（道路与铁道工程专业论文）微表处车辙处理技术与路用性能研究.pdf

摘要 微表处车辙处理技术与路用性能研究 摘要 研究生姓名：岳学军 导师姓名：黄晓明教授 沥青路面是我国高速公路的主要结构形式，沥青路面随着使用时间的延长，其使用性能和服务 功能必然会不断衰减，从而出现各种病害；其中车辙是我国高速公路沥青路面的常见的病害。目前 国内处理车辙最常用的办法是铣刨掉沥青面层后再加铺热拌沥青混凝土罩面层，而欧美等发达国家 广泛采用微表处来处理车辙。但目前微表处处理车辙在我国作为一项新技术，其相关研究工作还不 够。 首先对填补车辙用微表处的原材料进行试验研究，分析了乳化剂、改性剂对改性乳化沥青及蒸 发残留物性能的影响；提出了采用亚甲蓝指标对微表处用细集料洁净度进行评价：通过对稀浆混合 料性能的研究，发现水泥不仅能调节稀浆混合料的拌和时间、影响稀浆混合料的成型速度、早期强 度、成型强度和水稳定性，而且可以在一定程度上改善混合料的高温性能。通过研究，提出了填补 车辙用微表处的原材料的指标建议值。 针对现有规范中微表处矿料级配偏细、抗重载交通能力不强的缺点，论文根据实际车辙形状进 行简化后，提出了采用面积加权级配合成法来配制专用于车辙修补的微表处级配，并通过级配箱对 面积加权合成级配、i s s a 推荐的i i i 型中值级配、最大密实度级配进行骨架构成、骨架稳定度分析验 证，提出了用于填补车辙的适宜的级配范围。通过车辙试验进一步验证了合成级配稀浆混合料的高 温性能优于传统级配混合料。 针对微表处混合料实际使用中油石比较大的问题，本文通过一系列试验详细分析了国际稀浆罩 面协会( i s s a ) 微表处混合料相关性能试验及配合比设计流程，指出了i s s a 传统的设计与评价方 法存在的主要问题，研发了稀浆混合料拌和试验仪，并采用飞散试验“质量损失差”指标进行微表处 稀浆混合料最佳油石比确定。 最后，在总结国内外施工经验的基础上，对微表处填补车辙技术的应用要求及施工工艺进行了 总结。本文的研究结果表明：微表处填补车辙技术具有良好的使用效果和路用性能，它在我国高速 公路的养护中尤其对车辙病害的处理有着广泛的应用前景，因此值得推广应用。 关键词：车辙微表处改性乳化沥青亚甲蓝指标合成级配拌和试验飞散试验配合比设计 施工工艺 a b s t r a c t s t u d yo nm i c r o s u r f a c i n gt e c h n o l o g yf o rr u t t i n g m a i n t e n a n c ea n dr o a dp e i 之f o r m a n c e a b s t r a c t p h d c a n d i d a t e ：y u ex x u e - j u n s u p e r v i s o r ：h u a n gx i a o m i n g a s p h a l tp a v e m e n ti st h em a j o rs t r u c t u r et y p eo ft h ee x p r e s s w a yi nc h i n a p e r f o r m a n c ea n d s e r v i c e f u n c t i o n sd e g r a d a t i o na l w a y sl e a dt op a v e m e n td i s e a s e sw i t ht i m ep r o l o n g e d r u t t i n gi st h eo n eo f t h em o s t f a m i l i a rd i s e a s e so fa s p h a l tp a v e m e n t p r e s e n t l y ，t r e a t m e n to fr u to na s p h a hc o c r e t ep a v e m e n tb y m i l l i n g - p l a n i n gm e t h o di st h ef a m i l i a rm e a s u r e m e n tf o rm a i n t a i n m e n ti nc h i n a w h i l e ，m i c r os u r f a c i n g t e c h n o l o g yh a db e e nu s e dw i d e l yi ne u r o p e a na n dn o r t ha m e r i c a nc o u n t r i e s a san e wt e c h n i q u e ，m i c r o s u r f a c i n gt e c h n o l o g yh a sb e e ni m p o r t e di nc h i n ar e c e n t l ya n dt h ea r es t u d yo nm i c r os u r f a c i n gt e c h n o l o g y s t i l ln o td e e p g o i n g e x p e r i m e n t a ls t u d yo nr a wm a t e r i a l su s e di nm i c r os u r f a c i n gt e c h n o l o g yw a sc o n d u c t e df i r s t l yi nt h e p a p e r t h ei n f l u e n c eo fe m u l s i f i e r a n dm o d i f i e ro nt h ep e r f o r m a n c eo fm o d i f i e de m u l s i o na s p h a l ta n d e v a p o r a t i o nr e s i d u ew a ss t u d i e d t h em e t h y l e n eb l u ew a sa d v a n c e dt oe v a l u a t et h ec l e a n l i n e s s o ff i n e a g g r e g a t e s b yt h er e s e a r c ho ns l u r r ym i x t u r e ，c e m e n tn o to n l ya d j u s tt h em i x i n gt i m e ，s t r e n g t ha n dw a t e r s t a b i l i t y ，b u ta s l ot h eh i g ht e m p e r a t u r ep r o p e r t i e so fs l u r r ym i x t u r ei si m p r o v e dt os o m ee x t e n t s o m e i n d e x e sa n dt h es t a n d a r do fr a wm a t e r i a l su s e di nm i c r os u r f a c i n gt e c h n o l o g yw e r ea d v a n c e db yt h et h e f i r s tp a r to ft h i sp a p e r a i m i n ga tt h ep r o b l e mo fm o r ef i n ea g g r e g a t e s i nt h eg r a d a t i o no ft h ee x i s t i n gs p e c i f i c a t i o n sa n d d e f i c i e n c yr u t t i n gr e s i s t a n c e ，t h en e wg r a d a t i o n sw a sa d v a n e db ya r e a w e i g h t e dm e a no ft h es h a p eo f r u t t i n g v a l i d a t i o nw a sc o n d u c t e db yt h ec o m p a r i s o no fs t a b i l i t yo fs k e l e t o nb e t w e e nn e wg r a d a t i o n s ， r e c o m m e n d e dg r a d a t i o n so fi s s aa n dg r a d a t i o n sw i t hm a x i m u md e n s i t y r u t t i n gt e s ti nl a b o r a t o r yw a s a l s oc o n d u c t e da n dt h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h eh i g hp e r f o r m a n c eo ft h en e wg r a d a t i o n si sb e t t e rt h a n t r a d i t i o n a lg r a d a t i o n s i n a c t u a la p p l i c a t i o n , t h ea s p h a l t - a g g r e g a t er a t i oo fm i r c r o - s u r f a c i n gm i x t u r ei sp r e v a l e n tb i g g e r a i m e da tt h i sp r o b l e m e n t ，a n dt h ed e s i g np r o c e s sa n dr e l e v a n tp e r f o r m a n c eo fi s s am i r c r o - s u r f a c i n g m i x t u r e sw e r ea n a l y z e db yas e r i e so fl a b o r a t o r ye x p e r i m e n t s t h e r ew e r es o m eq u e s t i o n si nt h et r a d i f i o n a l i s s ad e s i g na n de v a l u a t i o nm e t h o d s ot h em i x i n gi n s t r u m e n tf o rs l u r r ym i x t u r e sw a sd e v e l o p e da n dt h e q u a l i t y - l o s s d i f f e r e n c ei n d e xo fs c a t t e r i n gl o s st e s tw a ss e l e c t e dt od e t e r m i n et h et h ea s p h a l t - a g g r e g a t er a t i o o fm i r c r o - s u r f a c i n gm i x t u r e f i n a l l y , b a s e do nt h es u m m a r i z a t i o no fc o n s t r u c t i o ne x p e r i e n c eh o m ea n da b r o a d , t h ea p p l i c a t i o n r e q u i r e m e n ta n dc o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g yo fm i r c r o - s u r f a c i n gf o rr u t t i n gm a i n t e n a n c ew e r ep u tf o r w a r d i t i si n d i c a t e dt h a tt h em i r c r o s u r f a c i n gt e c h n o l o g yf o rr u t t i n gm a i n t e n a n c eh a sg o o dp p l i c a t i o ne f f e c ta n d r o a dp e r f o r m a n c e ，s oi ti sw o r t h yo fa p p l i c a t i o na n dp o p u l a r z a t i o nf o ti t se x t e n s i v ea p p l i c a t i o np r o s p e c t si n f r e e w a ym a i n t e n a n c e ，e s p e c i a l l yi nr u t t i n gm a i n t e n a n c e k e yw o r d s ：r u t t i n g ；m i r c r o s u r f a c i n g ；m o d i f i e de m u l s i o na s p h a l t ；m e t h y l e n eb l u e ；c o m p o s i t eg r a d a t i o n ； s c a t t e r i n gl o s st e s t ；m i x t u r ed e s i g n ；c o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g y 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 研究生签名： 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究生签名：导师签名： 第一章绪论 1 1 研究的意义 第一章绪论 公路是国家的重要基础设施。对于公路部门来说，关键的有两个方面的工作：一是要加快公路 建设，提高整个路网技术等级；二是要切实加强对已建公路的养护，改善路网结构，保障公路畅通。 其中，公路养护是保持路网完好并不断得到改善，延长其使用寿命，为经济建设提供良好服务的根 本条件。因此，一手抓建设，一手抓养护，建养并重、协调发展，是公路事业自身发展的客观要求。 近十几年来，我国的公路建设飞速发展，特别是高速公路的建设，从无到有，极大地推动了国 民经济的发展。今后一段时间，公路的建设将持续发展，公路的养护特别是高速公路的养护将受到 更大的重视。高速公路养护已经成为公路部门的重点工作。但我国对公路养护技术特别是高速公路 的养护技术开展的研究工作还不多。原先用于普通公路的维修养护技术已经无法满足高速公路养护 工作的需要。因此，研究我国高速公路的维修养护技术是我国公路发展的需要。 公路的养护工作包括很多方面，如路基养护、桥涵养护、路面养护、沿线附属设施养护等。在 整个高速公路养护工作中，路面的养护是养护的中心环节，而沥青路面又是我国高速公路的主要结 构形式，因此，沥青路面的养护便成为高速公路养护工作的重点。 沥青路面随着使用时间的延长，其使用功能和服务功能必然会不断衰减，从而出现各种各样的 病害。其中车辙是我国高速公路沥青路面的常见的病害。在高等级公路中，沥青路面以其众所周知 的良好性能受到世界各国的青睐。它作为一种无接缝的连续式路面，以其良好的力学强度、平整耐 磨的表面、平稳舒适的行车性能、无扬尘、振动小、噪音低、麓工期短以及养护维修简便等特点在 高速公路中得到广泛采用。我国已建成的高等级路面结构中沥青路面占了绝大部分，在建、重建或 大中修的高速公路中有9 0 以上采用了沥青路面。在国外沥青路面的使用则更为广泛，如美国的沥 青路面占全国公路路面的9 3 ，日本的高速公路中沥青路面占9 4 。 7 0 年代末，美国各州公路局对4 4 条主要公路作过调查统计，发现其中有1 3 条公路的破坏是由车 辙引起的，占调查总数的2 9 5 【l 】；2 0 世纪9 0 年代，日本道路公团对其承建和管理的高速公路沥青路 面结构的现状进行了一次较为全面的调查与分析，结果表明养护维修的重点就是车辙修复：1 9 9 0 年 以前车辙占总体破坏类型的8 0 以上，其中磨耗性车辙占4 0 ；到了1 9 9 1 年禁用销钉胎后，车辙仍 超过总体破坏的6 0 ，而裂缝维修保养的里程只占约2 0 ，其中还包含因路面表层老化引起的裂纹 修补。由此可见对于沥青路面，车辙是主要的破坏形式。 随着我国高速公路的发展及交通量的增加，车辙问题也日益严重。据沙庆林院士介绍，我国的 山区高速公路往往在局部路段产生较严重的车辙，车辙深度高达1 0 0 m m ；在平原高速公路上，车辙 深度也在2 0 4 0 曲之间。而在城市道路上，车辙主要发生在大型车道，交叉口停车线前，以及公共 汽车停靠点附近 2 1 。车辙，尤其是深度大于1 5 m m 的车辙，会增加道路的不平整度，影响路面寿命， 尤其在雨季，会显著影响路面服务性能并危及人民生命财产安全。 车辙是路面行车道轮迹带在车轮荷载反复作用下产生竖直方向永久变形的积累，较严重时两侧 通常有鼓起变形。其产生主要是沥青混合料的粘滞流动、土基与基层的变形，并包括一定程度的压 实作用和材料磨耗，通常发生在气温高于2 5 c - 3 0 的夏季。多项研究表明如果在施工过程中路面 的压实良好，则不会在后期使用中产生过大的压密变形，因而其永久变形主要是由于混合料的剪切 流动( e i s e n m a r m 和h i l m e r ，1 9 8 7 ) 。据有关资料分析，当基层强度足够时，如近年来普遍采用的 半刚性基层沥青路面结构，基层的变形占总体变形的比例相对很小，而由沥青面层产生的车辙深度 将占路面总车辙深度的9 0 以上【j j 。 不言而喻，路面出现车辙以后，平整度下降，轻则影响道路服务质量，重则不能保证汽车正常 行驶。车辙的辙谷处沥青混合料被进一步压实、减薄；辙峰处路面变厚，但疏松。路面的这种结构 变化，导致整体性强度降低，成为其他病害的诱发源。车辙给车辆的安全行驶造成威胁。由于车辙 东南大学博士学位论文 积水，汽车会发生水漂；由于溅水成雾，影响司机视线；积水一旦结冰，对刹车不利。车辙还给车 辆超车、更换车道都带来困难和危险。车辙对道路周围环境也有不利影响。据调查，当车辙内积水 水厚2 5 m m ，大型车通过时能将水横向飞溅1 0 - 1 5 m 远。由于车辙的存在，汽车震动加剧，对沿线 居民带来更大的噪音污染。除以上涉及到的车辙对道路、对汽车行驶对周围环境带来的危害外，不 可避免地要增加道路的养护、维修费用。 目前国内最常用的办法是铣刨掉沥青面层( 一般在5 c m 左右) 后再加铺热拌沥青混凝土罩面层。 而欧美等发达国家广泛采用微表处来处理车辙。 采用微表处处理车辙的填补法同铣刨掉沥青面层后再加铺热拌沥青混凝土罩面层的挖补法相 比，具有封闭交通时间短，施工速度快，并且造价只有挖补法的1 3 1 5 。 为了满足高速公路养护工作的需要，目前，微表处技术开始受到我国公路工作者的关注，并已 经在很多省市得到了应用。相当一部分是用在了高速公路的罩面，用于车辙填充的微表处尚处于初 步使用，在安徽的合安高速公路、合徐高速公路、江苏连徐高速公路等都采用微表处铺筑了面积不 等的车辙。 乳化沥青和稀浆封层技术在我国得以推广和发展的同时，相关的技术标准和规范也同时建立了 起来。公路沥青路面施工技术规范( j t gf 4 0 2 0 0 4 ) 建立了乳化沥青的技术要求， 公路工程 沥青及沥青混合料试验规程( j t j 0 5 2 2 0 0 0 ) 中列有乳化沥青和稀浆封层的试验方法， 微表处与 稀浆封层技术指南建立了对微表处的设计、施工等的要求。 但目前微表处在我国作为一项新技术，尤其是微表处处理车辙的相关研究工作还不够，没有对 微表处填补车辙进行专门设计，高等院校和部分省市的公路科研部门及相关的企业、单位对微表处 的研究不够深入和系统；我国的微表处有待进一步研究与完善。 1 2 国内外研究现状 一般而言，当材料和施工都按照规范设计实施时，基层和底基层的车辙量不会很大。车辙的产 生主要由沥青路面沥青混合料产生。沥青混合料是多种材料拌和而成的粘弹性材料，其物理力学性 能与环境温度高低、作用荷载大小以及荷载作用时间等密切相关。不同因素作用将出现不同类型车 辙。车辙因其类型不同而采用不同的处理措施。 1 2 1 沥青路面车辙病害现状 目前国际上沥青路面的车辙一般分为以下几种类型：结构型车辙；沥青混合料的侧向流动 变形( 或失稳型车辙) ；冬季埋钉轮胎形成的磨耗型车辙；水损害型车辙；再压实型车辙。 目前我国常见的车辙主要是第二种和第五种。第五种车辙在国外较少发生，主要由沥青面层本身的 压密造成。这是一种非正常的车辙，由道路施工没有充分压实，或片面追求平整度，在降低温度后 碾压，造成压实度不足，致使通车后的第一个高温季节混合料被继续压密产生变形，使得平整度迅 速下降，进而形成明显的车辙。在这样的路段上，沥青层只有在交通车辆的反复碾压作用下，空隙 率不断减小，待到极限的残余空隙率后才趋于稳定。这种车辙的特点是只有轮迹带的下凹，也呈u 字形或w 形，但两侧没有隆起，而在车道线附近，即车轮作用次数较少的部位变形很小或保持原状。 车辙作为沥青路面常见的破坏形式之一，其形成的原因非常复杂。无论是沥青混合料本身的材 料组成，级配设计和沥青路面结构的内在因素，还是气候和交通量及交通组成等的外界因素都会对 车辙产生不可忽略的影响。主要影响因素见图1 1 【4 】： 影响沥青路面车辙形成的因素主要有这些类型，包括沥青混合料的特性，沥青路面的结构，环 境和交通。 不同的路面结构组合，使沥青路面结构内具有不同的应力分布，同时因材料的不同在抗车辙性 能上也不同，最后体现在不同路面结构永久变形量的不同。对于柔性基层，传统的观念认为其抗车 辙性能较半刚性基层差，但重庆交通科学研究院的环道试验说明，经过良好设计的柔性基层沥青路 面的抗车辙性能并不亚于半刚性基层路面。因为柔性基层刚度较小，使得面层对柔性基层的作用应 2 第一犟绪论 力较为均匀，则沥青面层内应力也相对较小，从而导致变形不大。换而言之，虽然我国普遍采用的 半刚性基层沥青路面中基层和土基的永久变形量不大，其车辙主要是沥青面层产生，但和柔性基层 相比并未显现出特别的优势。可见对于沥青路面结构的设计不能只考虑基层或面层，而必须综合考 虑整个路面结构的组合，选择与各个基层相适应的面层类型及厚度才能真正有效的减少车辙的产生。 除此之外，轴载、车辆对路面的作用时间、动载、荷载形状等都会对车辙产生显著的影响。根 据同济大学的研究表明，车辆中若含有超重车，将对路面的车辙产生较大的影响。标准车辆中若有 2 0 轴重4 2 k n 的超重车，将使路面车辙增加2 3 7 倍，而轮胎应力增加到1 2 6 m p a 时，路面车辙将达到 2 6 3 e m ，超过了正常使用的范围。而超重车含量的增加也会引起车辙量的加大，增加量随超重车轴 重的增加而增加。如1 2 6 m p a 重车从2 0 增加到3 0 ，引起的车辙增量将是标准车车辙总量的4 2 。 内因 沥青混合料 的强度 内摩擦力 粘结力 1 碎石的颗粒形状和纹理深度( 微观构造) ， 天然砂的用量 2 矿料的最大粒径，4 。7 5 r a m 以上的碎石含量 3 沥青用量 4 沥青混合料的级配和密度 1 沥青的标号和高温粘度 2 沥青的感温性 3 沥青与矿料的粘结力 4 填料的种类和粉料沥青比 5 沥青用量 6 混合料的密实度 路面结构类型和沥青面层厚度 if1 行车荷载( 轴重，轮胎压力) 外因 交通条件1 ；嘉曩磊罱霉蒿箬粟霉力( 交叉口， l 气候条件一一路面温度( 气温、日照等) 1 2 2 沥青路面车辙维修技术现状 根据车辙病害的类型和破坏层次，采用不同的维修方法。目前沥青路面车辙维修的方法主要包 括铣刨填补加铺法、铣刨再生加铺法、铣刨拉毛过渡法和微表处填补法。这些方法在施工难度、经 济性、适用性、使用效果等方面都存在显著差异。车辙维修前分析车辙发展的规律、车辙的成因、 车辙的影响因素、采用的维修方案等环节至关重要。 铣刨填补加铺方法适宜于车辙面积大、深度较深，连续长度较长，基层或路基发生的永久性变 形，严重影响行车安全的结构型车辙或流动型车辙。技术特点包括( 1 ) 若基层基本完好，不同层次 的面层产生的车辙，铣刨路面上面层或中面层甚至全部面层，采用与原路面相同的材料重新摊铺面 层的方法进行车辙修复( 如采用改性沥青、骨架密实型沥青混合料、灌注式半刚性面层、沥青稳定 碎石或大粒径柔性基层等结构) 。( 2 ) 若路基发生变形，铣刨至路基表面，对路基进行加固稳定处理 ( 注浆加固) 后，采用与原路面相同的材料重新摊铺面层进行车辙修复。( 3 ) 铣刨填补加铺法技术 成本高、工艺复杂、设备多、施工速度慢，对车辙病害进行较为彻底的根治，全面恢复路面性能。 铣刨再生加铺方法的适应范围与铣刨填补加铺方法基本相同，根据车辙产生的不同结构层次， 进行铣刨再生利用及加铺方法全面处治车辙。该方法具有节约资源、降低维修成本、保护生态环境 和路面达到寿命期还可继续再生利用等特点，符合可持续发展与绿色工艺的要求。 铣刨拉毛过渡方法适宜于( 1 ) 流动型车辙，有明显的隆起，但车辙基本稳定；( 2 ) 车辙主要产 3 东南大学博士学位论文 生在面层，基层以下仍是完整的；( 3 ) 沥青混凝土面层的层间结合较好，车辙隆起部位无严重松散、 开裂现象。在满足其适用范围的条件下，采用铣刨机对车辙进行铣刨拉毛过渡性养护工艺是切实可 行的。此工艺虽然不能彻底根治车辙病害，但可以通过对车辙隆起部分的削除，大大降低车辙深度、 恢复道路使用性能、提高车辆行车安全，并具有施工时间短、交通干扰小、养护费用低的优点，可 作为该类型车辙处治的阶段性措施。 对于结构压密型、磨耗型等比较稳定的车辙一般采用微表处填补的方法进行处理。微表处填补 车辙技术施工速度快、成本低、防水及搞滑性能好；填补后彻底改变了车辙内存水易产生水漂和结 冰等安全隐患。微表处填补车辙为微表处工艺中较复杂的一种，需要专业的队伍来施工。 1 2 3 微表处技术现状 欧美等发达国家广泛采用微表处来处理车辙。从概念界定的范围来说，微表处是稀浆封层技术 的一种，其区别于其它稀浆封层技术的显著特点是快开放交通，可小于l 小时；另外，填补车辙( 尤 其是较深的车辙) 是微表处技术的又一特点 5 1 。国际稀浆罩面协会( i s s a ) 对微表处的定义为：微 表处( m i c r o - s u r f a c i n g ) 是一种由聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和外加剂按合理配比拌和并 通过专门施工设备摊铺到原路面上，达到迅速开放交通要求的薄层结构。并且在i s s a - a 1 4 3 中有较 为详细的关于车辙摊铺的说明：深度超过1 2 7 m m 车辙需用车辙填补槽单独处理，车辙摊铺槽的宽 度有1 5 2 m 和1 8 1 m 两种；深度超过3 9 m m 的车辙，要求用车辙摊铺箱进行多层处理。各层车辙填 充材料须在行车作用下养护至少2 4 小时后方可在上面进行下一层的车辙或封层处理。 ( 1 ) 国外微表处的发展及应用现状 微表处最早出现在2 0 世纪6 0 年代末和7 0 年代初期的德国，德国的工程师首先将微表处用于填 补沥青路面的车辙。1 9 8 0 年美国开始采用微表处技术。微表处目前已经在欧美发达国家的高等级公 路维修养护中得到了广泛应用。微表处已被认为是修复道路车辙和其它多种病害最有效最经济的手 段之一。1 9 9 9 年，微表处在美国用量达9 2 万吨，占全球微表处用量的5 0 ，按l o k g m 2 计算，相 当于铺筑微表处9 2 0 0 万m 2 ；欧洲用量仅次于美国，为7 7 8 3 万吨，占总用量的4 2 ；9 9 年亚洲微 表处用量很少，仅4 2 5 万吨。与1 9 9 6 年相比，3 年间美国微表处用量增加了3 3 ，欧洲增加了2 7 ，全球总用量增加了3 l ，可见，微表处在全球范围内得到了越来越广泛的推广应用嘲。 表1 1 国外微表处技术应用情况分布表 国家名称 年份微表处( 万吨)国家名称年份微表处( 万吨) 美国 1 9 9 66 9 1 5 法国 1 9 9 61 3 7 5 加拿大1 9 9 99 2 0 01 9 9 92 5 0 0 1 9 9 61 3 5 01 9 9 62 5 0 西班牙澳大利亚 1 9 9 91 4 0 01 9 9 93 0 0 1 9 9 63 5 01 9 9 60 0 1 2 英国日本 1 9 9 93 1 31 9 9 90 3 0 国外微表处的用途主要有两个方面，一是微表处精细表面处治即罩面，简称p s m 二是用其填补 车辙，简称p s r p 】。微表处之所以能够在世界范围内特别是欧美发达国家得到广泛推广，主要是其 具有以下良好的技术特性： ( 1 ) 与普通稀浆封层相比，微表处具有更高的抗磨耗性能和抗滑性能，并可以完成对原路面的 车辙修复。 ( 2 ) 比热沥青薄层罩面具有更高的封层效果，更好地防止路表水的下渗，从而更好地保护路面 结构。 ( 3 ) 在路基路面稳定的情况下，国外优质的微表处使用寿命可达5 年以上。 ( 4 ) 开放交通快，可在施工后l 2 个小时开放交通，减少施工对交通的影响。 ( 5 ) 与铣刨后加铺4 c m 左右热拌沥青混凝土罩面这种传统的沥青路面养护方法相比，单位面积 建设成本可降低v 2 以上。 4 第一章绪论 ( 6 ) 施工速度快。微表处摊铺车同时完成混合料的拌和与摊铺作业，连续式的摊铺设备一天可 以摊铺5 0 0 t 混合料，折合为在一个车道上摊铺近1 0 k i n 。这要比普通热拌沥青混合料以及就地热再 生等速度要快的多。 随着微表处在全球的广泛应用，各国对原材料的技术要求、级配、混合料设计指标等都制定了相 应的规范。 美国a s t m 标准中快开放交通型乳化沥青c q s 【引，技术指标如表1 2 所示，i s s a 微表处技术指 南对微表处专用的改性乳化沥青，做了补充要求，如表1 3 所示： 表1 2a s t m 快开放交通乳化沥青标准 c q s - m 项目 最小最大 2 5 c 赛波特粘度 2 01 0 0 2 4 d , 时储存稳定性 电荷 + 筛上剩余量( 0 8 5 m m ) o 1 蒸发残留物含量( ) 5 7 针入度2 5 c ，1 0 0 9 ，5 s 4 09 0 蒸发残留物性质2 5 延度 4 0 溶解度 9 7 5 表1 3i s s 舢时微表处用乳化沥青标准的补充要求 项目标准方法 含量不小于6 2 a a s h t ot 5 9 ，a s t md 2 4 4 蒸发残留物软化点不小于5 7 a a s h t ot 5 3 ，a s 羽d 3 6 针入度2 5 。c ，1 0 0 9 ，5 s 4 0 9 0a a s h t ot 4 9 ，a s 硼2 3 9 7 日本j e a a s 协会标准对专门用于微表处的改性乳化沥青标准9 1 如表1 _ 4 所示： 表1 - 4日本d e a a s 协会对微表处专用改性乳化沥青的技术要求 项目 m 2 5 c 恩格拉粘度 3 6 0 电荷阳离子( + ) 筛上剩余量 6 0 针入度2 5 c ，1 0 0 9 ，5 s 4 0 1 5 延度( 锄) 3 0 蒸发残留物性质软化点( ) 5 0 韧性( n m ) 3 0 粘韧性( n m ) 2 5 储存稳定性( 2 4 h ) ( ) 3 5 i t j 0 5 8 2 0 0 0 ( t 0 3 21 2 0 0 0 ) 坚固性( ) 6 0 针入度( 1 0 0 9 ，2 5 c ，5 s ) ( 0 1 m m ) 4 0 - - , 1 0 0 延度( 5 ，5 c m m i n ) ( e r a )丑0 蒸发残留物性质 软化点( 环球法) ( ) 5 3 溶解度( 二氯乙烯) ( )猡7 5 l ds l 储存稳定性( ) 5 d s 5 注：以恩格拉粘度为准，允许采用沥青标准粘度。改性乳化沥青的标准粘度一般应在l o s 3 0 s 之间。 我国微表处混合料设计检验指标的要求见下表所示。 表1 1 3我国微表处混合料路用性能评价指标 项目要求值 浸水1 h不小于5 4 0 湿轮磨耗( g m 2 ) 浸水6 d不小于8 0 0 负荷车轮粘附砂量( g m 2 ) 不小于4 5 0 轮辙变形试验的宽度变形率( ) 【注j 5 注：该指标仅针对用作车辙填充的微表处混合料。 ( 3 ) 微表处填补车辙使用状况与存在的问题 近几年国内一些省份陆续采用微表处技术进行养护罩面。养护罩面经过业内各方面技术人员的 努力已比较系统和成熟。而微表处填补车辙依据微表处养护罩面技术进行设计与施工，没有按照车 辙的特点进行专门设计，使用中出现一些问题。 填补车辙微表处路段出现泛油 沥青从沥青混凝层的内部和下部向上移动，使表面有过多沥青，这种现象称为泛油。在高温 季节，行车荷载特别是重型货车的作用下，易导致沥青混凝土内部过多的自由沥青向上移动，产生 泛油现象。调查中发现有部分填补车辙微表处路段在高温季节出现了一些泛油的现象，造成路面抗 滑能力的大幅度下降，如图1 3 所示。 9 东南大学博士学位论文 1 罗啊 蔫蓊簿褪除， 燃蘩熏 黪羹鹱i 鬻疆：i 。懿漤爨鬟蘸? 嘲1 3 路段眨捆