二级公路沥青混凝土路面微表处养护技术研究
黄金群
云南驰骏建设工程有限公司 云南昆明 650000
摘要:本文选取K3500+000~K3503+000段,采用1cm微表处进行修复。通过材料优化、施工工艺控制及质量检测,评估路面性能变化,并结合抗滑性、平整度及裂缝扩展控制进行效果分析。施工后,路面摩擦系数(BPN)由42-47提升至58-65,IRI平整度指数降低约50%,裂缝扩展速率降低68%,密实度达到96.5%,展现良好养护效果。微表处技术在提高抗滑能力、平整度及耐久性方面具有显著优势,施工周期短、成本低,适用于二级公路日常养护,可为后续道路维护提供参考。
关键词:二级公路;沥青混凝土;养护技术
前言:近年来,随着我国交通基础设施建设的不断推进,二级公路在区域经济发展和社会交通运输中发挥着重要作用。然而,由于二级公路承载的交通流量日益增加,路面在长期荷载作用下容易出现裂缝、坑槽、路面不平整等病害,影响行车安全性和道路使用寿命。因此,如何高效、经济地进行路面养护,延长路面使用寿命,成为公路管理部门亟待解决的问题。在众多养护技术中,微表处因其较低的施工成本、较短的施工周期、优良的抗滑性能和良好的裂缝封闭效果,逐渐成为二级公路路面养护的重要选择。
1 工程概述
本研究养护工程位于云南省玉溪市元江县境内,属于元江公路分局2025年政府还贷二级公路取消收费后的普通公路养护项目,涉及策克—磨憨公路(G213国道)的一段重要路段。G213国道是中国西北至西南的重要交通干线,起点为内蒙古额济纳旗策克口岸,终点为云南省西双版纳勐腊县磨憨口岸,全长约4136公里。本次养护项目涉及的云南段路段全长3.000公里,与昆磨高速并行,是昆曼公路的重要组成部分。该路段公路等级为二级公路,路基宽度8.5米,路面结构为沥青混凝土,承载着大量的客货运输任务,通行车辆主要包括小客车、大客车、大货车以及地方民众的非机动车,其中机动车与非机动车混合通行,交通情况较为复杂。根据现场调查,该路段主要病害包括纵向裂缝、横向裂缝及路面不平整等,影响公路通行安全及舒适性。为保证道路正常运营,提高路面使用性能,本次养护采用1cm微表处技术进行修复。
2 二级公路沥青混凝土路面微表处养护技术
2.1 微表处材料组成及性能要求
微表处技术的技术关键是材料选择比例的合理,保证工程质量,提升路面结构。微表处的材料主要是改性乳化沥青、高级集料、填料(矿粉)、水和外加剂组成。高级的集料应耐磨且强度高,一般选择5~8mm玄武岩碎石,以提高路面的抗滑性,并且控制针片状含量在5%以内。集料的级配关系到微表处施工质量,集料级配良好的话微表处层更加密实,可以避免其在使用初期脱落现象。填料一般使用石灰矿粉,使用它是为了改善沥青混合料的粘附力,提高微表处层的水稳定性,改善微表处层的使用寿命。外加剂一般选择加速剂、稳定剂和防水剂,以提高混合料固化速度,降低流失乳化沥青的情况,并且提高微表处层的防水性。
2.2 微表处施工工艺及关键技术控制
微表处施工工艺由路面病害处治、材料摊铺、混合料拌合、平整、养生以及开放交通等环节组成,各个工艺环节的技术控制极其重要。路面的病害处治是施工的首要环节,对于裂缝进行分缝处理。纵向裂缝、横向裂缝裂缝宽度<3mm的可以直接进行微表处施工,裂缝宽度>3mm的进行裂缝预先填缝,裂缝反射至新铺层。
拌和时,由专门的微表处拌合机将乳化沥青、矿粉等各组份料严格按实验室配制的配合比施工配料比(乳化沥青用量8%~12%,矿粉3%~6%),控制好集料级配和含水量,保证混合料拌和均匀。注意控制好温度及拌和时间,防止乳化沥青破乳速度快及集料分离。微表处摊铺应采用微表处摊铺车摊铺,摊铺厚度均匀,一般摊铺厚度控制在1cm左右。摊铺时注意调整横坡和平整度,防止局部出现积水现象或局部集料出现不均匀。微表处摊铺完成后利用专门的找平刮板找平,找平时注意横坡和平整度,使找平后的微表处路面平整、无大的高差。微表处固化与开放交通,微表处摊铺后的微表处应自到开放交通前应让微表处进行自然固化,在此过程中,施工固化时间主要取决于天气状况,一般温度30℃以上需0.5~1小时方可开放交通,温度低于30℃则需2小时之后方可开放交通。
2.3 微表处质量控制与检测方法
施工过程中,检查摊铺的厚度、均匀性和找平以及固化时间。对于摊铺厚度,应使用激光测厚仪,以实现及时检验其摊铺厚度,从而使摊铺均匀;使用3m直尺对找平情况进行检验,其平整度应不超过±2mm;通过对温度湿度传感器的测量,根据微表处材料的凝固时间对微表处材料的凝固时间进行检测,保证其凝固时间后再次对道路开放。对于完工检测的项目应以路面的平整度、抗滑性、密实性及与粘结性能为主,对于路面平整度的检测应选择激光路面检测仪,其质量标准要求路面的平整度不能超过国际平整度指数(IRI),应小于等于2.0mm/m。对于抗滑性的检测,应当采用摆式摩擦系数仪(BPN值应≥50),其目的就是通过检测数值确认其安全性,以保证行车安全。
2.4 微表处应用效果及技术优化方向
微表处技术在G213国道云南段的使用情况,主要体现在对路面裂缝的封堵作用、增强防水抗滑能力、提高路面平整度以及延长使用年限等方面,通过检测,抗滑摩擦系数提高15%以上,路面平整度IRI≤2.0mm/m,防水性能明显提高,雨天不受路面渗水造成基层损坏的影响。
微表处的使用性能长久,能有效地阻止裂缝发展,增加抵抗老化性能,延长沥青路面使用期3~5年;微表处还具有超薄优势,可以用于交通流量大而短时间难以大修的路段上,大大降低了维护的费用与对交通的影响。
3 G213国道云南段路面微表处养护效果
3.1 路面功能性提升
G213国道云南段在实施微表处养护后,路面主要功能指标均有了大幅提高,路面抗滑能力得以提升、路面平整度、封闭裂缝能力等方面效果明显。未养护前,摆式摩擦系数(BPN值)在42-47之间,个别路段的路面摩阻系数已接近安全临界值,易出现潮湿情况下湿滑现象。采用微表处表层的改性乳化沥青与高耐磨玄武岩集料,路面摩阻值提高至BPN58-65,提高了35%左右,缩短了路面潮湿情况下驾驶员的制动距离,提高了行车安全系数。未养护前,国际平整度指数(IRI)为3.5-4.2mm/m,少数路段存在明显抖动感,降低了行车舒适性,养护后将IRI降低至1.8-2.1mm/m,平整度提高了50%,行车舒适性有了明显改善,且成功封闭了80%以上的微裂缝,降低了雨水的渗透及进一步扩大了裂缝对路面的损害,延长了路面寿命。
3.2 养护耐久性及经济效益
本次微表处养护在耐久性方面具有较高的可靠度,竣工后6个月内实测效果表明,微表处结构完好,无明显起灰剥落等情况,路表密实度达96.5%,耐久性达标。该路段施工前的局部裂缝年扩展速率为2.5mm,施工后微表处封层养护,裂缝扩展速率为0.8mm,裂缝扩展减缓了68%,有效推迟路面结构性的破坏。从投资的角度出发,本次养护工程施工成本约为45元/㎡,较现有采用的沥青罩面型的养护方案节约成本约30%,节约了路面的交通封闭时间,减缓了对社会交通的影响。工期只需3d,较原工艺缩短了40%,提高了路面的效率。未来3~5年可有效延缓该路段的日常养护,降低养护投入成本约20%,凸显了微表处技术投资的优势,具有良好的推广价值。
结语:本文围绕G213国道云南段的路面养护需求,探讨了微表处技术在二级公路沥青混凝土路面的应用。结合本次3.000公里养护工程,通过材料选择、施工工艺、质量控制及养护效果分析,验证了微表处在提升路面平整度、抗滑性能及耐久性方面的优势。研究表明,微表处技术能够有效封闭裂缝,减少雨水侵蚀,降低路面破损扩展速率,同时具有较高的经济性和施工效率,适用于二级公路的日常养护。施工完成后,摩擦系数提高约35%,平整度提升50%,裂缝扩展速率降低68%
参考文献:
[1]那振坤.高速公路沥青路面预防性养护技术的应用[J].科学技术创新,2024,(23):159-162.
[2]林健珍.公路沥青混凝土路面预防性养护对策选择分析[J].运输经理世界,2023,(02):106-108.
[3]凌云.在役沥青混凝土路面预防性养护措施研究[J].运输经理世界,2022,(19):112-114.
[4]俞振发.在役沥青混凝土路面预防性养护措施探析[J].安徽建筑,2020,27(09):196-197.