学科专业：建筑与土木工程研究方向：
岩土工程
中国
﹒贵州﹒贵阳
2013年11月
目录
摘要...................................................................................................................................................IV第一章绪论.....................................................................................................................................11.1研究的背景及意义..........................................................................................................11.2微表处技术国内外研究现状..........................................................................................51.2.1微表处国外研究现状...............................................................................................51.2.2微表处国内研究现状...............................................................................................71.3本文研究内容及技术路线..............................................................................................81.3.1研究的内容...............................................................................................................81.3.3研究的技术路线.......................................................................................................8
第二章微表处技术研究...........................................................................................................102.1沥青乳化机理................................................................................................................102.1.1降低界面张力..........................................................................................................112.1.2乳化剂的性质与分类............................................................................................122.2微表处用改性乳化沥青................................................................................................142.2.1概述.........................................................................................................................142.2.2获取乳化改性沥青工艺.........................................................................................152.3微表处用集料................................................................................................................172.3.1粗集料.....................................................................................................................172.3.2细集料.....................................................................................................................192.3.3填料.........................................................................................................................192.4水及外加剂....................................................................................................................202.5微表处混合料的研究....................................................................................................202.5.1微表处改性乳化沥青选择及要求[18].....................................................................202.5.2微表处集料测试.....................................................................................................212.5.3微表处混合料配合比设计.....................................................................................222.5.4微表处油石比的设计.............................................................................................242.5.5微表处混合料性能试验........................................................................................252.6本章小结........................................................................................................................26
第三章I微表处施工技术研究.......................................................................................................273.1原路面的处理及施工要求...........................................................................................273.1.1原路面的要求.........................................................................................................273.1.2处理方法.................................................................................................................303.1.3微表处施工的气候条件要求.................................................................................313.1.4微表处施工机械设备技术要求.............................................................................313.2施工前准备....................................................................................................................323.3铺筑试验路段................................................................................................................323.4施工步骤及工艺............................................................................................................333.4.1交通管理................................................................................................................333.4.2路面清扫及设施保护............................................................................................343.4.3洒粘层油................................................................................................................343.4.4放样划线................................................................................................................343.4.5封层机的操作及摊铺............................................................................................343.4.6修复施工缺陷与清除废料.....................................................................................343.4.7初期养护.................................................................................................................353.4.8微表处理施工的注意事项.....................................................................................353.5施工质量控制................................................................................................................363.5.1施工前期控制.........................................................................................................363.5.2施工过程质量控制.................................................................................................373.5.3施工中常见的质量问题、原因分析与处理方法.................................................403.6本章小结........................................................................................................................43
第四章微表处技术应用.................................................................................................................444.1项目背景........................................................................................................................444.2原路面调查....................................................................................................................444.3原材料选择及混合料配比设计....................................................................................444.3.1原材料性能.............................................................................................................444.3.2混合料配比设计.....................................................................................................464.4施工工艺........................................................................................................................484.5质量控制........................................................................................................................484.5.1前期质量检查.........................................................................................................48
II4.5.2施工过程质量检查.................................................................................................494.6微表处使用后效果检测................................................................................................494.6.1施工效果检测.........................................................................................................494.6.2噪音检测分析.........................................................................................................50
4.7微表处技术经济分析............................................................................................................524.8本章小结................................................................................................................................53第五章结论与建议.........................................................................................................................545.1结论………………………………………………………………………………………...545.2建议………………………………………………………………………………………..55致谢……………………………………………………………………………….…..56主要参考文献...................................................................................................................................57附录………………………………………………………………………………………………..59封底（原创性声明和关于学位论文使用授权的声明）...............................................................60III摘要
随着我国高速公路使用期的延长,目前我国己建成的通车沥青路面公路大部分进入维修养护期，因此，研究发展经济、有效、操作简单的预防养护方法是十分必要的。微表处技术是沥青路面预防性养护的主要方法，是对路面进行快速维护的有效途径。它是由聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和特定的添加剂按比例拌和而成并按一定的要求均匀地摊铺在预处理好的路面上的沥青罩面层。20世纪70年代初，聚合物改性乳化沥青被用于稀浆封层混合料，微表处技术也就从此问世。它具有施工快捷、工艺简单、节约资源和污染小等优点，不仅能修复路面的许多病害，还能改善路面的抗滑性能、抗磨耗性能和防水性能，因此很快得到广泛应用。时至今日，微表处己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。它在许多发达国家已经得到普及。但是，沥青路面微表处技术目前不是很完善，该技术还有待进一步发展与研究。
本文在对微表处技术在路面预防性养护中的应用情况进行了大量深入调研,以充分掌握国内外微表处技术研究现状的基础上,对沥青路面微表处技术的混合料设计、施工工艺、材料等进行深入研究。并且对改性沥青乳化机理做了分析研究，探讨了改性乳化沥青的影响因素，对改性乳化沥青所用的集料、乳化剂进行了研究，明确了集料及乳化剂的科学选择及用量。通过以上研究为沥青微表处技术在工程实践中提供了一定的理论参考依据。
通过研究，结果表明：微表处技术具有施工快捷方便，可大大缩短开放交通时间，节约能源，成本较低，效果好等优点，因此具有较好的社会经济效益和广泛的应用前景。
关键词：沥青路面；微表处；改性乳化沥青；路面养护
IVabstract
Alongwiththelifetimeofhighwayextension,mostoftheHighwaywhichhasbuiltandopenentertheservicemaintenancetime,therefore,itisextremelyessentialtostudytheeconomic,effective,simpleoperationmethodsofpreventivemaintenance.TheMicro-surfacingtechnologyisthemainmethodofpreventivemaintenanceforasphaltpavement,anditisafasteffectivewaytomaintaintheroad.ItisAsphaltoverlay,madeofpolymermodificationemulsifiedbitumen,theaggregate,thepadding,thewateraccordingtotheproportion,andspreadspavingevenlyaccordingtocertainrequestintheroadsurfacewhichpretreats.Intheearly1970ofthe20thcentury,thePolymermodifiedasphaltemulsionwasusedforslurrysealmixture,micro-surfacingtechnologycomeoutfromthis.Ithastheconstructionquickly,thecraftsimple,thefrugalresourcesandpollutesandotheradvantages.Itnotonlycanfixmanydiseasesoftheroadsurface,butalsocanimprovetheskidresistance,abrasionresistanceandwaterresistanceoftheroadsurface,soitiswidelyusedsoon.Atthispoint,micro-surfacingisconsideredoneofthemosteffectiveandeconomicmeanstorepairthepathwheelrutandothermanykindsofplantdiseases.Ithasgainedpopularityinmanydevelopedcountries.However,micro-surfacingtechnologyofasphaltpavementisnotperfect,thetechnologyneedsfurtherdevelopmentandresearch.Anddidastudyonmechanismofmodifiedasphaltemulsion,exploredtheimpactfactorsofmodifiedemulsifiedasphalt,researchedtheaggregateandemulsionofmodifiedasphaltemulsion,identifiedscientificselectionandusageofaggregateandemulsion.Thisarticlehascarriedoutalotofin-depthresearchonmicro-surfacingtechnologyinapplicationofpavementpreventivemaintenance,onthebasisoffullygrasppingthedomesticandforeignresearchofmicro-surfacingtechnology,andcombinationofengineeringpractice,haveadepthresearchonasphaltpavementmixturedesign,constructiontechnology,materialsofmicro-surfacingtechnology.Throughthesestudies,Thisarticleprovidesatheoreticalframeofreferenceformicro-surfacingtechnologyintheengineeringpractice.Throughtheresearch,theresultsshowthattheconstructionofmicro-surfacingtechnologyisquickandeasy,itcangreatlyshortentheopeningtime,saveenergyandcosts,niceeffectsandotheradvantages,ithasagoodsocialandeconomicbenefitsandawiderangeofapplications.Keyword：Asphaltpavement;Micro-surfacing;modifiedemulsifiedasphalt;PavementmaintenanceV第一章1.1研究的背景及意义
前言1978年改革开放至今，我国的公路事业发展持续而迅速，高等级路面的发展最为快速，这30多年来我国高速公路从无到有，从少到多。据统计2012年底，我国高速公路通车里程达高达9.8万公里，里程总数仅次于美国，位居世界第二。
在高速公路诸多路面种类中，最受到世界大多国家的青睐的当属性能良好的沥青路面。沥青路面属于无接缝的连续式路面，具有平整耐磨的表面、良好的力学强度等优点。与水泥混凝土刚性路面相比，沥青路面施工期短、经久耐用，而且平整度好行车舒适、并且透水性小、噪声小，以及养护维修更简便等等，因此在沥青路面被普遍应用在高等级路面尤其是高速公路中。有资料表明，在我国已建成的高等级路面结构中沥青路面占了绝大部分，且运行良好。国外的公路一般采用的都是沥青路面，因此沥青路面应用十分广泛。如美国已经建成的公路路面中沥青路面就占到了94%，日本沥青路面占公路路面的比例更是高达95%。再观国内，目前也开始逐步重视沥青路面的应用，有统计数据表明，国内近几年来在建、重建或大中修整的高速公路路面有91％以上都采用了沥青路面。
尽管沥青路面有以上诸多优点，但也有一些不可忽视的缺点。首先沥青路面受日照、气候以及雨水等外在条件的影响非常大。比如沥青材料会随着日照量的增加、雨水的不断冲刷等加剧老化。另外，逐年增加的交通通车率以及日益增加的行车负荷量也会加速对沥青路面的破坏，是沥青路面出现早期病害原因之一。值得重视的是，如果沥青路面长期收雨水冲刷，路面的路基将会软化，路面也会变得坑坑洼洼，沥青路面的之一变化有可能直接引起交通事故的发生，并且降低了行车车辆行驶的舒适度，同时也会增加车辆轮胎的磨损以及耗油量的增多。面对沥青路面在长期使用中有可能造成的危害和后果，唯一的解决办法就是对受损的路面进行维修和养护。从国外对沥青路面的使用来看，高速公路沥青路面每隔5到6年就要进行大面积的维修，如果是建设质量较差的沥青路面，每隔2到3年就要重新维修罩面。如若不及时修复，受损面积就会随时间的延长而逐渐增多、扩大，伴随着雨水的冲刷、车辆的不断冲击等，其后果将会越来越严重，这是再
1进行养护和维修，不仅成本大幅增多，维修难度也急剧加大。因此，在受损较小即在术触及基层的坑槽形成之前，对受损路面进行及时的维修是十分重要的。有学者表明，正是由于缺乏正确、有效而及时的维护和修复，大多数沥青路面的使用寿命缩短了一半以上，这严重危害到资金的流失以及纳税人的利益。目前我国随着改革开放进程的加快，人民生活水平不断改善和提高，拥有私人小汽车的人数越来越多，这一方面反映了我国经济的发展，但也带来了不容小觑的交通问题。随着汽车拥有量的增加，交通行车率也不断递增，行车通达率则逐步降低，加之超载超速等问题的存在，对公路路面的要求越来越高。当初建设的公路已经无法满足现今的行车要求，直接导致了现有公路的进一步磨损和损坏，从而直接导致养护维修工作量的加大和工作难度的增加。
公路建设是发展，养护管理也是发展。我国公路工作的24字方针为“建养并重、协调发展、深化改革、强化管理、提高质量、保障畅通”。无不提醒着我们，公路工作不仅要重视建设，而且更应重视养护和管理。因此，如何有效保养沥青路面以及如何快速并及时地维修已经受损的沥青路面是当今公路工程技术人员迫切需要解决的两个重要问题。此外，由于部分公路存在结构不合理，建设时期选材质量不好，施工期管理不善等原因，其路面损坏程度更快更大，因此对养护工作的要求更高。另外，对于由于行车辆增多，负荷量加大等而造成的受损公路路面，对其的养护也很重要。综上所述，对公路路面的养护同公路路面建设一样，都是值得深入研究的重大课题。在公路路面日常养护工作中不仅要加大公路养护技术的科技投入，而且加强养护操作中新材料的选取、新工艺操作的等研究。
路面养护从概念上可以分为预防性养护和矫正性养护。所谓预防性养护就是通过定期路况调查，及时发现路面轻微破损与病害迹象，分析研究其产生的原因，对症采取保护性养护措施。它可以防止病害进一步扩大，及时修复，减缓路面使用性能恶化速度，使路面处于良好的服务状态，从而延长了路面的使用寿命[1]。因此，研究开发路面预防性养护技术是我国公路发展的迫切需要。
预防性养护最常见的主要技术措施包括：微表处技术、稀浆封层技术、喷雾封层技术（TL2000）、硅藻土等。
稀浆封层(Slurryseal)是指用适当级配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)与乳化沥青、外掺剂和水，按一定比例拌和而成的流动状态的沥青
2混合料，将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层[2]。由于这种稀浆混合料的稠度较稀，形态如同稀浆一般，铺筑厚度通常在3mm到10mm，作用主要是路面防水或改善并恢复路面功能，所以称之为乳化沥青稀浆封层，简称为稀浆封层。近几年来，伴随着聚合物改性乳化沥青的快速发展，以及施工技术的进一步改进，聚合物改性乳化沥青稀浆封层应运而生并发挥着不可或缺的作用。我国的稀浆封层技术一般包括沥青路面稀浆封层罩面技术、水泥混凝土路面稀浆封层罩面技术、桥面维修或防水处理技术、高速公路下封层技术、砂石路面稀浆封层罩面技术等。
微表处(Micro-surfacing)是指用适当级配的石屑或砂、填料如水泥、石灰、粉煤灰、石粉等与聚合物改性乳化沥青和外掺剂，再加上水，按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料，将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层，并很快开放交通的具有高抗滑性能和耐久性能的封层[2]。按照国际稀浆封层协会的定义：微表处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。
微表处技术是稀浆封层技术发展过程中的一个较为高级的阶段，由于自身独特的特质，逐渐从稀浆封层范畴中剥离出来独立定义。虽然在具体形式上与稀浆封层有诸多共同的特点，但是在原材料的选择、混合料技术相关要求以及使用性能与寿命等方面存在很大的差别。具体表现在：微表处从原材料构成、拌和施工工艺及铺层结构特点来看，它不属于路面表层技术而属于稀浆封层技术的范畴；但它又和稀浆封层有很大的差别，如原材料选择不一致、混合料技术要求水平不同、使用性能与寿命长短不一、摊铺设备使用存在差异性等。以下为具体差异。
综合来看，微表处技术无论是从原材料质量要求、混合料设计指标还是使用范围等各个方面都比稀浆封层的要求要苛刻、严格得多，因此，微表处的路用性能、养护水平以及使用寿命等都优于稀浆封层。另外，有研究表明不仅具有良好的防水、抗滑、耐磨作用还可用于路面填充，这些均可显著改善路面的使用性能，延长路面的使用寿命。因此微表处技术适合于应用在路面问题早期阶段，路面早期出现的抗滑能力不足、轻微网裂、路面松散、麻面和车辙病害等问题均可得到有效缓解，因此可以避免病害进一步发展，起到预防性养护路面的作用。研究表明微表处的薄层结构一般为5mm—10mm之间，具体厚度及结构要根据原
3路面的损坏状况来确定。但是，微表处对于路面使用后期出现结构性破坏是无能力的，因为微表处只是做为表面保护层和磨耗层使用，而不起承重性的结构作用，主要是因为不具备结构抗应变能力和结构补强能力。目前，微表处技术主要被使用在建立和维护高等级公路和机场道面的表面功能上，许多新建隧道的路面磨耗层也采用了微表处技术，并取得了较好的效果。微表处技术的主要特点是:
(1)施工速度快。连续式稀浆封层机24小时内能摊铺5OO吨微表处混合料，折合为一条10.6公里长的标准通车车道，施工2小时后即可放车通行。
(2)抗磨耗高、抗滑性能强，可以显著增加路面的色彩对比度，改善路面通车性能，延长路面使用寿命。
(3)微表处技术比传统的热沥青薄罩面具有更为良好的封层效果，能够更好地防止地下渗水，更好地保护路面结构的完整性。而且若是在常温条件下作业，不仅可以降低能耗，还可以保证不释放有毒物质，符合环保要求。不可忽视的是其单位建设造价成本大大低于有效厚度的热沥青罩面的成本，节省工程资金。
(4)微表处技术施工后成型速度快，施工期短，可用施工季节长。
(5)优质微表处在路基路面稳定的前提下使用寿命可达6年以上，返修率低。而对于流动性形成的车辙，微表处可以快速修复，修复效果奇佳。微表处应用广泛，对于沥青和水泥这两种不同性质的路面均可使用，是我国目前处理水泥路面不常见的但效果显著的罩面技术之一。
我国稀浆封层技术和微表处技术发展至今，无论在推广还是应用方面都取得了不错的成绩，硕果颇丰。但在实际工程的操作过程中，由于人们对稀浆封层技术和微表处技术的认识尚浅，而且它们作为一门综合性很强的技术，容易导致施工人员在原材料的选择、施工工艺和施工设备三者之间的紧密联系但又相互制约的关系认识不足，最终产生稀浆封层和微表处工程失败的结果,甚至导致很多公路专家对微表处技术失去信心以致产生质疑。失败的例子比如一些施工质量较差的工程，完工投入使用后不久，就会出现路基坏损、骨料松散脱落等问题，直接导致路面返工，无法继续通车等严重后果。者也就解释了为何微表处技术长期以来一直无法得到广泛推广的原因。
1988年沪嘉高速公路的第一次通车，也是我国建国40多年以来首次高速公路通车，此次通车具有里程碑式的意义。自此以后我国高速公路快速发展，短短
4十年间，高速公路里程就达到了国外平均水平。与此同时，我国高速公路建设的质量也不断改善和提升，逐步接近世界先进水平，但由于我国已经建成的公路养护工作十分困难，因此公路质量仍与国际水平存在一定的差距，部分地区公路路面甚至出现了严重早期破坏。
我国部分公路由于建设时期施工管理不善、超载严重、负荷量大、结构不合理等问题，以致路面已经出现了严重的损坏，无法继续投入使用，面临着更大的维修养护任务。公路路面的使用寿命一般为6-9年，通车后负荷大大增加，建设质量较差的公路路面则只有仅仅的3-5年。统计数据显示，我国首批建成并使用的高速公路路面已经达到十年以上，迫切需要对路面进行维修养护。
目前，我国已建成的公路路面大多数属于沥青路面，而沥青路面存在着显著的缺点，如容易受日照、雨水、气温等影响，其路用性能急剧下降。另外，随着人民生活水平的提高，汽车拥有量越来越多，进一步加剧了沥青路面的损害。因此，急需提高沥青路面的质量，以及养护维护能力。所以，如何提高改性沥青的性能，以致增加其路面的使用寿命，是目前我国对沥青技术的趋势。
1.2微表处技术国内外研究现状1.2.1微表处国外研究现状
随着聚合物改性沥青技术的广泛应用，微表处技术也随之迅猛发展。在探究微表处技术时从聚合物改性乳化沥青技术的研究现状开始是非常有必要的。
最先对聚合物改性乳化沥青稀浆封层展开研究的是20世纪六、七十年代的德国，科学家发现把特殊的高分子聚合物加入到常规的乳化沥青稀浆混合料中，再加上一定的添加剂后，就会得到性能很好的混合物，这种混合物具有一个明显的特点——摊铺厚度大，将它铺在路面上可以修复车辆长期行使造成的车辙，并且对造价成本高的道路标线没有破坏，因此适用于道路的修复。微表处技术就是在以上的基础上改进而来，只不过微表处技术采用的沥青和混合物更为精细，并且加入了一定的乳化剂和相关聚合物，已达到更好的修复效果，事实表明微表处技术可以形成稳定牢固的面层，修复深陷的车辙。
除德国以外，美国也对聚合物改性乳化沥青技术和微表处技术展开了研究。早在1963年，美国就成立了国际稀浆封层协会（简称ISSA），协会的创立和发起时是美国的VSS等公司，短短几年时间协会迅速发展壮大为拥有36个国家
5121个成员的国际协会组织。ISSA对乳化沥青稀浆封层技术以及微表处技术作出了不菲的贡献，先后与1996年和1998年颁发了《微表处使用指南》和《乳化沥青稀浆封层使用指南》。另外，美国其它相关组织也接二连三地制定了施工手册和检验标准等。如材料和试验协会《稀浆封层混合料试验和检验标准》（ASTMD3910），美国沥青协会的《稀浆封层施工手册》等。值得一提的是，日本乳化沥青协会（JEAAS）于1998年10月出台了《微表处技术指南》，该指南的出台为未标出技术及其规范化的操作提供了大量依据。以上各国协会出台的相关政策和手册对稀浆封层和微表处技术的发展和应用均起了极大的推动作用。
另外美国部分学者通过研究认为，微表处技术也存在缺点，比如微表处十分脆弱，如果其覆盖的原路面本身存在裂缝，那么这些裂缝会表现到微表处表面，形成新的裂缝。为了防止新的裂缝的生成，美国于1997年开始研究柔性微表处混合材料，并在高速公路上使用此技术作为实验，在此次试验过程中，混合料里还掺入了5%的橡胶和5%的聚乙烯纤维以保证混合材料的柔韧度。结果表明，实验效果十分有效。
除美国、德国和日本关注微表处技术外，西班牙和法国也十分重视此技术。西班牙和法国学者采用间断级配的微表处混合料，使修复的里面获得了更好的抗滑功能和排水功能。另外西班牙和法国学者还发现含有添加剂的水泥和早强剂会影响微表处混合料的拌和时间及性能，因此在沥青路面的修复工程中，应减少使用甚至不能使用。材料和试验协会（ASTM）也制定了稀浆封层混合料试验和检验标准（D3910），以上标准的出台为我国乃至全世界的微表处技术的持续发展都发挥了不小的作用。
鉴于以上微表处技术的各项优点，西方发达国家已经开始大量应用此项技术。根据美国交通部交科所的调查数据显示，1999年，美国用于微表处的乳化沥青混合料用量就高达92万吨，如按照我国标准用量20kg/m2计算，相当于铺筑0.46亿m2微表处混合材料。随着微表处技术在西方国家的大量应用，其优点在应用中得到反复应证。除美国外，西班牙、法国等国家也大量应用此技术，欧洲真个大洲微表处的一年的乳化沥青用量高达77.83万吨。
61.2.2微表处国内研究现状
早在1981年，我国就开始应用稀浆封层技术了，随着稀浆封层技术的发展，微表处技术也逐步在我国发展壮大起来。1981年交通部将“阳离子乳化沥青及其路用性能研究”课题列为重点科研项目，1987年辽宁省组织力量进行研究，为我国推行“稀浆封层技术”创造了条件。1996年5月1日建设部出台了我国第一部国家行业标准《路面稀浆封层施工规程》(CJJ66-98)。我国对微表处技术着手进行研究始于1999年，2000年国家经贸委组织将微表处技术开发列入了“国家技术创新计划”，2001年西部交通部也将微表处技术列入交通建设科技项目计划。2000年9月，我国首次在太旧高速公路上铺筑了8KM的微表处试验段，第一次试验成功后，四川、内蒙、天津、上海、辽宁等地也铺筑了大量试验路。早年间在援建赞比亚赛曼公路上铺了乳化沥青稀浆封层双层表面处治，经行车使用效果良好。截止2003年底，我国微表处罩面面积已超过六千万平米。2004年交通部颁发的《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）中对微表处的定义、原材料的技术要求、设计方法、技术指标和要求、施工过程等作了规定。2006年初，交通部公路科学研究院主编出版了《微表处和稀浆封层技术指南》，以指导国内微表处技术的发展。微表处已在全国十五个省市、20多条高速公路的路面养护中得到应用，发展势头十分快速。
此后，微表处技术相关研究成果开始大量显现。比如我国东南大学对微表处作了系统的研究，认为用改性剂进行复配修复沥青路面可以弥补单独用稀浆封层导致的路面延度较小，弹性恢复差等弊端，总之用微表处技术性能优越。同时，东南大学自行研制开发了抗裂试验议，并进行了相关评价。除东南大学外，河北工业大学也对微表处进行了研究，如采用MTS试验机进行低温压缩试验来考察混合料应变能密度等。此外，福建南平公路局曾尝试选择废旧轮胎磨细橡胶粉作为改性剂，用于稀浆封层，通过调整配合比，使稀浆的和易性和粘结性得到改善，同时经过试验表明，微表处技术在抗滑和耐磨方面优于普通稀浆封层。我国还研究开发了复式微表处，这种技术将配底层材料细化，并将粗粒径断级配表层进行叠合，以使被修复的沥青路面具有良好的密实防水性和优秀的抗滑性，另外此项技术还能使路面具有应力吸收作用，因此，微表处技术可作为高速公路路面和桥面处治的一项重要措施得以广泛应用。
7根据统计数据显示，从2000年我国首次使用微表处技术以来，截止2012年底,我国高速公路微表处累计摊铺面积超过2.5亿m2。微表处应用价值广泛，除了可以用于沥青路面的预防性养护外，还可以用于新建道路的表面磨耗层，新建桥面防水层、修建隧道内混凝土路面的罩面以及修复和新建半刚性基层与沥青层的联接层等。随着我国专家和学者以及相关道路施工人员对微表处技术优越性的进一步深入了解，微表处技术在我国高等级公路建设和养护中的作用和地位必将得到进一步的提高,使用面积将会迅速扩大，具有十分广阔的推广应用前景。
1.3本文研究内容及技术路线1.3.1研究的内容
基于以上分析，本文首先查阅了大量国内外微表处技术相关文献，结合微表处工程实践经验，从材料的选择、混合料配合比的设计和施工技术及应用等方面进行论述和研究，希望能通过对微表处的研究实践、进一步推动微表处技术在未来公路养护工作中的作用。本文研究的主要内容和目的如下：
1.通过对微表处混合料的配合比和控制指标的研究，更好的发挥微表处技术的优点，最大限度的增加沥青路面的耐久性及其使用寿命，达到减少路面早期病害的目的，同时根据实际应用的效果来验证配合比设计试验方法的合理性。
2.根据研究论证来检验微表处的实用性能，为微表处的原材料选取、施工工艺以及施工质量控制等多方面提供可靠的理论依据和有益的经验。
3.进一步对微表处技术适用条件及使用范围的研究，最大限度的提供微表处技术在实际工程推广中的有效的理论指导。
4.微表处技术在工程中的应用实例。
1.3.3研究的技术路线
8对沥青路面微表处技术理论进行学习、研究
分析总结相关文献
结合工程对微表处施工时机、材料、配合比技术研究
探讨、研究微表处施工技术
微表处技术工程实例应用、分析、总结
图1.1微表处技术研究技术路线图9第二章2.1沥青乳化机理
微表处技术研究沥青颗粒的直径大致一般在1~5μm范围之内，因而难以被水溶解也难以与水相混合。为了使沥青颗粒与水融合，只有通过高速的搅动或着剪切作用将沥青破碎成微小颗粒，才能达到较好的融合效果。此时若将沥青破碎所产生的微小颗粒分散在有乳化剂作用的表面活性物质的水溶液中，则可获得一种均匀分散胶体。这种胶体的显著特点是分子中有一个水溶性(亲水性)的极性基团和一个油溶性(憎水性)的非极性基团。在沥青——水体系中，乳化剂分子移动于沥青与水界面间，其分子的憎水基团吸附于沥青的表面，并使其带有电荷，而亲水基团则进入水相，从而将沥青颗粒与水连结起来，降低了两者之间的界面张力。同时，由于沥青粒子带有同样电荷而互相排斥，妨碍它们之间互相凝聚，因而使沥青乳液能保持一定时期的均匀和稳定。电荷的性质决定于乳化剂的憎水基团或烃链部分的电荷，如其为负电荷，则沥青粒子带有负电荷，而形成的乳液为阴离子沥青乳液。反之，则为阳离子沥青乳液。如沥青粒子既具有负电荷，又具有正电荷，则乳液为两性离子沥青乳液。此外，还有非离子型沥青乳液[3]。
上述各种沥青乳液均属水包油(O/w)型乳液(见图2.1)。其中沥青所占的比例大约在40％到65％之间，其余35%到60%组成部分为水和乳化剂以及稳定剂。如沥青在其中占到的比例提高到70％，则将形成为油包水(w/0)型乳液。沥青乳液与矿料接触后，乳液中水分逐渐散失，并使沥青粒子互相凝聚称为沥青乳液的裂解，此过程也称为破乳。破乳形成的主要原因是由于水分的蒸发、矿料自身的静电作用、乳液与矿料的直接接触以及乳液自身的静电作用等等。
图2.1O/w型沥青乳液沥青乳液通过裂解或破乳后形成的初始沥青膜而使矿料颗粒间粘结在一起。
10其破乳过程见图2.2。
图2.2沥青乳液的破乳过程由图2.2可知，使矿料粘结在一起的物质正是沥青乳液裂解后在矿料表面上形成沥青膜，因此沥青乳液中使用的沥青粘度标准不能主观选定，而要根据沥青路面的类型和地区气候条件等选用合适标号确定，另外，沥青乳液质量也应符合道路沥青使用中所确定的技术标准。
2.1.1降低界面张力
所谓“界面张力”，就是指使得液体的表面总是试图获得最小的、光滑的面积的一种物理效应。形成界面张力的原因在于液体的表面总是试图达到能量最低的状态，最终形成一层极富弹性的薄膜。沥青分散到水中要克服较大的界面张力，沥青分散成小的颗粒时其表面积显著增加，产生的沥青乳液具有较高的能量状态，也不稳定，因此在生产乳化沥青时必须加入乳化剂来降低油水界面张力[4]。
表2-1几种典型液体的表面张力值物质温度（℃表面张力18.4（mN/m）22.624.136.172.776.0n-乙烷20乙醇20沥青>100聚乙烯20水20汞20乳化剂是一类具有很强表面活性的表面活性剂，它的基本作用就是降低液体以及沥青的表面张力。因此广泛应用于食品、化妆、石油开采、农药、医药等各个领域。乳化剂的乳化能力大小对乳化沥青的形成及保持乳化沥青的稳定性起着决定性的作用，但并不是唯一影响因素。乳化剂通过降低体系的界面张力而使乳化沥青的制备得以顺利进行，但它不代表乳化剂乳化作用的全部。比如一些具有很低的界面张力的体系，因为其本身的优势可以容易的形成乳状液，但是这种低界面张力体系并不一定能形成稳定的乳状液。由此可以看出，降低界面张力对乳
11化沥青稳定性的形成来说只是一个必要因素，而且对形成乳化沥青稳定性是十分有利的，但是它并不是一个充分条件也不是唯一因素。究其本质来看，乳化沥青中所含的胶团电荷之间排斥作用以及界面膜的屏障作用，才是形成乳化沥青的稳定性的最重要的因素，影响作用很大。
2.1.2乳化剂的性质与分类
随着表面活性剂的开发及应用，乳化沥青也开始快速发展起来。乳化沥青的基本性质受多种因素的限制，如加工工艺等，除此之外，基质沥青，乳化剂的种类、结构和组成也对乳化沥青的基本性质有一定的影响。以上这些因素也同样影响着乳化沥青的使用范围。
从乳化剂的基本构成结构来看，它是一种两亲性分子，由极性的亲水基和非极性的疏水基组成。这种结构使乳化剂在溶液表(界)面形成具有顺序性的紧密排列组合，因此改变了传统体系的那种表(界)面化学性质。乳化剂的浓度有临界胶束浓度CMC(criticalmicelleconcentration)，CMC是一个衡量标准，当乳化剂的浓度超过CMC，乳化剂的表(界)面张力就会降到最低，这也就保证了乳化、消泡、分散等功能的形成。因此乳化剂及其临界胶束浓度CMC标准在日用品纺织、印染、化工、石油开采、建材等领域都有着十分广泛的作用。乳化剂的应用的范围根据乳化剂亲水亲油平衡值（HLB）的大小可初步确定，一般情况下用于沥青的乳化剂其应用的范围在10HLB到18HLB之间。另外用于沥青的乳化剂的浓度要远大于临界胶束浓度CMC。这是由于沥青乳液中沥青的表面积比其它乳化剂的表面积大，所以，为了达到充分乳化的目的，用于沥青的乳化剂用量多于其它乳化剂用量，一般控制在普通乳液的0.13%到3%（质量分数）。
按照乳化剂亲水基性质的不同，乳化剂分为阴离子型、阳离子型、两性离子型、非离子乳化型以及复合离子型等[5]。
（1）阴离子乳化剂阴离子乳化剂在乳化沥青的发展初期受到了学术界以及工程技术方面的重视，其种类主要分为羧酸盐类、磷酸脂盐类、磺酸盐类、硫酸脂盐类等。而且阴离子乳化剂有十分显著的优势，如工艺简单，技术成熟，不必调节pH值就可直接使用，并且其原料容易获取，价格便宜。
（2）阳离子乳化剂12阳离子乳化剂与阴离子乳化剂相反，其发展较晚。主要类型有咪唑啉类、烷基胺类、季铵盐类、酰胺类、环氧乙烷、双胺胺化木质素等，阳离子乳化剂中二烷基或三烷基胺类一般不具备乳化性。
从多年施工经验来看，阳离子乳化剂含有C12或者C22的单烷基胺类乳化剂效果更好，但是单烷基胺缺乏足够的乳化能力，因此现在常用有C12~C22烷基、2~4个亚甲基的N-烷基聚亚甲基二胺盐类乳化剂。另外，实践也证明，用C16~C20的脂肪烃基取代乙撑或丙撑二胺，会取得更好的施工效果，因为C16~C20的脂肪烃基在阳离子乳化剂种类中性能更为良好。除性能良好的脂肪烃基之外，应用最为广泛的阳离子乳化剂当属季氨盐类乳化剂。特别是含氯烷基季氨盐类，如烷基吡啶氯化物，将之用于稀浆封层中能抑制快裂型沥青乳液的流失。连有C8~C22链的芳基或环烷基季氨盐则以功用强大而被普遍应用，这种季氨盐可以减慢沥青的破乳，并且可以改善乳化剂与石料、混凝土等的粘附性，由于其与石料等基体结合破乳后形成的覆盖膜层较薄，因此尽管季氨盐类的乳化能力与二胺类相当，但功效更甚后者一筹。
从各种阳离子乳化剂的来源来看，烷基丙烯二胺是由丙烯腈与伯胺加成还原得到的，也可以通过卤代烷同乙二胺反应来合成N-烷基乙二胺，这是更为最普通的方法。与此原理相同，卤代烷与多亚甲基多胺，如二亚甲基三胺、三亚甲基四胺等相互反应，也可以得到N-烷基多胺。与以上合成方式不同的是酞胺类乳化剂的合成方式，它一般常由脂肪酸(酉旨)胺解得到，在反应的过程中加入少量CO2就可防止二酞胺的生成。酞胺类乳化剂有很多重要的用途，如在生产过程中行成的单酞胺化合物是一类重要的表面活性剂；由脂肪酞胺的盐酸盐得到的乳液则对各种基体均具有粘附性能，并且具有良好的贮存稳定性。而脂肪酸的衍生物——妥尔油和二乙烯三胺、四乙烯五胺的产物，是一种很有用的沥青乳化剂。另外，烷基酞胺多胺RCO-NH(C3H6NH)nC3H6NH2中含有多个亲水性胺基，所以能通过调节PH值，得到多种沥青乳液，且性能各异的。但是酸胺类乳化剂在水中有水解现象，酸胺类乳化剂经进一步加热脱水，产生一种也是很好的乳化剂：咪哇琳类阳离子乳化剂及其无机酸盐乳化剂。
13由于以上种种原因，虽然阳离子乳化剂发展较晚，但是在实践发现阳离子乳化剂与各种矿料都有更好的粘附性，而且用量少可节约成本等优点，因此阳离子乳化剂得到了更微广泛的应用和发展。
（3）两性离子乳化剂两性离子乳化剂的分子结构与氨基酸相似，即分子中同时存在酸性基和碱性基，易形成“内盐”。主要有甜菜碱型、氨基酸型、咪吟琳型等，也有杂元素代替N、P的。如S为阳离子基团活性中心的两性表面活性剂。其耐硬水、钙分散能力较强，与其他各类型的乳化剂有良好的配伍性，但价格较高。除甜菜碱型乳化剂外，表面活性剂的性质一般与溶液的PH值有关[6]。
（4）非离子乳化剂非离子乳化剂大多是由环氧乙烷与带活泼氢的化合物(如酚、醇、梭酸、胺等)反应得到的，其活性不仅与疏水烷基有关，还与聚氧乙烯链的长短有关。它具有高表面活性、稳定性以及良好的乳化能力，与其它乳化剂及其助剂的配伍性较好，并对金属离子有一定的鳌合作用。它的活性与溶液的pH值无关，在转相点(phaseinversiontemperature，PIT)形成的乳液最稳定。一般有C12~18的脂肪醇和CS-10的烷基酚的环氧乙烷加成物是优良的乳化剂，环氧数低于5—6的为油溶性的。常用的烷基酚聚氧乙烯醚的烃基一般含有C8-C20，氧化乙烯的含量在85%-99%左右，并且常与其它类型的乳化剂复合使用[7]。
改性乳化沥青中改性剂的种类和剂量显著影响微表处混合料的路用性能，但是在施工现场也同样存在检验困难的问题。为了保证改性剂的剂量和种类，可以在施工现场制作玻璃涂片，在烘箱中烘干后用普通的生物显微镜放大100倍左右观察，并与设计改性剂剂量的乳化沥青涂片进行对比，观察改性剂的分部情况是否与基准涂片相同，由于改性乳化沥青常温下呈液态，制作玻璃涂片十分简单方便，而且只需要在100的温度下烘20min左右水分便完全蒸发，观测起来十分容易。
2.2微表处用改性乳化沥青2.2.1概述
改性乳化沥青是指以乳化沥青为基料，以沥青改性材料为外加改性材料，在一定的工艺流程下，经过掺配、混溶、制备成具有某种特性的改性沥青混合乳液
14[14]。改性乳化沥青是微表处混合料的粘结材料，其质量的好坏与微表处质量直接相关，能直接产生影响。沥青改性材料包括橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细了的胶粉等改性剂，或采用对沥青进行轻度氧化加工，从而使沥青的性能得到改善的沥青混合物。用它铺设的路面有良好的耐久性、抗磨性，实现高温不软化，低温不开裂。
乳化改性沥青是一种冷拌沥青，一般用来路面的养护，如微表处，也可用于粘层、稀浆封层。其中PCR表示喷洒型乳化改性沥青，一般在粘层中使用。还有一种是BCR，拌合性乳化改性沥青，一般在微表处中使用。这两种区别在于标准粘度和软化点等不同。
另外，有研究显示，改性乳化沥青的特性主要与乳化剂和改性剂息息相关。乳化剂必须是慢裂快凝型的阳离子乳化剂，这样才能达到快速开放交通的要求，值得注意的是施工所用的乳化剂不能对沥青性能造成较大影响，因而材料选择需谨慎。国内常用的改性剂为SBR，也有一些科研单位尝试采用SBS进行改性[25]。
乳化沥青通过改性后，仍然保留乳化沥青的特性，同时也具有了改性材料的优点。实质上是乳化技术和改性技术的结合，使沥青的功能趋于完善，使乳化改性沥青成为道路养护技术的新材料。与乳化沥青相比，改性乳化沥青更具有更多优点，改性沥青的特点如下：（1）、耐高温，抗低温，适应性强；（2）、韧性好，抗疲劳，增大路面承载能力；（3）、抗水、油和紫外线辐射，延缓老化；（4）、性能稳定，使用寿命长，降低养护费用。
它不仅可以冷态施工，现场无需加热，节约大量能源，而且和易性好，施工方便，还有利于保护环境，保障健康。
2.2.2获取乳化改性沥青工艺
据查阅大量国内外相关文献资料，乳化沥青的改性生产工艺可以分为四类：（1）制作出乳化沥青后掺加胶乳改性剂，即先乳化后改性。
（2）将胶乳改性剂掺配到乳化剂水溶液中，然后与沥青一起进入胶体磨制作出改性乳化沥青。
（3）将胶乳改性剂、乳化剂水溶液、沥青同时放入胶体磨制作改性乳化沥
15青（第2、3两种方法可以统称为边乳化边改性）。
（4）将改性沥青进行乳化，制作出乳化的改性沥青。
1.先乳化后改性这是一种相对简单的制作改性乳化沥青的方式。生产工序是将热沥青和乳化剂皂液一起通过胶体磨制成普通的乳化沥青，再通过机械搅拌将胶乳状的改性剂加入到乳化沥青中，制成改性的乳化沥青。该方法的优点是，对设备要求不高，缺点是是适合胶乳状的改性剂。生产工艺见图2.3。
图2.3先乳化后改性方法制作改性乳化沥青示意图2.边乳化边改性这是国外常用的一种制作改性乳化沥青的方法。典型的生产工序是将改性剂掺配到乳化剂皂液中，然后将“改性”的皂液与沥青一起进入胶体磨，制成改性乳化沥青；或者不是将改性剂预先惨加到乳化剂皂液中，而是单独放到一个罐中，最终在泵送管道中与乳化剂、酸、水等混合后再与热沥青一起进入胶体磨。生产工艺见图2.4。
将胶乳改性剂惨加到皂液罐的方法，其优点是与生产普通乳化沥青的工艺完全相同，不需要对生产设备做任何改动；缺点是用该方法生产改性乳化沥青时，改性剂的计量受到一定限制，且要求改性剂胶乳能够耐受皂液的PH值。而将胶乳改性剂通过管道直接连接到胶体磨的方法可以克服上述缺点，但要求对普通乳化沥青设备进行必要的改进后方可用于改性乳化沥青的生产。
16图2.4边乳化边改性方法制作改性乳化沥青示意图3.先改性后乳化图2.5先改性后乳化方法制作改性乳化沥青示意图该方法是将现成的改性沥青加热到一定温度，成为流淌状起进入胶体磨，制成乳化的改性沥青。生产工艺见图2.5。
2.3微表处用集料
微表处用矿料可以采用不同规格的粗细集料、矿粉等掺配而成，也可以用大粒径的块石、卵石等经多级破碎而成。
2.3.1粗集料
对粗集料有一定技术参数要求，采用100%的轧制石料，近似立方体，彼此间形成嵌锁，平状石料相互间容易产生滑动，容易脱落引起泛油，由于其功能是制
17造一个封闭、粗糙的表面，石料的耐磨耗性特别重要。故微表处所用集料，特别是粗料部分应该使用耐磨耗的硬质石料，一般采用玄武岩，这与中国对高速公路沥青面层用粗集料应采用耐磨耗的要求相同。微表处用集料合成矿料中小于4.75mm部分砂当量要求大于65%。稀浆封层集料质量与微表处要求不同，明显高于稀浆封层不小于45%的要求；微表处用集料的磨耗损失不得大于28%，比稀浆封层用用集料不得大于35%的要求更为严格，说明微表处要求集料必须坚硬、耐磨耗，以保证可以始终提供一个粗糙的抗滑表面。集料的技术要求见表2-2。
表2-2检测项目石料压碎值洛杉矶磨耗值表观密度针片状含量石料磨光值合成矿料砂当量集料技术要求指标<26%<28%≥2.5%<15%>42>65%通常采用二级破碎料（如石灰石、玄武岩石等材料）按照一定比例混合后，进行三级破碎，才能制得优质的微表处集料。而且此种混合料能满足ISSA标准中的Ⅲ型标准级配要求。ISSA推荐级配见表2-3。
表2-3筛孔（mm）Ⅱ9.54.752.361.180.60.30.1510090~10065~9045~7030~5018~3010~2118ISSA推荐级配级配类型允许偏差Ⅲ10070~9045~7028~5019~3412~257~18±5%±5%±5%±5%±5%±4%±3%0.0755~155~15±2%2.3.2细集料
砂当量是指矿料中絮凝的泥土体积与矿料体积的比。我国公布的《公路工程集料试验规程》（JTJ058-2000）规范中对细料提出了砂当量的要求：高速公路的一级公路沥青面层用细集料砂当量不得小于60％，微表处要求不得小于65%。
表2-4项目表观相对密度，不小于坚固性（>0.3mm部分）不大于含泥量（小于0.075mm的含量），%不大于亚甲蓝值，不大于砂当量，不小于棱角性（流动时间），不小于G/kg%S256030—50—T0349T0334T034535T0333单位—%细集料质量要求高速公路、一级公路2.512其他等级公路2.45—试验方法T0328T0340集料的砂当量间接反映了集料的黏土含量。砂当量越低，石料中的黏土含量往往也就越高。微表处混合料的可拌和时间也正受到黏土含量的影响，主要表现在以下几个方面。
1.石料中的黏土表面带负电荷，而改性乳化沥青颗粒恰好带正电荷，二者接触后可以迅速结合，也可以加快乳化沥青的破乳速度。
2.黏土颗粒粒径很小，黏土矿物多为薄片状，所以其具有很大的表面积，黏土的性质加快了改性乳化沥青的破乳速度，从而缩短了混合料的可拌和时间。
3.黏土颗粒有很强的吸水性，因此在混合时可以使微表处稀浆混合料变得更加浓稠。
本试验组对不同砂当量值的集料进行湿轮磨耗试验后，结果表明：砂当量越低，混合料的湿轮磨耗值就越大，耐磨耗能力也就越差；砂当量低的集料还可能使改性剂无法发挥改性效果。因此微表处用集料砂当量不宜低于65％。
2.3.3填料
矿物填料的使用主要改善骨料级配、促进微表处混合料的稳定性及调节破乳
19速度三个目的。填料可分为具有化学活性的填料和不具有化学活性的填料，不具有化学活性的填料一般指矿粉等，具有化学活性的填料包括水泥、右灰粉、硫酸铵粉、粉煤灰等。在添加具有化学活性的填料时，应有利于稀浆混合料拌和、摊铺和成型，保证封层的整体强度。综合考虑采用水泥作为填料，一般为普通硅酸盐水泥。
2.4水及外加剂
水是构成稀浆混合料的重要组成部分，微表处用水不得含有有害的可溶性盐类、能引起化学反应的物质和其它污染物，一般采用不含杂质及矿物质的自来水，PH值为7。稀浆混合料中的含水量对混合料的稠度、和易性及拌和时间有很大影响。含水量过低，混合料太稠，不便于摊铺；含水量过高，稀浆混合料会发生离析、流淌，稀浆变得不稳定、破乳慢，而且会导致集料下沉、沥青上浮现象，成型后表层一层油膜，下面都是花白的松散集料，这样与原路面粘接不牢。因此要慎重控制总外加水量，对于稀浆封层质量至关重要。不同的施工环境下，如随温度气候等因素的变化，含水量应做相应的调整。典型的外加水质量比范围是干矿料质量的6-11%，外加水量低于6%的稀浆混合料太干，不便于摊铺；而外加水量高于11%时，稀浆混合料太稀，则发生离析、流淌，变得不稳定，摊铺时发生前述的现象。9%的外加水量是适中值，但要根据集料与机械的情况作适当调整。
外加剂作用是调节拌和时间与破乳速度，与填料的不同之处是可溶于水，不改变骨料的级配。常用添加剂分为无机盐类和表面活性剂类。添加剂的种类与用量需通过试验确定，影响因素有骨料性质、环境温度、乳液温度、矿粉含量。未经试验验证的添加剂不得在施工中采用
2.5微表处混合料的研究
2.5.1微表处改性乳化沥青选择及要求[18]
改性乳化沥青是稀浆混合料的重要组成部分，它用来裹附骨料，最终作为粘结料存在于稀浆混合料中。用于稀浆混合料的乳化沥青应是慢裂型的，而且目前以使用阳离子型为主，所用乳化沥青结合料使用慢裂快凝的改性乳化沥青，必须选用阳离子型聚合物的乳化沥青。由于微表处的乳化沥青具有严格要求，不同于
20其他所用乳化沥青，因此乳化沥青的质量直接影响微表处施工技术的成败。改性乳化沥青的具体技术要求见表2-5。
表2-5改性乳化沥青技术要求品种及代号试验项目破乳速度粒子电荷筛子剩余量（1.18mm）粘度沥青标准粘度C25.5含量蒸发残软化点留物延度(5℃)不小于cm%2097.52/3%%152097.5--15T0605T0607T0654T0655T0655溶解度（三聚乙烯）不小于与矿料的粘附性，裹覆面积贮存稳定性1天5天不小于不大于不大于不小于℃5053T0606不小于s%dmm8~255040~12012~606040~100T0621T0651T0604不大于%单位PCR快裂或中裂BCR慢裂T0658T0653T0652T0622试验方法阳离子（+）阳离子（+）0.11~100.13~30恩格拉粘度E25
针入度（100g,25℃,5s）(1)乳化沥青粘度以恩格拉粘度为准，条件不具备时也可以采用沥青标准粘度。(2)南方炎热地区、重交通道路及用于填补车辙时，BCR蒸发残留物的软化点应不低于57~C。(3)贮存稳定性根据施工实际情况选择试验天数，通常采用5d，乳化沥青产生后，乳化沥青能在第二天使用完时也可以选用1d。个别情况下改性乳化沥青5d的贮存稳定性难以满足要求，如果经搅拌后能达到均匀一致并不影响正常使用，此时要求改性乳化沥青运至工地后应存放在附有循环或搅拌装置的贮存灌内，并进行循环搅拌，否则不准使用。2.5.2微表处集料测试
微表处级配宜粗不宜细。随着微表处使用期的延长，最初外观表现较好，级配较细的微表处，出现抗滑功能不足的问题，而最初表观粗糙的微表处，不仅外观效果变得美观，而且保持了良好的抗滑性能。因此，微表处用于交通量大、重
21载车多的高速公路时，不宜采用Ⅱ型级配，而应采用Ⅲ型级配。交通量特别大的，级配曲线宜在Ⅲ型级配范围中值与下限之间。根据集料筛分结果，确定粗集料与细集料一定配合比例，合成级配满足微表处MS-3型级配要求，其中MS-2型微表处，公称最大粒径为4.75mm，MS-3型微表处，公称最大粒径为9.5mm。，集料筛分要求见表2-6：
表2-6项目9.5粗集料细集料合成级配要求通过率1001001001004.7510.099.777.370-902.360.280.860.645-701.18054.741.128-500.6039.029.219-340.3028.721.512-250.15021.516.17-180.075016.312.25-15集料筛分结果要求各筛孔通过率（%）2.5.3微表处混合料配合比设计
微表处配合比一般由设计单位进行配比设计，在已知交通量和行车荷载的条件下，通过分组试验对比选择最佳配合比。并且通过在现场铺设试验段，确定最终配合比。沥青用量是沥青路面质量的关键指标，沥青用量太少，对骨料不能完全裹盖，路面容易剥落、松散；用量太多，不仅造成浪费，而且夏天路面还会出现泛油，造成油包和车辙等病害。为了确定最佳改性乳化沥青用量，选取稠度、破乳时间、初凝时间和开放交通时间均符合要求的改性乳化沥青的级配，其中的级配范围为我国现行公路沥青路面施工技术规范规定的微表处MS-3型级配范围。混合料技术要求见表2-7。
表2-7检测项目可拌和时间（min）稠度（㎝）初凝时间（h）粘聚力开放交通时间（h）磨耗量（g/㎡）1.0＜450混合料技术指标规范要求＞2.0—0.522粘附砂量（g/㎡）＜5401、根据选择的级配类型，按表要求确定矿料的级配范围。计算各种集料的配合比例，使合成级配在要求的级配范围内。
2、根据以往的经验初选乳化沥青、填料、水和外加剂用量，进行拌和试验和粘聚力试验。可拌和时间的试验温度应考虑最高施工温度，粘聚力试验的温度应考虑施工中可能遇到的最低温度。根据上述试验结果和稀浆混合料的外观状态，选择几个认为合理的混合料配方，按规定试验稀浆混合料的性能，如不符要求，适当调整各种材料的配合比例再试验，直至符合要求为止。
3、进行配合比设计时，可将初选的几个混合料配方分别变化不同的沥青用量（沥青用量一般在6.0%-8.5%之间），按照表2.6的要求重复试验，根据不同沥青用量的1h湿轮磨耗值及砂粘附量，按表2.6以磨耗值接近表要求的沥青用量作为最小沥青用量Pbmin，砂粘附量接近表2.6中要求的沥青用量为最大沥青用量Pbmax，得出沥青用量的可选择范围Pbmin～Pbmax。。
4、根据经验在沥青用量的可选范围内选择适宜的沥青用量。对微表处混合料，以所选择的沥青用量检验混合料的浸水6d湿轮磨耗指标，用于车辙填充的增加检验负荷车轮试验的宽度变化率指标，不符要求时调整沥青用量重新试验，直至符合要求为止。
5、根据以往经验及配合比设计试验结果，在充分考虑气候及交通特点的基础上综合确定混合料配方。稀浆封层和微表处施工前，应彻底清除原路面的泥土、杂物，修补坑槽、凹陷，较宽的裂缝宜清理灌缝。在水泥混凝土路面上铺筑微表处时宜洒布粘层油，过于光滑的表面需拉毛处理。
6、稀浆封层和微表处的最低施工温度不得低于10℃，严禁在雨天施工，摊铺后尚未成型混合料遇雨时应予铲除。
确定合适合适的配合比后在工程实施过程中进行验证，常采用“三控检验法”对微表处和稀浆封层混合料进行油石比检验：
⑴每天摊铺前检查摊铺车料门开度和各个泵的设定是否与设计配比相符，认真记录每年的集料、填料用量和（改性）乳化沥青用量，计算油石比，每日一次总量检验。
⑵摊铺过程中取样进行混合料抽提试验，检验油石比大小是否与设计油石比
23相符；
⑶每摊铺50000㎡左右，统计一次施工用集料、填料和（改性）乳化沥青的实际总用量，计算摊铺混合料的平均油石比。
微表处混合料的配合比确定一般步骤如下图2-6：
集料级配确定
原材料试验
拌合试验稀浆混合料工艺粘聚力试验
负荷车轮试验气候、路况等
稀浆混合料性能确定配合比
湿轮磨耗试验
经济性
配合比验证
图2-6混合料配合比确定步骤
2.5.4微表处油石比的设计
1.混合料设计时，应根据实际情况选择合理的油石比
1）原路面情况。如果原路面有泛油，特别是对于采用以前高标号沥青的，微表处材料层可以采用较小的油石比；如果原路面贫油。或者原路面沥青老化较严重时，可以考虑采用稍大的油石比；原路面表面层空隙率大或渗水严重的，宜采用稍大的油石比。
242）交通量的大小。交通量大，微表处应采用较小的油石比；交通量较小的，微表处可以采用相对较大的油石比。
3）高温季节微表处施工，油石比宜小不宜大。2.允许的油石比范围内，微表处混合料的油石比宜小不宜大
按照确定的矿料配合比，以及《路面稀浆封层施工规程》（CJJ66-95）推荐油石比范围，选择6.0%、7.0%、8.0%、9.0%、10.0%五种油石比，对MS-3进行湿轮磨耗试验和负荷车轮试验，湿轮磨耗试验确定沥青的最低用量，负荷车轮试验确定沥青的最佳用量。
2.5.5微表处混合料性能试验
对混合料的性能试验项目主要有：可拌和时间试验、内聚粘结力试验、湿轮磨耗试验、荷载车轮试验及水敏感度试验等。1.可拌和时间试验(MixTimeTest)
可拌和时间试验是模拟摊铺施工现场的工作状况，通过该试验来确定乳化沥青的基本配方。可拌和时间的长短与沥青、乳化剂性能、乳化剂用量、乳化效果、集料性能、温度等有直接的关系，当沥青、集料、温度已相对确定的前提下，可以通过改变乳化剂的品种或乳化剂用量或皂液的PH值或添加其它化学物质的方法来获得最佳的可拌和时间。按ISSA的规定及大量实践证明，在温度为250C条件下，拌和时间必须大于120秒。2.内聚粘结力试验（CohesionTest）
内聚粘结力试验可以测定微表处的凝固速度，确定其初凝时间和开放交通时间。粘结力-时间曲线与改性乳化沥青的配方、混合料的配比、气候温度、摊铺厚度等有关。当气候温度、摊铺厚度等预先假定的条件下，可通过改变改性乳化沥青的配方和混合料的配比来选择最合理的粘结力-时间曲线。在ISSA的技术规范中，将稀浆混合料（包括稀浆封层和微表处混合料）分为慢凝慢开放交通型、快凝慢开放交通型、假凝慢开放交通型、快凝快开放交通型和直线开放交通型。3.湿轮磨耗试验（简称WTAT）（Wettrackabrasiontest）
将拌和好的混合料制成直径大约30cm左右的试件，成型后放入烘箱中，烘干后取出冷却至室温，称重（干重），之后放入250C±30C的水中浸泡6天（稀浆封层浸泡1天），然后在湿轮磨耗机上磨5min，清洗表面碎屑，再放入600C的
25烘箱中烘至恒重，于室温中冷却，然后称重，计算出试样磨耗前后重量的差值。
WTAT的结果以每平方米磨耗的克数表示之。这项试验是检验稀浆混合料质量的重要项目，它模拟汽车轮胎对路面在潮湿状态下的耐磨耗情况，重点是检验沥青乳液用量、骨料质量、填料与水等配合比的设计。4.荷载车轮试验LWT（LoadWheeltest）
该项试验是用稀浆混合料制成5×35cm的试件，在试件上选6个点，放在荷载车轮试验仪上，在荷重56.7kg车轮下辗压1000次，碾压频率为44次/分钟，碾压1000次后看6个点的长、宽、高的变化。辗压后称重，然后再放回车轮试验仪上，向试体表面上撒砂（820C），碾压100次后，再取下试样称重（去掉松散砂子），减去原重即为砂的粘附量。
LWT试验是检验稀浆混合料中沥青用量是否有过多现象。WTAT试验中，随着沥青用量增加，磨耗值有降低的趋势。但是，沥青用量过多，路面行车后将引起车辙和油包，为了防止路面出现过软现象，对稀浆混合料进行荷载车轮试验，从而得出稀浆混合料最理想的沥青用量（即乳化沥青用量）。以上的WTAT和LWT两项试验，对于稀浆混合料中的沥青含量可以起到相互制约的作用，应在满足这两项指标的前提下，选择其中最佳方案。5.水敏感度试验
水敏感度试验一般的操作方法是，将2.36mm以下的混合料压实成直径为5cm左右的圆柱型试件，在水中浸泡六天后，再放入仪器中装水冲刷3小时，取出再煮半个小时，通过测定其体积和重量的变化,来确定其抗水能力,如抗水性好，试验后的试件不会松散。而普通稀浆封层则不用采纳此项试验。6.试验配合比结果
按照上面的微表处混合料配合比进行试验表明，进行湿轮磨耗试验和负荷车轮试验所用于微表处混合料的实际配合比应根据不同的情况采用不同的配合比。相关资料显示在施工时根据天气和气温情况可适当调整混合料的用水量和水泥的用量。
2.6本章小结
本章从微表处混合料性能要求，及对配合比技术的研究，进一步从混合料设计方面提高了其路用性能进行了阐述。微表处稀浆混合料的路用性能受到混合料
26级配、油石比、集料性质等多方面因素的影响。级配不同，混合料的路用性能有所差异。在水泥用量不变的前提下，改性乳化沥青用量的增加可以提高稀浆混合料的黏结力、抗剥离能力。不同的混合料体系，其施工性能对外界因素变化的敏感程度是各不相同的。尤其对不同原路面，如交通量、高温等情况下，微表处混合料的油石比对混合料的路用性能有显著的影响。
第三章微表处施工技术研究3.1原路面处理及施工要求3.1.1原路面的要求
微表处技术主要被应用在改善路面的抗滑性能、降低路面的渗水以及对车辙进行修复等方面，是预防性养护的有效方法之一。且微表处技术对原路面要求有一定要求，相关研究把微表处厚度规定在lcm左右，因此对施工要求更高更难。而实施微表处技术并不能增加路面的抗抵抗抗变形的能力，1cm左右厚的微表处罩面并不能消除路面所产生的各种危害。因此，必须确定一个合理适用范围以确保微表处罩面的厚度以及路面状况，而不是不顾路况，不管何种病害路段都一律采用微表处进行处理。
早期病害是指沥青路面在远未达到设计使用寿命前出现的各种病害现象，包括裂缝、车辙以及各种形式的水损害。沥青路面早期病害严重影响了沥青路面的使用寿命，大大降低了沥青路面的使用性能，导致沥青路面不得不提前进行大修，浪费资源，消耗大量的建设资金，同时造成恶劣的社会影响。目前，针对早期病害的处理方式主要是在设计和施工过程中严格质量控制，同时加强养护工作，采用合理的预防性养护措施及时处理轻微病害。
常见的原路面病害主要为裂缝、车辙和推移、坑槽和泛油四大类。1、裂缝
裂缝病害有纵向裂缝，横向裂缝和网裂三种形式。
纵向裂缝一般有两种：一种主要发生在紧急停车带或路肩部位,其形状是沿路肩边缘向内逐步扩大,呈月牙形，这种裂缝容易使路基发生滑移，危险性很大；另一种是发生在行车道部位,多为纵向条带状，裂缝两端未延伸到路堤边缘。
27纵向裂缝形成的主要原因有地基原因，有些路段处于丘陵低洼、河谷处,地基土天然含水量较高,在设计及施工时未做处理,在高填土后,由于地基承载能力的差别出现不均匀沉降,造成路面纵向开裂；其次是路基施工原因，如果土基施工时天气干燥,局部路堤填料土块粉碎不足,路基压实不均匀,暗埋式构造处因构造物长度限制,路基边缘不能超宽碾压,致使路基边缘压实度不够，或者混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好,都会造成纵向裂缝；水的渗透破坏也会导致裂缝产生。
横向裂缝是与路面中线近于垂直的裂缝,裂缝起初大多出现于路面两侧的硬路肩,逐渐发展而贯通全路幅。贯通裂缝沿路面大致呈均匀分布。横向裂缝通常不是由于荷载作用引起的。其成因主要是材料、沥青及混凝土的温缩收缩及差异沉降引起横向裂缝。一方面在基层成型过程中,因基层材料失水收缩而形成规则的横向裂缝，另一方面基层材料因温度骤降而发生低温收缩开裂。这两种收缩变形使面层底面承受拉力,当拉力超过沥青面层的抗拉强度时就使沥青面层底部拉裂,并随着温湿的循环变化及行车荷载的反复作用而导致沥青面层低面裂缝。沥青是一种对温度变化比较敏感的粘弹性材料,温度下降时,沥青混合料逐渐变硬变脆,并发生收缩变形.当收缩拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时,沥青路面表面就会被拉裂,并逐步向下发展,形成上宽下窄的横向裂缝。在软土地基与非软土地基交界处、软土地基处理方法变化处或构造物台背与路段交接处,因地基或路基与构造物差异沉降导致基层开裂,并反射到沥青面层,形成横向裂缝。
因为温度变化引起的沥青面层本身收缩是造成横向裂缝的重要原因，所以自由沥青含量越多裂缝越多，选用符合重交通道路石油沥青技术要求的沥青,控制沥青用量,精选矿料,准确组成级配,或使用纤维等添加剂,均可有效减少裂缝。另外还应设计合理的路面结构并且精心施工。
网裂是相互交错的疲劳裂缝,形成一系列多边形小块组成的网状开裂,它的初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行的纵缝,而后,在纵缝间出现横向和斜向连接缝,形成缝网。网裂主要是由于路面的整体强度不足而引起的。一个原因可能是路面结构设计不合理,路基路面压实度不足,路面材料配合不当或未拌和均匀等使沥青与石料粘结性差；另一个原因可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层,使基层表面被泡软，在汽车荷载反复作用下，粉浆通
28过面层裂缝及空隙被压到表面产生唧浆,基层表面被逐步淘空,产生网裂。另外，沥青老化和汽车严重超载，使基层产生疲劳破坏也是导致沥青面层形成网裂的重要原因。2、坑槽
路面上出现的坑槽,是龟裂、松散等其它损坏进一步发展的结果。坑槽的形成可归结为水损害和油损害两个主要方面。水损害形成坑槽是沥青路面早期破坏的最常见的现象之一。在开始阶段,雨水由沥青路面大空隙或破损处渗入,停留在基层表面上,在行车荷载反复作用下动水冲刷半刚性基层的细料并逐渐形成灰浆,使沥青面层与基层脱开,灰浆被行车荷载挤压,通过面层裂缝或面层混合料中的空隙唧到表面。在产生唧浆的位置,沥青面层产生网裂,接着一些碎裂的小块面层或基层材料被车轮带走,而逐步形成坑洞,并不断的扩大，最后形成坑槽。
预防坑槽损害，首先要选用粘附性和抗老化性强的沥青,恰当采用集料,合理设计混合料级配；其次要严格控制混合料的出厂、摊铺、碾压及终了温度，确保压实度达到规范要求，确保沥青面层的厚度和平整度；再次要确保路表排水畅通,以预防为主,对裂缝、小面积松散、沉陷等作用及时科学的维修,避免其迅速发展为坑槽。3、车辙和推移
车辙是在行车荷载重复作用下,路面产生永久性变形积累形成的带状凹槽。车辙和推移降低了路面平整度，当车辙达到一定深度时,由于辙槽内积水,极易发生汽车飘滑而导致交通事故。车辙和推移形成的主要原因如下
(1).行车荷载的影响。车辆按规定正常在行车道行驶,使得高速公路的交通渠化现象非常突出,随着车辆荷载作用次数增加,行车道车辆轮迹处进一步压实并逐渐形成不同程度的车槽。
(2).基层施工质量差。因基层的厚度不足或因基层材料、施工、养生不当导致基层整体强度不足,由于荷载作用超过路面各层的强度，使得路表变形过大而形成辙槽和推移。
(3).沥青面层高温稳定性差。由于沥青混合料是一种弹塑性材料,如沥青、矿料的选材不当或混合料组成不当会导致沥青混合料的高温稳定性差、抗塑性变形能力低,在高温条件下,车轮碾压反复作用,荷载应力超过沥青混合料的稳定极限,使
29流动变形不断积累形成车辙和推移。4、泛油
沥青混合料中的沥青在天气炎热时向上迁移到路面表面,而在冷天时又不存在逆过程,因而沥青积聚在路面表面,形成一层有光泽的沥青膜的现象为泛油。泛油的成因包括混合料组成设计不当，混合料中沥青用量过多或空隙率过小,在车辆荷载反复作用下,多余沥青由下部泛到路表形成泛油；混合料拌和控制不严。细料含量过少,混合料比表面积较小,则沥青用量相对较多,也易出现泛油；粘层油用量不当。喷洒过多或洒布不均匀也会局部出现泛油；施工质量差，摊铺时混合料产生离析,局部细料过分集中,也易泛油。水破坏，雨水渗入使下层沥青与石料剥离,在水作用下沥青膜剥落,上泛引起表层泛油。
3.1.2处理方法
根据相关研究显示，只有满足以下条件的路段才可以实施微表处技术，具体施工技术也分为以下几点：
1.拟进行微表处的路段道路结构强度必须满足要求。为保证微表处实施效果，就需要加强原路面结构的强度。如果路段道路结构强度不达要求，就必须首先对道路进行补强处理。具体方法是在分析病害成因的基础之上，选择路基土、沥青层、基层等来进行处理，如换填路基土、翻修基层以及挖补沥青层等，处理过后再进行微表处罩面处理。
2.拟进行微表处的路段道路如果存在网裂、坑槽、裂缝、龟裂等病害也必须事先进行修补以及灌缝等处理。国外相关试验证明，进行微表处的路段道路如果存在宽度大于5mm的沥青路面病害，比如未处理裂缝、拥包、波浪、坑槽、网裂、龟裂、严重车辙等，这些沥青路面病害在通车l～2个月左右便会反射到表面上。因此为了避免产生更大的危害，应该在事前就进行处理。
裂缝处理：对5㎜范围以下的裂缝，首先采用扫帚和毛刷清理到表面堆积的灰尘，然后用森林灭火器吹掉尘土，使裂缝保持清洁，最后再灌入改性乳化沥青进行填充处理；对5㎜以上的裂缝，稍作清理，待清洁干净后，采用改性乳化沥青混合料填充裂缝。
车辙处理：对轻度车辙（深度在12.7㎜以下），可在原路面上直接运用微表处技术进行处理；对中度车辙（深度大于12.7㎜），不能直接使用微表处技术，
30而要先用1.4m车辙摊铺箱进行车辙填充，然后采用与轻度车辙相同的微表处处理。微表处区别于稀浆封层的重要特点之一就是微表处可用来进行车辙填补，而稀浆封层则不能。
龟裂处理：此种处理方式不能同一使用，而要根据不同路面的损坏程度，以及不同路面的结构物层次来决定采用何种的方法，进行龟裂的挖补处理。微表处是以聚合物改性乳化沥青为粘结料密级配快凝型冷补沥青罩面面层，具有良好的防水、抗滑、耐磨和填充作用，可显著改善路面的使用性能，延长路面使用寿命。很适合于处理路面早期出现的抗滑能力不足、轻微网裂、松散、麻面和车辙病害，避免病害进一步发展，起到预防性养护作用。微表处一般为5mm—10mm厚的薄层结构，具体根据原路面的损坏状况，确定微表处的结构。但是，微表处对于路面出现结构性破坏是无能力的，因为微表处只是做为表面保护层和磨耗层使用，而不起承重性的结构作用，不具备结构抗应变能力和结构补强能力。
3.如果拟进行微表处的桥面湿度较大时，也不得进行微表处处理。这是因为微表处具有封水的效用，如若采用会将沥青面层的水分封住，腐蚀桥面混凝土；再加在车辆的荷载作用，这就更加速了桥面混凝土的破损。当桥面为沥青混凝土铺装时，就会无形中产生隐患，因此湿度较大的桥面不得进行微表处处理。
3.1.3微表处施工的气候条件要求
1.微表处的最低施工温度不得低于10℃。
2.微表处材料在铺设前期如果遭受到雨水的冲刷，混合材料很容易受到腐蚀或者流失，因此微表处严禁在雨天施工。如果的在施工的过程中中碰巧下雨或者施工后不就遇雨，而混合料还未成型，此种情况下应在雨后将无法正常成型的材料全部铲除。基于与以上相同的原因，微表处施工也不得在过湿或有积水的路面上进行。
3.1.4微表处施工机械设备技术要求
1.拌和的机器应该是为铺设微表处特别设计和生产的。原料需经一自动有序的、自驱动的微表处拌和机器拌和，这个机器应具有连续输送功能，把集料、乳化沥青、矿物填料、控制凝固的添加剂和水准确地输送到一个多刃双轴旋转拌和
31器内，正确调配后，连续输出拌和料。机器必须能储存足够的集料、乳化沥青、控制添加剂、矿物填料和水以满足调配的基本需要。
2.调配装置是用于材料标定的转台或类似的装置，可随时输出材料。调配装置应该提供必备的调配原料，以及对加入拌和器的每一种调配原料进行准确的标示，这些原料包括乳化沥青、集料、矿粉、添加剂和水等。并且以上原料的单独体积和重量也要相应的给出标示。
3.摊铺设备是拌和机的附加装置，内有一些搅棒用来搅拌和均匀摊铺混合料，传统的推进式路面摊铺箱也属于摊铺设备的一种，混合料经过摊铺箱来进行摊铺。摊铺箱分为前封层和后封层两个部分，前封层确保不会有混合料从机器与路面的接触口漏出。后封层则起到最后的刮平作用，而且后封层是可以调节的。为了使混合料顺利地输送到后部的刮平装置，摊铺箱和后部的刮平装置的设计应使其保持不变的稳定性，相关操作过程也应平稳不变。此外，摊铺箱内应有适当的装置可以根据不同的路表，从而侧移箱体来进行校正补偿。
3.2施工前准备
微表处施工前应做好相应的施工准备工作，主要有以下几个方面：1.机械的调试和标定
机械的调试：微表处封层机包括计量、行车、拌和、摊铺、清洗等各个子系统，开工之前需要对每个子系统进行调试检查，一旦发现故障或者有异常现象，便立即修理。另外，还要检查填料给料器、皮带输送机、混合料拌和机等，只有确保以上机械保持着良好的工作状态，否则不能开工。
机械的标定：在每次施工和更换某种材料之前，都要对设备中的各种料仓出料进行标定，以求使微表处混合料的配合比例达到最佳。
2.检验骨料
每一笔骨料进场前，都应对骨料的规格、级配、砂当量等进行检验，合格后才可以进场。对不符合规格的骨料，应重新过筛，防止超大标准及杂质混入，影响微表处质量。
3.3铺筑试验路段
在对路面进行微表处摊铺的前1天，试验应在普通道路上试铺了大约300米长的微表处作为试验段进行试验，微表处混合料配方以及摊铺车设定等都根据试
32铺情况，进行了必要的调整。
微表处摊铺施工示意及现场施工图如下：
图3-1微表处摊铺施工示意图
图3-2微表处摊铺现场施工图
333.4施工步骤及工艺3.4.1交通管理
施工的第一步就是为确保行车安全进行交通管理。交通管理也即交通管制，即对施工路段设置标志牌、限速标志及锥形帽以保证施工安全，必要时候，一旦条件许可，也可封闭交通进行施工。
3.4.2路面清扫及设施保护
实行交通管制后，第二步就应该立即进行路面清扫，以保持摊铺路面的洁净。相关设施也应适时保护，如原路面上的雨水井盖、检查井盖、桥梁伸缩逢、路缘石等在施工前可用油毡将其盖上，并在路缘石上做记号。而施完工后都应显露出来而不被封盖住。为了更好的保护设施，当稀浆封层车机摊铺过后，立即将油毡上的混合料铲掉，取出油毡并清洗，以供下次使用。另外路缘石的保护方法与以上方法不同，可在其上粘上一层不干胶条以保障路缘石的清洁不被污染。施工完后，只要将不干胶条撕掉即可。
3.4.3洒粘层油
一般情况下不需要喷洒粘层油，当沥青路面严重贫油或用于水泥路面的封层时，则应喷洒乳化沥青粘层油。粘层油与微表处所用的乳化沥青应一致，乳化沥青可以0.3-0.4kg/m2的用量使用。粘层的喷洒最好在施工放样前进行以免盖住已放好的样线，并且在封层施工前粘层必须完全凝固。
3.4.4放样划线
放样划线即为封层机行驶划定导向线和为施工幅数划定分界线。具体办法为根据施工路面的全宽，调节摊铺箱宽度，使施工幅数为整数，再施划导线。如果路面有路缘石、车道线等作为参照物是，也可不划导线来引导。
3.4.5封层机的操作及摊铺
封层机的具体操作步骤为，首先将拌好的混合料流入摊铺槽中，并将混合料适量分布于摊铺槽，接着开动摊铺车匀速前进，速度一般控制在1.5km/h到3.0km/h。操作封层机的过程中还应保持摊铺箱中稀浆混合料的体积为摊铺箱容积的1/2左右，使稀浆摊铺量与生产量保持基本一致。一旦发现封层机上的备用材料
34中有一种料已用完时，应立即关闭自动/运行总开关；而当搅拌锅和摊铺箱内稀浆混合料全部摊铺完后，封层机立即停止前进。此时应升起摊铺箱，然后将封层机开出施工地点，用清水冲洗搅拌缸和摊铺箱，装满材料后继续工作。另外，在摊铺的过程中如果发现气温太高或路面干燥时，可以打开喷水器湿润路面。
3.4.6修复施工缺陷与清除废料
施工缺陷的修复一般采用人工找平，尤其是个别超粒经粗集料产生的纵向刮痕，横、纵向接缝，起、终点等应及时使用橡胶耙等工具进行人工找平。
3.4.7初期养护
微表处施工后，封层有一个破乳成型过程，在此时间段内仍应封闭交通，禁止一切车辆、行人通行。开放交通时间取决于粘结力的指标，一般情况下：当粘结力达到1.2N.m时，稀浆混合料已经初步凝结；而当粘结力达到2.0N.m时，稀浆混合料己凝固到可以开放交通的状态。
原沥青路面微表处施工后破乳
微表处施工成型微表处实施后开放交通
图3-3微表处施工路面效果
353.4.8微表处理施工的注意事项
1.使用搅拌箱前的喷水管将路面进行预先湿润，喷水管以及喷水量可根据当天施工期间的表面纹理、气温、干燥情况、湿度进行调节。
2.在封层机启动前，务必保证摊铺箱中有一定数量的混合料，而且稠度适当，分布均匀，封层机才能匀速前进，封层才能保质保量。
3.无论是在纵向接缝或横向接缝上都不允许出现接缝不平、局部漏铺或局部过厚现象的发生。另外，纵向接缝应尽可能设置在车道标线上，并尽可能减少纵向接缝的出现。
4.在拌和与摊铺过程当中，不管出现何种情况下都不能在摊铺过程中直接向摊铺箱内注水，以免混合料中出现过多和离析现象。
5.施工过程中如果有摊铺车不能达到的地方，就必须采用人工施工，主要是通过人工用橡胶辊碾压封层以达到施工路面的均匀和平整。
3.5施工质量控制3.5.1施工前期控制
（1）施工前必须对原材料以及稀浆混合料进行检验，原材料的检测报告、稀浆混合料设计报告等必须无一不漏的提供，并确认符合相关文件要求；另外施工使用的摊铺车，也必须提供摊铺车的标定报告。确认材料、设备、机械等没有符合要求和发生变化后方可施工。
（2）施工前材料的质量检查应统一标准，同一料源的集料，同一批被运至生产现场的相同规格品种的集料、改性乳化沥青等，应作为一“批”次进行统一检查。矿料级配和砂当量如若不能满足设计指标要求，就必须重新进行混合料设计或者重新选择矿料。检查频率和要求如表3-1示。
表3-1微表处施工前的材料质量检查与要求材料（改性）乳化沥青检查项目表2-4检测项目砂当量矿料配级含水量实测每天符合设计要求每批来料一次检测要求检验频率36（3）除原材料的检查外，施工前应对摊铺机的性能、标定和设定以及辅助施工车辆的性能和配套情况等进行检查。
（4）为确保材料配比符合设计配比，必须调整摊铺机的设定。一旦发现改性乳化沥青蒸发残留物含量和矿料含水量发生了变化，则要重新对摊铺机进行设定，才可继续施工。
（5）微表处施工前，应首先彻底清除原路面的泥土、杂物，监理工程师应对已准备好的工作面进行检查，检查无误后经过批准，才能喷洒沥青材料。
3.5.2施工过程质量控制
1.稠度
在对混合料进行配比设计时，用水量一般是确认的，而集料的含水量、温度、湿度、路面的吸水情况等由于现场条件等原因的存在都会有所偏差，所以在施工中应根据实际情况作相应调整，以保证混合料合适的粘稠度。稀浆混合料在进入摊铺箱后应保持良好的和易性。如果混合料过于粘稠，则容易造成破乳过早，并影响铺层的平整度，还会在刮平器作用下留下刮痕。如果混合料过稀则混合料会出现离析现象，影响路面的摩擦系数，并导致泛油、粘结力下降以及铺层的厚薄不均。摊铺过程中微表处混合料的稠度是保证摊铺质量的重中之重，必须及时进行检测。2.破乳时间
破乳时间是影响施工质量的关键，而破乳过早常常是造成施工质量问题的重要原因。过早的破乳会造成沥青结团，厚薄不均、刮痕等现象，从而保证稀浆混合料在搅拌和摊铺过程中本应保持的稳定性，而且对封层与路面的粘结非常不利。而破乳时间过长又会影响沥青的成型时间。对破乳时间的进行最好的控制解决办法就是是通过调节水量，也可以通过适当加入一些化学添加剂来控制。3.预湿水
天气过于干燥炎热时，为使稀浆对原路面的粘结更加牢固，最好的办法就是对原路面进行预洒水。一些新式的稀浆封层机都带有预洒水系统，摊铺时打开即可。对于无洒水系统的摊铺机或人工摊铺，可采取其他方式洒水，但应避免洒水过多。路面无积水时即为最佳洒水量，洒水后可立即摊铺。4.接缝
37纵缝与摊铺方向平行，是影响封层总体外观的重要方面，因此纵缝的处理非常关键。在先铺筑的接缝处进行预湿水处理有助于2辆车稀浆混合料的连接，而用橡胶刮耙处理接缝处的突出部分非常有效，再用扫帚进行扫平，使纵向接缝变得平顺，总体外观更佳。并尽可能将重叠的位置安排在标线的位置，将一车道分成2幅或3幅摊铺的情况应当避免。横向接缝过多过密会影响外观和平整度，因此要尽可能减少横缝的数量，提高接缝的施工水平。良好的横向接缝对于防止水分下渗和形成悦目的外观极为重要。首先在起点处，当摊铺箱的全宽度上都布有稀浆时，就可以低速缓慢前移，这样就可以减少箱内积料过多而产生的过厚起拱现象。施工时可在起点的摊铺箱下铺垫一块油毡，当摊铺机前进后，将油毛毡连同上面的混合料一道拿走，这样可以保证一个非常平整的起点和良好的外观。当摊铺机所携的任何一种材料已经用完时，操作手应力求摊铺箱内混“合料分布均匀。一般情况下，摊铺终点的稀浆混合料会不均匀，应往回铲除1~2m的长度；下一车的摊铺应从上一车的终点倒回30～50cm的距离，铺好油毛毡再开始摊铺；当进行最后一车时，其终点的处理应采取人工整平，并做出一条直线。5.加水量
某一种石料和乳化沥青，当外加水量为某一范围时，可以成为稳定的稀浆。机械作业时的外加水量，可以采取允许范围的中值。若加水量过少，拌和时的和易性及均匀性都受影响，甚至拌不出稀浆。6.超径颗粒及细料凝块
石料中难免会有超径的颗粒，这些颗粒有可能会卡住搅拌轴，引起机械故障。更有可能卡在橡胶刮板下面，形成纵向划痕。矿料受潮时会产生细料凝块，特别是对于砂当量较低的矿料，这种凝块也容易造成纵向划痕有时也可能在摊铺箱下压碎，给封层表面留下一条松散的浅色痕迹、通车后这条痕迹很容易跑散而形成一条凹槽。为避免这种现象，应在矿料装入矿料箱前将矿料过筛。7.摊铺箱
摊铺箱的功能是把混合的稀浆以一致的形式分布在路面上。用哪种形式的摊铺箱常取决于封层的类型和摊铺速度。摊铺箱的清洁非常重要，每天工作结束后必须清洁摊铺箱。在每车摊完的间隙内，也应该清洁摊铺箱和后面的橡胶刮板。如果在橡胶板的边缘堆积过多凝固的颗粒，会在摊铺时形成划痕。摊铺箱不应有
38漏浆现象，其侧面应安装橡胶板以使侧面保持整洁。摊铺箱的橡胶(或钢板)厚度应一致，这样在摊铺的封层表面就不会留下纵向不均匀的划痕式凸起的条纹，橡胶刮板的宽度、厚度和硬度应满足理想摊铺效果的需要。
摊铺箱的拖动应保持平稳无振动，机器的速度应一致，不能忽快忽慢。速度过快会造成摊铺箱振动或跳动，并在稀浆上留下横向的波纹。在使用拖布(常用短的粗麻布)的情况下，过快的速度会造成表面的划痕和不均匀。合适的摊铺速度取决于摊铺的效果。摊铺速度也受道路等级、石料级配、稀浆稠度和原路面的影响。8.刮板与拖布
合适的橡胶刮板可以保证封层所需要的厚度。如果刮板材料太厚太硬，就会使混合料分离并挡住大颗粒，使其不能摊铺出去，形成划痕；如果刮板太软太薄，就会造成多层稀浆通过刮板。不同的橡胶和合成材料适合做成不同硬度的刮板，有的微表处在摊铺时甚至需要钢刮板。拖布常用来使封层表面形成理想的纹理。拖布可以使用粗麻布、帆布、毛毯等，只需能使稀浆表面形成一致的纹理即可。拖布的长度、重量、纹理和厚度必须随着集料的级配和稀浆系统进行调理，当拖布被磨损或沾满沥青变硬时就必须更换。9.摊铺速度
微表处一个突出的优点是在摊铺过程中自动填充需要修补的路面，因此正确的摊铺速度对项目成功起着非常重要的作用。过快会引起波纹、推移和离析。摊铺的速度应根据路面的状况进行调理。在铺较薄的封层时，摊铺速度对封层的影响更加显著。摊铺速度主要取决于2大因素，一是集料的级配，二是原路面的表面纹理。10.摊铺厚度
微表处摊铺厚度的控制也是微表处施工中的一个环节、不合理的厚度会减少微表处的寿命。在级配范围中的曲线如靠近粗的一侧，亦即集料中大颗粒的比例较大时，就必须铺得厚一点，否则大骨料就不能嵌入封层当中，并容易被刮板带起形成划痕。反之，级配靠近较细的一侧，即集料中细料比例较大时，就需要铺得薄一点。微表处的设计厚度为稀浆中最大颗粒的粒径，如果强行将封层铺厚或铺薄，将造成封层稳定性差，易出现松散、泛油和车辙等病害。现有路面的粗糙
39程度直接影响稀浆的摊铺厚度，表面的孔隙越多，需要填充的材料就越多。路面孔隙的尺寸和数量受到许多因素的影响：原有的沥青混合料中集料的尺、集料中细料的多少、原路面摊铺时的压实度、混合料的类型以及上一次封层的粗糙度等，都会影响摊铺厚度。遇到松散严重的沥青面层时，可铺2层微表处以形成低孔隙的紧密表层。在摊铺时，集料中最大粒径的骨料应埋入摊铺层内75％以上。摊铺太薄形成划痕，同时摊铺箱会刮走粗料，只剩下细料和乳液形成光面。11.人工摊铺
有些不适合机械摊铺的路段，必须通过人工摊铺来完成。人工摊铺的这些地段的可以用胶滚来完成摊铺工作。由于人工摊铺的稀浆越多，发生的离析也越多。因此人工摊铺的原则是越少越好。当胶滚使混合料来回移动时，大骨料被带到了表面，造成表面没有细料，并使混合料脱水从而造成松散。因此进行人工摊铺时，首先应该湿润原沥青路面，确保微表处的整体性。将水加入混合料中，就会减少路面的张力，从而使人工操作更为方便，因此可适当增加人工摊铺时的用水量。另外要注意的是，在操作过程中，凝固的稀浆必须清除。12.降雨
在尚未达到通车的粘聚力之前，突然发生降雨冲刷封层表面时，应在雨停后立即上路检查。如有局部轻度损坏时，可等路面干硬后进行人工修补。如普遍有损坏时，应在路面强度较低的情况下，将全部雨前摊铺的封层铲除，再重新进行摊铺。
3.5.3施工中常见的质量问题、原因分析与处理方法
1.脱落
封层脱落是指开放交通以后混合料成块状地脱开原路面而剥落下来，并且随着时间的推移，剥落面积越来越大，脱落是稀浆封层和微表处施工中最为严重的质量问题。造成封层脱落原因有很多，主要有：
（1）雨天后路面有积水或过于潮湿；
（2）原路面表面清扫不彻底，留有泥巴、洒落的骨料、机器滴下的柴油、液压机油等；
（3）严重贫油路面、磨光的路面、水泥混凝土路面上没喷洒粘层油或喷洒数量不够；
40（4）混合料在摊铺箱内破乳过早，结团，影响与原路面的粘结力；（5）稀浆混合料的摊铺厚度过大，造成富沥青的细料上浮而粗料下沉的离析现象，影响混合料与原路面的粘结性能。
对封层脱落的处理首先要观察脱落情况，分析原因，采取相应的防治措施。小面积的脱落可采取入工修补的方法；大面积的脱落则必须清理该路段封层后重新摊铺。
2.松散
松散表现为开放交通以后，封层材料主要是大颗粒在车轮的作用下自上而下地散落，且数量较多，松散是稀浆封层和微表处施工中常见的质量缺陷。造成封层松散的原因是稀浆混合料内部粘聚力不足，影响因素主要有：
（1）矿料砂当量低；
（2）细集料数量不够，矿料级配不好；（3）乳化沥青粘度低或沥青含量不足；（4）矿料与乳化沥青配伍性不好；
（5）施工及养生温度过低或施工后24小时内发生冰冻。
封层松散的处理办法是清扫路面及两侧散落的封层材料，过一段时期后，检查封层是否会继续发生松散，若封层已稳定，则采用加铺一层的方法；若封层不稳定，则将其全部铲除，重新组织摊铺。3.泛油
泛油也是稀浆封层和微表处常见的病害之一，通常在开放交能后一定时间后出现。造成泛油的原因主要有：
（1）稀浆混合料油石比过大；（2）摊铺厚过大；（3）稀浆混合料过稀；
（4）原路面泛油严重，在行车的反复作用下，富余的沥青透过封层表面。泛油的处理办法是在泛油路面上撒上3—5㎜粒径的石屑或粗砂，并用压路机碾压。
414.其它质量问题
1）表面划痕
表面出现划痕的原因主要有：
（1）集料中超料径颗料，它们在刮平器刮过稀浆混合料表面时卡在橡胶刮板下面并随之一起向前运动而导致较深的拉伤并形成长的划痕。
（2）稀浆混合料在摊铺箱中破乳过早、结团，卡在橡胶刮板下方而在表面上形成长的划痕。
（3）刮平器的橡胶刮板不清洁，如留有破乳硬结的混合料等，使封层表面形成较浅的多条划痕。
（4）摊铺厚度过小或者粗骨料粒径偏大，使得粗骨料在通过刮板时不畅，被橡胶刮板拖动一小段距离后才被挤出，在路表形成很多短的划痕。
划痕的处理方法：首先应将集料堆放在干净的经过硬化的地面上，施工前集料中的超料径部分必须筛除干净，装料时出要注意防止大颗料混入摊铺车料斗中；此外，每车摊铺完毕，施工人员应将摊铺槽内壁冲洗干净，并用铁铲将橡胶刮板上残留的混合料刮除。
较浅的划痕在开放交通以后，经过一段时间行车的自然碾压，划痕消失，不会影响路面美观。
2）封层纵向边界缺陷
纵向边界缺陷是指封层纵向边界不规则、不符合原路面纵向边界线型，主要原因是：
（1）施工过程中稀浆封层和微表处混合料过稀，导致跑浆而形成，尤其是弯道、匝道上，由于混合料稠度小，更易跑浆，导致封层边界不规则。
（2）封层机驾驶员方向没控制好，导致路面边沿一侧漏铺，形成边界严重缺陷。
纵向边界缺陷处理方法：控制混合料稠度，封层机按导线行驶。3）接缝缺陷
接缝缺陷是指接缝不平整、不光滑、不美观、线形差，主要原因：（1）纵向接缝处的搭接宽度过大（2）纵向接缝的位置不对
42（3）横向接缝太多
纵、横向接缝处理粗糙接缝缺陷的处理方法：
（1）．控制纵向接缝的搭接宽度，ISSA微表处技术指南规定纵向接缝搭接宽度不应超过76.2mm,接缝处高出量不应超过6mm。施工时可以适当调低摊铺箱搭接一侧的高度，减小搭接处混合料的摊铺厚度；
（2）．应根据路面宽度合理分配每一幅的摊铺宽度，尽量将纵向接缝放在车道旁边3—5cm的地方；
(3)．提高施工稳定性，减少中途停机数，从而减小横向缝数量
(4)．施工时应由专门人员做接缝，要求认真细致，尽量使纵几接缝与周围平滑连接。
3.6本章小结
微表处施工技术是一门综合技术，集材料、设备、工艺、检测于于一体。稀浆混合料浆体的形成是一个复杂的配置过程，包含了物理、化学等多方面学科知识，因而影响因素较多。本章对相关施工工艺、施工过程管理，出现质量问题及处理办法等做了详细归纳概述，施工的科学管理、施工环节的协调合理、施工机械设备状态的调整、施工人员、监理人员的尽责尽力等都对微表处施工的成功实施起着十分关键作用。
43第四章微表处技术应用4.1项目背景
2007年贵州省公路局引进微表处技术,并购置微表处机械,至今在贵阳、都匀、毕节等地共计实施200余km微表处。从应用的情况看,效果良好,该技术对增强全省公路养护水平,提供了先进的手段,取得了较好的经济效益和社会效益。
本课题依托省公路局微表处施工队承担的101省道15公里至25公里花溪至青岩段,路面早期出现的抗滑能力不足、轻微网裂、松散、麻面和车辙病害，避免病害进一步发展实施微表处，工程项目总长10公里，面积共11万平方米,已于2011年5月5日完成,从应用的情况看，目前实施效果良好
4.2原路面调查
对花溪-青岩段公路的原路面情况进行了调查。由于该国道运输负荷大大加重，路面使用功能下降，由调查结果可知，路面早期出现了多种不同程度的损伤，亟须进行修复。如沥青路面常见的抗滑能力不足、轻微网裂、路基松散、麻面和车辙较多等公路病害在花溪-青岩段公路均有出现。据统计，该条路在所有出现的公路病害中，车辙所占的比例为84.3%，泛油所占的比例为7.1%，横向裂缝所占的比例为4.8%，其余各类病害所占的比例为3.8%。可见，该公路目前突出的问题是大部分路面的抗滑能力不足，车辙、泛油和横向裂缝病害较为严重，局部路段的结构承载能力不足。
针对花溪-青岩公路路面病害的实际情况，决定对尚未发生结构性损坏的路段采取预防性养护措施，将尚未出现的路面危害扼杀在摇篮里。养护的方案主要有两种，一是在没有车辙的病害或者车辙病害较为轻微的路段采取微表处直接罩面的方式，二是在车辙病害严重的路段首先利用微表处修复车辙病害再进行微表处罩面的方式。
444.3原材料选择及混合料配比设计4.3.1原材料性能
1、改性乳化沥青：为保证微表处施工质量，本项目采用了壳牌沥青有限公司生产的壳牌施保妙-SS3改性乳化沥青，该产品比较适用南方高温地区，具有乳化点高，针入度低等优点。经试验所使用改性乳化沥青各项指标符合要求，检测微表处改性乳化沥青各项性能指标试验结果见表4-1，所采用改性乳化沥青性能符合设计技术要求。
表4-1项目壳牌施保妙-SS3改性乳化沥青性能指标技术要求检测值试验方法破乳速度粒子电荷蒸发残留物含量（%）标准粘度（C25，3）（s）筛上剩余量（1.18㎜）（%）储存稳定性（1d）储存稳定性（5d）延度（5℃）（㎝）蒸发残留物性质针入度（100g,25℃,5s）(0.1慢裂阳离子≥6012-60≤0.1≤1≤5≥20慢裂阳离子64.524.70.070.41.635.1T0658-1993T0653-1993T0651-1993T0621-1993T0652-1993T0655-1993T0655-1993T0605-200040-100㎜)软化点（环球法）（℃）≥5361T0604-200059.5T0606-20002、集料选择：根据原路面的具体要求，选择适合的集料。由于在花溪-青岩段公路车辙所占的比例为84.3%，因此采用微表处修复车辙病害是亟须解决的任务。而微表处技术对于不同的路面有不同的使用要求，如为了使沥青路面更具有抗压性能和耐磨性能，在采用微表处技术修复车辙时，集料的选择标准应为粒径大，混合料级配类型偏粗；但是为了保障路面，行驶质量的要求集料的选择标准又更正为粒径大，混合料级配类型偏细。
具体选择如下：花溪-青岩段公路采用微表处修复车辙时集料采用贵州清镇产的玄武岩，质地坚硬、耐磨、表观不含泥土杂质、形状好有菱角。根据集料筛
45分结果，明确改性乳化沥青混合料的矿料配合比，粗集料与细集料按照1:3比例配合，合成集料满足微表处MS-3型级配要求。
现场取样粗细集料性能试验结果符合设计技术要求，详见表4-2、4-3。
表4-2项目压碎值（%）磨耗值（%）表观密度吸水率（%）针片状（%）粘附性粗集料性能试验结果检测值16.5192.8900.94.64试验方法T0316-2005T0317-2005T0304-2005T0304-2005T0312-2005T0616-2005技术要求≤26≤28≥2.60≤2.0≤15≥4表4-3项目表观密度含泥量砂当量细集料性能试验结果检测值2.7101.069.2试验方法T0328-2005T0340-2005T0334-2005技术要求≥2.50≤3≥653、本工程采用水为施工现场附近农户引用自来水，不含可溶性盐类及其它有害杂质。采用填料为32.5级普通硅酸盐水泥，填料的采用有利于稀浆混合料的拌合、摊铺和成型，并能有效调节乳化沥青的破乳速度，材料要求无受潮、结块和颗粒，现场使用水泥经取样送检各项性能指标合格，同意使用于本项目。
4.3.2混合料配比设计
微表处配合比设计技术是一门综合的技术，每一个微表处技术的实施都是一个完整的微表处系统，而且该系统具有相对独立性，但是系统中材料的成分对系统至关重要，不同的混合料配比会导致不同的微表处系统的产生。在实际施工应
46用中，应尽量避免微表处系统的变化，以免带来后期施工质量问题。而只有好的混合料系统，摊铺到路面后之后，才会使路面具有持久的耐久性、高的稳定性、好的抗滑能力及好的平整性等优良性能。
微表处混合料由聚合物改性乳化沥青、矿料、填料、水和外加剂等组成，各种材料的用量都有一定的范围。ISSA与JEAAS以及我国稀浆封层施工规范中都对微表处材料的用量范围作出规定，实际使用时参考各表进行设计，由试验决定每一种材料的合理用量。
本工程级配范围为我国现行公路沥青路面施工技术规范规定的微表处MS-3型级配范围。按照确定的集料配合比，选择改性乳化沥青的剂量为10.2%、10.7%、11.2%、11.7%、12.0%做拌合试验，测定其可拌和时间及观察稠度情况。改性乳化沥青含量从10.2%到12.0%都能满足拌和及成浆状态要求。进行湿轮磨耗试验和负荷车轮试验，湿轮磨耗试验确定沥青的最低用量，负荷车轮试验确定沥青的最高用量；通过稠度试验可以检验施工的和易性，确定MS-3型微表处混合料的最佳用水量。
沥青用量是沥青路面的关键指标，沥青用量太少，对骨料不能形成完全裹覆，路面容易剥落、松散；用量太多，不仅造成浪费，夏天路面还会出现泛油，造成油包和车辙等病害。为了确定最佳改性乳化沥青用量，选取稠度、破乳时间、初凝时间和开放交通时间均符合要求的改性乳化沥青的级配，由于夏季炎热，考虑微表处层的泛油可能性，要考虑使用较小的油石比，经济上分析也是尽可能使用较小的油石比，经过综合考虑，选定改性乳化沥青剂量为10.7g，水泥为1.5g，水为10g进行了粘聚力试验。经试验结果符合规范要求，故微表处混合料初选配合比定为石料：改性乳化沥青：水泥：水=100:10.7:1.5:10。改性乳化沥青的固含量为63.5%，油石比经计算为6.05%。在施工时根据天气和气温情况可适当调整混合料的用水量和水泥的用量。混合料配合比及检测技术指标如下表:
表4-4检测项目可拌和时间（min）稠度（㎝）粘聚力初凝时间（h）47MS-3混合料技术指标规范要求＞2.0—0.5检测值＞2.02.30.5开放交通时间（h）磨耗量（g/㎡）粘附砂量（g/㎡）表4-5项目集料100混合料配合比改性乳化沥青10.71.0＜450＜5401.0418.1446.5水10水泥1.5MS-3混合料比例4.4施工工艺流程
（1）调试和标定机械，即在施工之前对专用机械进行调试和标定。（2）原路面的清洁：一般采用高压水枪清洗原路面，以保证原路面的清洁度。
（3）交通管制：在施工路面设置标志牌、限速标志及锥形帽等形式对施工路段进行交通管制，必要情况及条件许可时也可以封闭交通以保证施工路面的安全。
（4）施工放线：施工前对路面封层设定必要的宽度要求，车前导的导向标志一般用白细线来设定。
（5）摊铺的试验段：在对微表处进行摊铺的前1天，在普通道路上试铺一定长度的微表处作为试验段，本试验组在花溪-青岩段试铺300m长度的微表处作为试验段,并根据试铺情况对混合料配方、摊铺车设定等进行了必要的调整。施工配合比的油石比不应超出+0.2%～-0.3%的范围；得出的施工配合比和确定的施工工艺经监理认可后，作为正式施工依据。
（6）稀浆混合料的摊铺：一般采用摊铺车实施摊铺。具体方法是将拌好的混合料流入摊铺槽并分布于摊铺槽内，当混合料适量时，开动摊铺车匀速前进将混合料均匀的摊铺在路面上；必要时可打开位于摊铺车下边的喷水管，喷水湿润路面。摊铺速度一般控制量在1.5-3.0km/h，以保持混合料摊铺量与搅拌量一致。
（7）局部施工缺陷需手工修复：稀浆混合料摊铺后的局部缺陷，应及时使用橡胶耙等工具进行人工找平。个别超粒径粗集料产生的纵向刮痕，横、纵向接缝，起、终点等都是人工找平的重点。
48（8）封闭公路。施工初期，摊铺养护稀浆混合料后，在开放交通前应禁止一切车辆通行。再次开放交通的时间应取决于粘结力的指标，粘结力达到2Mpa时方可开放交通。
4.5质量控制4.5.1前期质量检查
1．施工前期要清除原路面的泥土、杂物及污物，划好导线，保证摊铺车顺直行驶，根据每车摊铺的数量，计算其油石比，检测是否按目标配比出料
2．检测集料含水率、筛分数据、以及稀浆混合料的可拌和时间。3．混合料取样进行燃烧抽提试验、混合料筛分等。4．根据检测结果通知微表车做出相应调整。
4.5.2施工过程质量检查
1．检测、检查试验段的现场清理、清扫情况。2．检测集料是否存在超粒径现象。
3．检查摊铺均匀性，接头处摊铺质量、发现有大颗粒或破乳造成的刮痕现象及时督促配合工人补料。
4．严格掌握摊铺稠度、厚度。稠度是微表处的重要指标，施工时按照试验路段确定的参数控制，一般采用经验“目测法”，在刚摊铺好的混合料上，用棍子划一道划痕，待3s左右，划痕自动愈合，表明稠度适中，否则，需调整配合比，油石比必须控制在：±0.2%。
5．用稠度检测的经验法对摊铺出的混合料进行稠度检测，保证施工的和易性，并及时调整用水量。
6．虽然在拌和实验中，已对拌和时间做了控制，但在实际中发现仍然存在破乳时间过早的问题，为此，掺加了一定量的缓凝剂，掺加数量通过室内试验做了确定，问题得到了解决。
4.6微表处使用后效果检测4.6.1施工效果检测
在实验路段开放交通前，对微表处进行了检测，检测结果如表4-6：
表4-6微表处检测表49检测项目规定值或允许偏差检测方法检测值表面平整、密实，均匀，无松散，外观无花白料，无轮迹，无划痕横向接缝渗水系数构造深度厚度对接，平顺≤10ml/min≥0.6mm-10%目测3个点/km5个点/km3个点/km符合要求不渗水0.65符合要求全面观察，目测符合要求4.6.2噪音检测分析
花溪-青岩段公路铺筑微表处路面后，对微表处路面车内和车外噪声变化进行了检测对比，以期科学地分析铺筑的微表处路面产生的噪声对乘车舒适性和环境噪声变化的情况。经过测试后从数据上来看看，经过微表处技术处理后的路面和未经微表处技术处理的路面之间噪声A声级和噪声频谱声压级有所不同，具体区别如下。从A声级层面看，在时速为60km/h时，经过微表处技术处理的路面比微表处技术未经处理的路面车内噪声增加1.3/dB(A)；时速为80km/h时，经过微表处技术处理的路面比未经过微表处技术处理的路面车内噪声增加1.7/dB(A)；在时速为100km/h时，经过微表处技术处理的路面比未经过微表处技术处理的路面车内噪声增加2.0/dB(A)；在时速为120km/h时，经过微表处技术处理的路面比未经过微表处技术处理的路面车内噪声增加3.2/dB(A)。在时速为100km/h时，经过微表处技术处理的路面与未经微表处技术处理的路面车外噪声相比没有太大变化。
可以看出，以上检测结果均满足规范要求。为了检测微表处的使用性能，我们分别在竣工后1个月、8个月后对微表处路段进行检测，结果见表：
表4-7摩擦系数项目（BPN）原路段43（mm）0.64（mm）3.3（mm）7.4—局部有裂缝、构造深度微表处使用情况检测平整度车辙深度渗水系数外观评定50车辙、龟裂使用一个月60后路段使用八个月56后路段0.982.8—0无裂缝1.272.44.850无裂缝平整、密实、平整、密实、经过检测，结果显示微表处罩面后的摩擦系数和宏观构造深度均有所改
善，原路面的摩擦系数43BPN改善至60BPN，宏观构造深度分别为也由0.64mm增加到1.27mm，因此路面的抗滑性也得到了极大的改善；路面平整度也由原来的3.3mm提高到2.4mm，行车更为通畅，车辙深度从原来的7.4mm减小到4.85mm路面的表面平整度得到了进一步的提高；此外，微表处的渗水系数为0，有非常好的密水效果；整体来看，微表处外观平整、美观，且无裂缝。微表处处理后的路面经行车使用8个月后，本实验组重新对路面进行了检测，检测结果表明：微表处的摩擦系数为55BPN，构造深度为0．87mm，比通车1个月时的检测的数据分别降低6.7％和22.8％，但是这并不影响路面的平整度与美观度，因此修复路面仍然维持在较高的水平，行车效果依然良好。
图4-1花溪-青岩段公路微表处施工前路面情况51图4-2花溪-青岩段公路微表处施工后效果4.7微表处技术经济分析
微表处技术摊铺路面可达到良好效果，在路基路面稳定的前提下，优质的微表处使用寿命可与热沥青薄层罩面寿命相当，达4-8年时间之久。但两者的价差很大，下面就1cm微表处、4cm热沥青薄层及普通热沥青砼罩面进行比较。见表4-8。
表4-8微表处、稀浆封层和普通热沥青砼比较微表处养护方式沥青种类结构厚度施工状况使用年限施工难度施工对交通的影响每平方米造价辅助项目造价增加预防性养护改性乳化沥青1cm边通车边施工4-8年简单很小19元补坑凼、铲标线稀浆封层预防性养护普通热沥青0．8cm边通车边施工2-4年简单很小14元补坑凼、铲标线4cm普通热沥青砼结构性养护普通热沥青4cm断道施工6-9年较复杂大48元铣刨旧路面4cm52综合单价3元/m2
每平方米总价每公里造价（10m宽）22元22万元综合单价3元/m2
17元17万元综合单价20元/m2
68元68万经过以上分析可知，微表处技术造价更加节省，成本更低。而且与热沥青薄层罩面相比，微表处技术具有更好的封层效果，在防止路表水的下渗和保证路面结构方面比热沥青薄层罩面更具优势。微表处区别于稀浆封层的重要特点之一就是微表处可用来进行车辙填补，而稀浆封层则不能。可以看出，微表处混合料从原材料质量要求、混合料设计指标、使用范围等各个方面都比稀浆封层要苛刻得多，因此，它的路用性能、使用寿命等都优于稀浆封层。综合来看，微表处技术作为高等级公路的养护方法，相比其他养护办法，更为理想，也更具经济价值。
4.8本章小结
微表处施工中原材料的选择、混合料配比设计、施工工艺、质量控制、施工效果检测等都要严格控制，才能确保施工效果。综合来看，采用微表处封面更具经济价值，施工价值也不容小觑，可有效地修复车辙等前期病害，还可有效防止路面水的下渗。另外，微表处技术施工快捷方便，可有效缩短道路开放交通时间，微表处技术还有成本较低，节约能源效果好等优点。基于以上分析，微表处技术兼具良好的社会效益和经济效益，因此也具有广泛的应用前景。
53第五章结论与建议
本文通过了解沥青路面预防性养护技术的现状发展情况，学习查阅相关文献作为参考和借鉴，深入阐述了微表处原材料沥青乳化机理、改性机理以及集料具体技术要求，结合微表处工程实践，对微表处混合料配合比的设计和施工技术及应用等方面进行论述和研究，并调查研究微表处实施后的效果和性能，研究结论如下。
5.1结论
1、微表处混合料的施工性能受到多方面因素的影响。①乳化剂是决定微表处混合料慢裂快凝性质的根本因素。乳化剂剂量越大，可拌和时间越长，同时初凝时间也越长。②用水量可以简单有效改善混合料的稠度，但不是根本的解决方法。③随着时间延长，混合料的粘结力呈现增大的趋势，在前30分钟内，试件的粘结力增长较快。油石比越大，粘结力越大。④混合料中添加1%的水泥可以有效改善混合料的拌和性能，增加和易性，同时还能大大缩短初凝时间。⑤相同用水量情况下，级配越粗，混合料的拌和性能越好，但初凝时间也更长。
2、微表处混合料的路用性能受到诸多因素的影响，如混合料级配、油石比、集料性质因素都是影响其性能的原因。①混合料级配：细级配混合料的耐磨耗能力比粗级配混合料的耐磨耗能力强；②油石比越大，耐磨耗能力越强。③在混合料内添加水泥可以从一定程度上改善耐磨耗能力。提出了评价混合料水稳定性的指标。
3、微表处施工技术是一门综合技术，集材料、设备、工艺、检测于于一体。稀浆混合料浆体的形成是一个复杂的配置过程，包含了物理、化学等多方面，因而影响因素较多。施工的科学管理、施工环节的协调合理、施工机械设备状态的调整、施工、监理等管理人员的质量控制对微表处施工的成功实施起着关键作用。
4、总结了微表处技术施工过程中的主要施工步骤和施工工艺，分析了微表处施工过程中质量容易出现质量问题的原因及处理方法，控制混合料的配比及稠度是施工质量控制的关键，而混合料的稠度的控制需要用“经验法”来实行，因此具有主观性，实施可行但难度较大。
545、通过工程实践研究证实，微表处实施后噪音有所增加，但抗磨耗高，色彩对比度显著增加、抗滑性能强，一般构造深度达0.5mm以上，具有良好的抗滑能力，路面的表面平整度、抗车辙能力得到了进一步的提高，有非常好的密水效果。
6、与其它养护方法进行了比较，微表处技术造价更加节省，成本更低，路用性能、使用寿命等都优于稀浆封层。作为高等级公路的养护方法，微表处技术更为理想，更具经济价值，具有很好的发展前景。
5.2建议
1、对沥青路面预防性养护技术应作多样化研究。微表处及稀浆封层技术在我国已经得到广泛应用，但应用形式较单一，有必要进一步研究复合封层、降噪微表处及彩色微表处等，这些技术必然在今后公路建设中发挥重要作用。
2、对微表处继配需要进一步研究，以及不同继配对实施后路面的长期路面质量及相关性格进行调查研究，建立有效微表处试验数据，对以后工程作为有效借鉴。
55主要参考文献[1]张相群.沥青路面微表处养护技术用研究[D].河北工业大学.2007;[2]贺华.改性乳化沥青及微表处性能研究[D].长安大学.2006;[3]杨奇竹.乳化SBS改性沥青及其微表处技术研究[D].广州大学.2007;[4]赵品晖等.阴离子乳化沥青稳定性与油水界面张力的关系[J].2012,3;[5]白国涛,阎冬颖,余洪亮.微表处混合料的设计[J].辽宁交通科技,2005年第五期;[6]王长安等.乳化沥青及其乳化剂的发展与应用[J].广州化学.2006,3;[7]刘东杰.改性乳化沥青的制备及其应用研究[D].西北师范大学.2006;[8]徐惠娟.沥青混凝土路面早期病害分析及防治措施研究[D].东南大学,2009;[9]徐剑.沥青路面微表处养护技术的研究[D].东南大学博士论文,2002.10;[10]苏德昆,王洪玉,满旭飞.影响微表处施工的几个因素[J].北方交通,2006(8);[11]李荫国,李桂芝,周玉芝等.对微表处用原材料选用及技术要求的建议[J].石油沥青,2004.12,P4;[12]居浩,黄晓明.不同级配对微表处混合料性能的影响[J].石油沥青,2006.8,P2;[13]吕伟民.沥青混合料设计原理与方法[M].上海:同济大学出版社，2001.1（15-16）；[14]杨林江等.浅谈乳化改性沥青发展方向及生产技术关键[J].交通世界.2004.1;[15]谢明逸等.沥青混凝土路面常用预防性养护措施分析[J].当代经理人.2005.8;[16]龙权忠.浅析微表处技术在公路中的处理与控制[J].建材发展导向.2011.7;[17]张荣荣.沥青路面养护中的车辙处理和微表处施工方法初探[J].科学之友.2009.9:[18]李荫国等.对微表处用原材料选用及技术要求的建议[J].石油沥青.2006.6;[19]刘亚娟等.浅析微表处混合料的配合比设计[J].养护机械与施工技术.2006.11[20]蔡武.浅谈合安高速公路沥青混凝土路面矫正性养护技术[J].公路.2009.8;[21]王粲.微表处在高速公路养护中应用[D].东南大学.2007;[22]邱代荣.浅谈微表处技术在高速公路预防性养护中的应用[J].科技创新导报.2011.28;[23]郑持萍.浅谈沥青路面微表处预防性养护[J].2012.5(219);[24]中华人民共和国行业标准.公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）;[25]徐祗平.微表处技术应用研究[J].2010;[26]陈筑苏.微表处技术和预防性养护在公路养护工程中的应用[J].2012(6);56[27]秦利萍.公路沥青路面预防性养护材料的试验及应用研究[D].重庆交通大学2009;[28]虎增福。乳化沥青及稀浆缝层技术，北京：人民交通出版社，2001;[29]傅香茹，稀浆封层和微表处施工技术研究[D]，长安大学硕士学位论文，2006，6[30]曹中杰.改性乳化沥青及混合料路用性能研究.河北工业大学..2001.2[31]钱喜红等.沥青性能的分析与评价[J].石油沥青，2003.4，P5[32]交通部公路科学研究院、《微表处和稀浆封层技术指南》[M].2006[33]InternationalSlurrySurfacingAssociation(ISSA).AGuidetoQualityConstructionofISSA.Microsurfacing(QualityControl),2001；[34]PeterE.GiebelandStephenFaison.VoidsandAggregateGradationsinMicro-surfacingMixtures.31thannualconference.1993.7；[35]MikaelEngman,AlanJames,DavidNeedham,&TonyNg.SpecifyingSlurrySurfacingEmulsionQuality:ParticleSizeandSizeDistribution.28thannualconference.2000.3；[36]C.RobedBenedict.OptimizationofPerformanceSlurrySealandMicroasphaltSystems.28thannualconference.1990.2；57附：学位论文原创性声明和关于学位论文使用授权的声明原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究在做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。
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