验

2.2 集料

2.2.1 集料的选用

今年是毛泽东同志批示“枫桥经验”50周年，也是落实十八大关于全面推进依法治国、加快建设社会主义法治国家重要部署的开局之年。面对新形势、新任务，深挖“枫桥经验”精神价值，提炼其法治化的实践和做法，对于传承发展“枫桥经验”、加快法治建设进程具有重要意义。

 

表2 细集料技术标准与技术指标试验结果

  

类型技术指标单位试验结果技术标准试验方法粗集料压碎值%21.3≤24T0316-2005洛杉矶磨耗损失%22≤26T0317-2005坚固性%7.7≤10T0314-2005针片状颗粒含量%6.7≤12T0312-2005水洗法<0.075 mm的颗粒含量%0.51≤1T0310-2005软石含量%1.5≤3T0320-2005与沥青黏附性级4.3≥4T0616-2005细集料坚固性(>0.3 mm部分)%8.6≤12T0340-2005含泥量(<0.075 mm的含量)%1.2≤3T0333-2000砂当量%71≥65T0334-2005亚甲蓝值g/kg16≤25T0349-2005棱角性(流动时间)s38≥30T0345-2005

  

图2 合成级配后的集料

2.2.2 矿集料级配

微表处配合比采用连续级配混合料，配合比为集料∶橡胶沥青∶水=100∶10.5∶10(5.6-8 mm：2.36-4.75 mm:1.18-2.36 mm∶0-1.18 mm：水泥=23∶24∶20∶31∶2)，微表处矿料级配见表3。表3中微表处级配采用SBS改性沥青，根据马歇尔试验，确定最佳沥青用量。

 

表3 微表处矿料级配

  

微表处级配类型通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%)13.211.49.58.05.64.752.361.180.60.30.150.075LMS-110090-10080-9070-8045-7028-5019-3412-257-185-15合成级配10010010098.280.475.652.634.324.514.69.75.0允许波动范围—±5±5±5±5±5±5±5±5±4±3±2

2.2.3 填料确定

混合料的配合比设计是解决乳化沥青与集料相容性的问题。微表处标准稠度2-3 cm的稠度用水量、适当拌和时间和合格粘聚力试验的用水量，综合考虑作为微表处的标准用水量。配合比设计过程中，分别拟定5个SS3型阳离子慢裂快凝型SBR沥青乳液进行湿轮磨耗(WTAT)、轮碾压砂(LWT)试验和30 min及60 min稠度试验，在获得的试验参数基础上，通过计算机图解分析，确定微表处配合比设计的乳液用量范围。微表处沥青混合料配合比如表5所示，配合比验证如表6所示。

四是以减少行政审批事项转变政府职能为重点，大力开展水利行政审批制度改革。深入贯彻落实《国务院机构改革和职能转变方案》和国务院第一次全体会议精神，积极有力地推进水利行政审批制度改革，会同人事司制定了 《水利部贯彻落实国务院机构改革和职能转变精神推进行政审批制度改革实施方案》。经摸底核实，水利部现有行政审批事项48项，拟于3年内减少审批事项19项（包括国务院已决定取消的3项行政审批）。认真做好取消事项的落实和衔接工作，加强后续监管。严格行政许可设定标准，完善审批条件，创新服务方式，依法简化优化审批程序，切实做到规范高效便民，加强许可事项监督检查。

2.2.4 最佳沥青用量确定

粘聚力试验是测定试件在0.193 MPa压力下不同时段的最大扭矩，模拟车辆行驶时产生的水平力，每一组试件采用多个平行试件，每隔30 min测定一次试件的最大扭矩。当粘聚力1.2 N·m的时间即为混合料的凝固时间，试件最大扭矩达到2 N·m的时间即为早期开放交通的时间。其拌和试验结果如表8所示。

 

表4 不同油石比试件湿轮磨耗(WTAT)试验结果

  

检测项目检测值油石比(%)6.57.07.58.08.51d湿轮磨耗量试件磨耗量(g)11.39.57.75.34.6磨耗值(g/m2)1 136.8955.7774.6533.2462.8负荷轮粘附砂量试件粘砂量(g)3.14.24.96.68.2粘附砂量(g/m2)268.4363.6424.2571.4710.0

注：表中的油石比是基质沥青与矿料的比例。

  

图3 最佳沥青油石比

  

图4 集料砂含量对混合料可拌和时间影响

表6中微表处稀浆混合料试验结果表明，微表处设计配合比(矿料∶乳化沥青∶水∶水泥=100∶11.7∶6∶2.5)拌和出的混合料能够满足微表处罩面施工的要求。

SMA-13和AC-20采用玄武岩做为粗集料，采用石灰岩石屑做为细集料。粗集料选用与沥青具有良好粘结性能的集料，细集料的使用规格：2.36-4.75 mm、1.18-2.36 mm、0-1.18 mm。细集料检测结果见表2，合成级配后的集料如图2所示。

2.3 微表处罩面混合料配合比的确定

填料对沥青混合料的性能起着至关重要的作用。沥青只有吸附在矿粉颗粒表面形成沥青薄膜，才能对集料产生粘附作用。本项目采用的矿粉+木质素纤维，粉胶比在1.8-2.0之间，粒度<0.6 mm，亲水系数和含水量均小于1，表观相对密度≥2.45，不得采用玄武岩粉或水泥厂生产的熟料等。木质素纤维采用全自动投料机填加松散的絮状纤维，吸油率不小于纤维质量的5倍，以确保木质素纤维能够均匀地填加到沥青混合料中。

微表处混合料设计指标如表7所示。

 

表5 微表处沥青混合料配合比

  

沥青比例(%)1010.811.712.513.3湿轮磨耗值(g/m2)864.3667.8501.8364.3298.2轮碾压砂量(g/m2)304.6385.9422.8500605SBR沥青用量范围11.3%-12%最佳油石比范围7.5%-8.0%配合比比例矿料∶乳化沥青∶水∶水泥=100∶11.7∶6∶2.5

 

表6 微表处配合比验证

  

SBR沥青乳液用量(%)11.7湿轮磨耗值(1 h/6 d)(g/m2)489.3/753.6轮碾压砂量(g/m2)381.8油石比7.8配合比比例矿料∶乳化沥青∶水∶水泥=100∶11.7∶6∶2.5

从图3可以确定微表处的最佳沥青用量选择8%的油石比(允许范围中值±0.5%)，可以确定微表处的最佳油石比为6.5%，由于橡胶沥青的蒸发残留物为63%，所以最佳乳化沥青用量为11.7%。

2.4 水泥以及外加水的确定

2.4.1 可拌和时间指标

混合料从拌合到摊铺所用时间一般为30-50 s，在25 ℃下微表处分别不少于120 s。在相同时间内，黏聚力越大，混合料成型速度就越快，早期强度则越高。黏聚力试验30 min≥1.2 N·m、60 min≥2.0 N·m，合理稠度范围：2-3 cm，最佳拌和时间应>80 s,此时砂含量多少对微表处罩面沥青混合料拌和效果影响较小，集料砂含量对混合料可拌和时间影响如图4所示。

其次，本条的“强制性标准”的范围，是从整个法律体系与标准体系的立场出发，全面、概括与一般性指向强制性国家标准、强制性行业标准和强制性地方标准的。

 

表7 微表处混合料设计指标

  

项目单位范围检测结果试验方法可拌和时间s≥120180T0659粘聚力试验30 min(初凝时间)N·m≥1.21.560 min(开放交通时间)N·m≥2.02.4T0754负荷车轮碾压试验(LWT)粘附砂量g/m2≤450325.8轮迹宽度变化率%≤53T0755湿轮磨耗试验的磨耗值浸水1 hg/m2≤400285.5浸水6 dg/m2≤700534.3T0752

2.4.2 粘聚力试验

微表处要求粘砂量测试值应小于450 g/m2，轮迹宽度变化率小于5%，不同油石比试件WTAT试验结果如表4所示。根据湿轮磨耗与粘附砂量确定最佳油石比如图3所示。

1196 AKT 抑制剂 GSK2141795 诱导人肝癌细胞株 Huh7 凋亡的剂量和时间效应 刘志勇，李林林，刘善荣

根据拌和试验确定采用2.0%的水泥，6%的水，混合料的凝固时间需要2 h。

2.4.3 轮辙变形试验

试验按照T0719“沥青混合料车辙试验”方法分别对成型油石比为7.5%、8%、8.5%的车辙件(尺寸为300 mm×300 mm×50 mm)进行车辙试验，试验结果见表9。

 

表8 水泥与水拌和试验结果

  

油石比(%)水(%)水泥(%)可拌和时间(s)30 min粘聚力(N·m)6.56.51.02000.607.06.01.01700.727.55.51.01400.808.05.01.01351.106.56.52.01301.207.06.02.01251.267.55.52.01201.308.05.02.01151.326.56.53.01201.207.06.03.01051.227.55.53.0851.308.05.03.0751.40

 

表9 沥青混合料AC-20、AC-13、SMA-13车辙试验结果

  

级配类型油石比(%)45分钟位移(mm)60分钟位移(mm)动稳定度(次/mm)平均值(次/mm)标准偏差变异系数AC-207.53.8624.5049817.53.7454.4678737.53.9114.686813889.085.140.096AC-138.04.5235.2368848.04.5885.3897878.04.6375.541670780.3107.160.137SMA-138.54.5105.4097018.54.4825.3976898.54.6265.564672687.314.570.021

由表9可知,随着沥青用量增大，则车辙变形量越大(最大平均变化值为780.3 mm/次)，动稳定度越小。本文设计的微表处沥青混合料配比抵抗车辙的能力非常好，符合设计与试验规程要求。

3 结论

在渝黔高速公路微表处配合比设计中，本文通过原材料的选择、配合比的设计及验证，对微表处混合料的拌和、摊铺及检测工序的严格控制，研究出低温冷拌和沥青混凝土罩面混合料施工技术，有效控制了集料的级配不偏离中线，集料中的砂含量不超标，确保微表处罩面混合料的沥青用量满足湿轮磨耗值和轮碾压砂量双重控制指标，可达到预防性养护。提出了微表处玄武岩矿粉集料合成级配的控制界限，总结出最佳沥青用量为7.8%的油石比，最佳油石比范围为7.5%-8.0%。该项技术可有效改善路面的抗滑性能、车辙等轻微病害，延长道路维修周期及使用寿命，施工安全快捷，节约维修费用，且节能环保。

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