微表处混合料配合比设计方法比较

摘要：微表处具有施工方便、开放交通快、可修复车辙等特点，已在国内外得到广泛应用。但目前的微表处混合料配合比设计方法与实际情况的关联性差，导致出现很多失败的例子。论文回顾了现有的微表处混合料配合比设计方法，对现有方法提出改进思路，以提高微表处路面的使用性能。

关键词：道路工程 微表处 配合比设计方法

引言

微表处（micro-surfacing）是一项经济有效的预防性养护技术。该技术被国际公认为是修复道路车辙、轻度裂缝等病害，防止路面水损害，改善沥青路面表面功能，提高路面抗滑性能的最有效、最经济的手段之一。

尽管现在有许多微表处的应用实例，但目前的微表处混合料配合比设计方法与实际情况的关联性差，导致了微表处工程出现了很多失败的例子，这也是微表处技术在我国的推广受到影响的一个原因。所以，有必要对现有的微表处混合料配合比设计方法进行改善。

1研究的意义及必要性

在实际应用中发现，无论是用于微表处罩面还是微表处填补车辙，都存在设计方法与工程实际不相符的情况。导致路面出现泛油等病害，甚至影响使用寿命。故有必要分析比较现有的微表处混合料配合比设计方法，通过对设计方法的改善来提高微表处的路用性能。

2现行微表处混合料配合比设计方法比较

微表处技术源于60年代末70年代初的德国，在欧洲迅速得到推广。在美国，微表处技术在高速公路的维修养护工作中的使用越来越普遍，并逐步取代了普通的稀浆封层。目前，有若干由不同机构推出的微表处混合料配合比设计方法，其中主要有《公路沥青路面施工技术规范》，我国交通部公路科学研究院《微表处和稀浆封层技术指南》，国际稀浆封层协会设计方法（ISSA TB A143）， 美国材料试验学会设计方法（ASTM 6372-99a）和德克萨斯交通运输学会设计方法（TTI 1289）。其中ISSA提出的ISSA TB A143设计方法世界范围内被广泛使用。

2.1ISSA微表处混合料配合比设计方法ISSA A143

2.1.1集料级配

良好的矿料级配是稀浆混合料性能的重要保证。国际稀浆封层协会（ISSA）“乳化沥青稀浆封层使用指南A105（revised）May2005”提供了3种级配，由细到粗分别为I，II，III型；而“微表处使用指南A143（revised）May2005”中的级配只有II、III型，这两种级配与A105的II型和III型完全一致，这主要是考虑了微表处适用于承受重交通、填补车辙、摊铺厚度较大的原因。

2.1.2集料技术要求

ISSA规范中，规定砂当量，坚固性，洛杉矶磨耗值三个指标。微表处砂当量的要求大于65%，而稀浆封层砂当量要求为45%。这说明微表处要求集料中所含杂质或粘性土的含量更低，即微表处对集料的要求更高。

2.1.3乳化沥青控制指标

ISSA对乳化沥青的要求试验包括蒸发残余物含量，针入度，软化点。ISSA对微表处蒸发残余物含量的要求高于稀浆封层，即微表处对乳化沥青的要求高于稀浆封层。但是，对蒸发残余物针入度的要求是相同的。

2.1.4混合料技术要求

相对于稀浆封层，微表处混合料技术要求多了两个控制指标，6d湿轮磨耗试验和横向位移测试。推荐的横向位移测试，是用于微表处填补车辙。ISSA推荐的微表处湿轮磨耗试验最大磨耗值为538g/m2，而稀浆封层最大磨耗值则是807g/m2。此外，微表处混合料推荐可拌合时间为180秒，而稀浆封层推荐可拌合时间为120秒。

2.4我国微表处混合料配合比设计方法

2.4.1矿料级配

我国稀浆封层和微表处的矿料级配与国际稀浆封层协会ISSA的规定相近，这是因为ISSA的级配范围是经过多年的经验总结得出的，稀浆封层和微表处应用最广泛的美国、欧洲均采用与工ISSA的规定相近级配范围。另外，ISSA的级配范围较宽，在这一范围内可以方便灵活地调整级配的粗细，若级配超出规定的范围，则往往会影响使用效果。

2.4.2集料要求

规范规定了粗集料压碎值，洛杉矶磨耗损失，吸水率，沥青粘附性等指标，细集料坚固性，以及合成矿料砂当量等指标。在集料有稳定的供应来源后，集料特性实验可以少做或不做，但ISSA的性能指南建议表所列项目作为质量控制实验是必须做的。 从我国目前已完成的微表处工程来看，我国石料生产企业大多是私人企业，生产的材料面向各行各业的需要；另外，微表处工程对矿料的质量和规格要求最高，且一般微表处工程所需矿料不过几千吨到一两万吨，所以石料厂不可能专门为微表处工程生产集料，从而导致集料质量的不稳定，由于这个原因也造成一些微表处工程的失败。在欧美发达国家，微表处工程所用矿料是专门化生产，采用100%的轧制碎石，有的在轧制前还用水冲洗，因此生产的石料破碎面积大，形状规则，砂当量高，矿料级配十分稳定，为微表处工程获得成功提供了很好的基础。

2.4.3乳化沥青要求

我国规范规定乳化沥青指标包括破乳速度，筛上残留物，粒子电荷等指标。上述试验只是在预选乳化沥青供应商时才需要全面进行，在己经稳定供应，具有良好记录的情况下试验可减少或不做，但作为质量控制试验只有ISSA建议所列项目是必须做的。

3改进思路

从以上几种微表处混合料配合比设计方法可以看出，不同的设计方法基本都是以ISSA提出的设计方法为基础，对材料要求、试验参数或者试验方法进行改进，有些要求甚至与ISSA的推荐值完全相同。这是因为ISSA规范是经过多年的经验总结得出的，受到国内外的广泛认可。

然而，沥青路面暴露在外界环境中，受到太阳辐射，温度变化，水分变化的影响。微表处混合料用于罩面层或填补车辙，处于表面层，且厚度较普通沥青混凝土更薄，对外界环境的影响更为敏感。若设计不合理，可能会导致路面在环境和荷载综合作用下出现泛油或者剥落等病害。

我国幅员辽阔，不同地区的气候环境千差万别，ISSA提出的一种混合料配合比设计方法很难适用于不同的地区。微表处混合料配合比设计必须在了解所施工区域的气候变化情况，结合当地可用矿料的质量、规格，以及所选用的乳化沥青的性能、质量等因素来综合考虑。现场的气温、材料、湿度等多种因素与室内试验常常不同，因此必须结合现场实际情况进行调整，而且常常需要反复进行多次调整，才做出最后生产配合比，这一点与热沥青混合料大不相同，不可能用一个配合比始终不变。

参考文献：

[1]贺华， 改性乳化沥青及微表处性能研究， 2006， 长安大学.

[2]王静歌， 微表处配合比设计方法评述. 筑路机械与施工机械化， 2009（07）： p. 59-61+70.

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