李鵬杰 楊智 劉平讓 蒲愛華 張劍

摘要 為了能夠有效改善高原高海拔地區(qū)道路養(yǎng)護效果，減少道路損壞情況。文章以甘孜州3 000 m海拔以上高度道路為例，采用微表處技術(shù)進行處理，并進行長期的實踐和跟蹤。通過研究可以發(fā)現(xiàn)，高海拔地區(qū)應(yīng)用微表處技術(shù)，要取得良好的效果，需要從原材料、施工設(shè)備等多個方面出發(fā)，根據(jù)施工的氣候條件進行科學(xué)調(diào)整。研究結(jié)果表明，微表處技術(shù)在3 000 m以上高海拔山區(qū)公路養(yǎng)護中的應(yīng)用需要根據(jù)實際條件進行優(yōu)化。

關(guān)鍵詞 高海拔；山區(qū)；公路養(yǎng)護；微表處技術(shù)

中圖分類號 U416.217文獻標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2023）23-0118-04

0 引言

在我國公路建設(shè)網(wǎng)絡(luò)中，川藏公路具有重要的意義，擔(dān)負著聯(lián)通東西部交通、增強中央對大西部地區(qū)的經(jīng)濟文化開發(fā)建設(shè)，以及軍事、政治統(tǒng)一管理的重要作用，具有極其重要的戰(zhàn)略作用。同時，川藏公路沿途有險峻壯觀的景色、獨特的民族風(fēng)情，也吸引著廣大的旅游愛好者，G317、G318國道每天車流量巨大，交通任務(wù)繁重。甘孜藏族自治州處于高原高海拔地區(qū)，冬季平均氣溫在?5 ℃左右且持續(xù)時間超過三個月。G317、G318國道貫穿全州，由于海拔高，氣候環(huán)境特殊，晝夜溫差大，彎道多、坡度大，重載車輛多，道路損壞較其他區(qū)域速度更快。特別是超過3 000 m海拔后，氧量更小、紫外線更強烈，對材料、設(shè)備等各方面影響更大。因此，加強日常公路養(yǎng)護和預(yù)防性養(yǎng)護，提高公路技術(shù)狀況水平，尤其是尋找契合高海拔區(qū)域公路養(yǎng)護的新技術(shù)，是甘孜州公路工作者的一項重要任務(wù)。

近幾年甘孜州公路局在做好日常公路病害處理和保通前提下，逐步實施被動養(yǎng)護向主動預(yù)防養(yǎng)護的轉(zhuǎn)變，采用了微表處、同步碎石、開普封層等預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，取得了良好的養(yǎng)護效果和經(jīng)濟效益，特別是微表處技術(shù)具有施工方便、性價比高、低碳環(huán)保、抗滑耐磨的特點，在甘孜州預(yù)防性養(yǎng)護中得到廣泛應(yīng)用。微表處技術(shù)是一種預(yù)防性的養(yǎng)護方法，采用一層密實的瀝青混合料薄層結(jié)構(gòu)，其主要是由改性乳化瀝青和滿足級配的礦料冷拌和成稀漿狀態(tài)攤鋪而成，成型后路面具有防水、抗滑、耐磨的作用。微表處技術(shù)在路面輕微病害的情況下進行使用，能夠發(fā)揮出良好的效果。通過微表處技術(shù)的應(yīng)用，可以形成良好的防水能力，確保路面不會受到雨水侵蝕并防止泄露。同時，通過該技術(shù)的應(yīng)用還可以增加路面上的磨損層，改善路面的抗滑性能。此外，通過微表處技術(shù)的應(yīng)用還能夠改善路面的平整與外觀，有效防止路面松弛與老化，并且還能夠在一定程度上降低施工成本。

甘孜公路局和四川快馬養(yǎng)護公司通過長期的工程實踐和總結(jié)，認為3 000 m以上高海拔微表處技術(shù)的應(yīng)用，要確保施工成功并取得耐久性養(yǎng)護效果。無論是原材料的選用和調(diào)整、施工設(shè)備的調(diào)整和標(biāo)定，還是不同施工氣候條件下的現(xiàn)場調(diào)整，3 000 m以上高海拔微表處技都與常規(guī)海拔下具有很大的不同。為了指導(dǎo)今后甘孜州公路系統(tǒng)3 000 m以上高海拔微表處施工，為同行業(yè)提供工程參考，該文將從以下幾個方面做出總結(jié)，該文中的高海拔均指3 000 m以上的海拔高度。

1 高海拔微表處實施前路面處理的方法和要求

高海拔瀝青混凝土路面因晝夜溫差大、紫外線輻射強，加速瀝青老化，容易形成大量的溫縮裂縫以及坑槽等路面病害。微表處作為一種路面薄層預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，不能有效解決原路面的這些病害。因此，微表處施工前一定要對原路面進行仔細的病害排查和有效處理。高海拔區(qū)域瀝青拌和站資源較少，運距大，因此，小面積坑槽處理可采用溶劑型冷補料或BCR改性乳化瀝青冷拌冷補；大面積坑槽可采用熱拌瀝青混合料，但要注意混合料的保溫運輸，運輸要采用瀝青混合料保溫裝置，避免攤鋪溫度和碾壓溫度過低^[1]。對不具備熱拌料混合料供應(yīng)條件的，可采用冷拌冷鋪進行修補，但要求在破乳后進行壓實，并在足夠的成型強度后才能開放交通。若因基層局部強度不足等原因?qū)е缕茐男纬傻某两殿惪硬?，?yīng)先處治基層，在基層強度滿足要求后再進行面層的修補。對于基層引起的反射性裂縫，要在開槽后，采用低溫型道路密封膠進行灌縫，對于淺層溫縮或老化疲勞裂縫，清潔干凈后，可以不用開槽。對于沉降性裂縫，最好采用高聚物注漿先進行處理，然后灌縫。對于塊狀網(wǎng)裂或龜裂，采用網(wǎng)裂貼或網(wǎng)裂修補劑進行處理。對于高海拔區(qū)域路面，微表處實施前，一定要對原路面病害的處理情況進行全面檢查，對未達到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的路面進行重新處理，這對于微表處實施效果具有重要意義。

另外，對于高海拔公路實施微表處技術(shù)時，必須先對原路面噴灑高滲透改性乳化瀝青黏層油，提高抑制裂縫反射和增加層間結(jié)合的能力。高滲透改性乳化瀝青乳液黏度和顆粒粒徑比普通乳化瀝青要小，蒸發(fā)殘留物針入度和5 ℃延度不小于100，具有良好的抗老化和低溫性能。

2 高海拔微表處對原材料的技術(shù)要求

改性乳化瀝青是微表處的核心材料，微表處選用的改性乳化瀝青應(yīng)選用陽離子型聚合物改性的乳化瀝青，改性劑劑量（改性劑有效成分占純?yōu)r青的質(zhì)量百分比）不宜小于3%。受地域特點及氣候、交通等方面影響，對技術(shù)指標(biāo)有不同的要求。在滿足高低溫、降雨量等氣候分區(qū)指標(biāo)前提下，通過工程實踐總結(jié)，認為3 000 m海拔以上高度微表處改性乳化瀝青與常規(guī)微表處改性乳化瀝青有著明確的技術(shù)指標(biāo)要求^[2]。一是要具備更高的低溫延度，二是要具備更快的破乳速度，三是要有較好的彈性回復(fù)率。二者指標(biāo)要求對比如表1所示。

由于3 000 m以上海拔區(qū)域常年溫度較低，因此在工程實際中更注重低溫性能，軟化點可以低于常規(guī)微表處標(biāo)準(zhǔn)，但5 ℃延度要求需要大幅度提高。由于3 000 m以上海拔區(qū)域，每天的溫差很大，因此增加了彈性回復(fù)率要求，高彈性回復(fù)可以降低溫縮裂縫產(chǎn)生的概率。因3 000 m以上海拔高度空氣稀薄，溫度較低，混合料成型較慢，因此要求改性乳化瀝青要有較高的固含量，減少混合料水分，加快破乳速度和成型，同時，混合料油石比選擇，在工程施工中不能低于設(shè)計的最佳油石比，要高于實驗室設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的油石比0.2～0.5為宜。同時，混合料拌和試驗要考慮施工的最低溫度，根據(jù)現(xiàn)場拌和，調(diào)整乳化瀝青的破乳速度。按照《微表處技術(shù)規(guī)程》（T/CECSG：M53-02—2020），選用A級微表處的技術(shù)要求。

3 高海拔微表處對礦料級配的要求

國內(nèi)微表處施工礦料多數(shù)采用玄武巖、輝長巖、石灰?guī)r經(jīng)過破碎篩分的粗細集料、礦粉等摻配而成，考慮甘孜州區(qū)域特點和資源條件，在滿足質(zhì)量指標(biāo)要求的前提下，盡量采用當(dāng)?shù)氐V料，粗集料主要是卵石等經(jīng)多級破碎而成，細集料采用卵石破碎水洗而成，砂當(dāng)量值高但粉料少，一般通過添加礦粉滿足配比要求，以提高甘孜州養(yǎng)護的經(jīng)濟型和施工可行性。微表處礦料級配見表2。

但在工程實踐中發(fā)現(xiàn)，在3 000 m海拔以上微表處，采用的礦料級配在滿足表2微表處礦料級配范圍時，不取中線，而采用粗集料（2.36 mm以上）偏下線，細集料（2.36 mm以下）偏上線，具有較好的抗滑、防水等路用性能。修正后的3 000 m以上微表處礦料級配見表3。

4 高海拔微表處對稀漿混合料的技術(shù)要求

稀漿混合料的技術(shù)指標(biāo)直接關(guān)系微表處的施工和道路使用性能，為了確保3 000 m海拔以上微表處的工程質(zhì)量，根據(jù)試驗和實踐，提出高于常規(guī)微表處的稀漿混合料的技術(shù)要求，見表4。

在3 000 m以上高海拔微表處施工，稀漿混合料設(shè)計要滿足表4規(guī)定的同時，還要注意以下幾點：

（2）3 000 m以上高海拔微表處水分蒸發(fā)緩慢，施工稀漿混合料的理想稠度要高于常規(guī)微表處，加水量盡量小，保證能快速破乳，形成初期強度。

（3）混合料拌和試驗要考慮施工的最低溫度，通過現(xiàn)場拌和，調(diào)整乳化瀝青的破乳速度。按照《微表處技術(shù)規(guī)程》（T/CECS G：M53-02—2020），選用A級微表處的技術(shù)要求。

（4）3 000 m以上高海拔微表處水泥添加量要根據(jù)氣溫變化隨時調(diào)整，在滿足稠度和可拌和時間下，適當(dāng)提高水泥量，但不超過3%。

（5）3 000 m以上高海拔微表處正式施工前要進行試驗段的攤鋪，試驗段的攤鋪盡量選擇施工期相對較差的氣候條件（施工可能出現(xiàn)的低溫、陰天），更利于整體項目的后期順利進行。

高海拔微表處稀漿混合料設(shè)計的特點為：油石比高，稠度大，拌和時間短，加水量小。

5 3 000 m以上高海拔微表處對設(shè)備的影響和要求

微表處攤鋪設(shè)備大多裝載在貨車地板上，隨車輛移動施工。整個攤鋪體系包括作業(yè)動力系統(tǒng)、給料系統(tǒng)、拌和系統(tǒng)、攤鋪系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，能將集料、填料、水、乳化瀝青及添加劑按一定比例輸送到拌和器內(nèi)，經(jīng)快速攪拌形成流動狀態(tài)的微表處稀漿混合料，通過攤鋪槽均勻平坦地攤鋪在路面上。微表處技術(shù)施工過程中，工作系統(tǒng)由一臺發(fā)動機提供動力，各種材料通過液壓系統(tǒng)傳遞動力，保證各種原材料按照事先設(shè)定的比例混合，因此，各種原材料計量的準(zhǔn)確性和輸送的穩(wěn)定性非常重要，由于高原高海拔區(qū)域的氣候特點和氣壓變化，在3 000 m以下施工，攤鋪設(shè)備功率衰減不明顯，而超高3 000 m海拔，發(fā)動機功率隨著海拔高度的升高而大幅度下降，液壓系統(tǒng)動力各單元出現(xiàn)不同程度的下降，影響混合料配合比的準(zhǔn)確性，難以保證施工質(zhì)量。根據(jù)多年的高海拔施工經(jīng)驗，在3 000 m海拔以上進行微表處施工的設(shè)備，必須是性能良好的較新設(shè)備，對發(fā)動機進排氣系統(tǒng)要進行調(diào)整，加大進氣量，選擇有質(zhì)量保證的燃油，必要時更換液壓系統(tǒng)元件，保證液壓動力強勁，滿足施工要求^[3]。

由于高原高海拔環(huán)境下，隨著海拔、溫度和氣壓等方面的變化，會造成攤鋪設(shè)備功率降低和各材料輸出系統(tǒng)變化不一致，造成攤鋪出來的微表處質(zhì)量無法得到保證。因此，目前國家微表處技術(shù)指南和設(shè)備廠家給予的微表處攤鋪車標(biāo)定要求和標(biāo)定方法不能適用于高海拔區(qū)域，在3 000 m以上海拔施工時，要加大設(shè)備標(biāo)定頻次，在項目首次設(shè)備標(biāo)定后，如果施工氣溫和首次標(biāo)定氣溫相差5 ℃以上，要對攤鋪設(shè)備進行重新標(biāo)定。

采用“三控檢驗法”對微表處稀漿混合料進行油石比檢驗，發(fā)現(xiàn)油石比異常時，要及時對設(shè)備進行重新標(biāo)定。

設(shè)備是高海拔微表處成功實施的關(guān)鍵因素之一，在3 000 m海拔以下，各生產(chǎn)廠商的設(shè)備功率供應(yīng)基本可以滿足；在3 000 m海拔以上，設(shè)備功率下降很快，動力單元匹配問題就會暴露出來，會出現(xiàn)實際生產(chǎn)原材料配合比和設(shè)計配合比出現(xiàn)重大偏差；在3 000 m同一海拔，不同季節(jié)、不同溫度下，設(shè)備都會呈現(xiàn)不同的“高原反應(yīng)”，這一方面的經(jīng)驗需要施工單位引起高度重視。

6 高海拔微表處施工質(zhì)量控制及注意事項

遵循科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度進行高海拔微表處的施工，一定要高度重視3 000 m以上海拔的氣候特點，不可按照常規(guī)思維和低海拔區(qū)域施工經(jīng)驗進行高海拔區(qū)域微表處施工。為了保證高海拔微表處的施工質(zhì)量，每天施工前一定要做好原材料、設(shè)備、人員健康等方面的檢查工作^[4-5]。

常規(guī)微表處施工前材料的質(zhì)量檢查應(yīng)以同一料源、同一批次運至生產(chǎn)現(xiàn)場的相同規(guī)格品種的集料、（改性）乳化瀝青等為一“批”進行檢查。3 000 m高海拔微表處的礦料盡量按工程需要，同一料源一次性準(zhǔn)備充足，避免礦料變化帶來質(zhì)量波動。（改性）乳化瀝青指標(biāo)按工程稀漿配合比設(shè)計確定的生產(chǎn)配方，應(yīng)單獨設(shè)置儲存罐，進入工地每批次進行檢查并進行拌和試驗后，滿足A級混合料要求方可使用^[6]。每天檢查礦料級配和含水量，發(fā)生變化時必須調(diào)整攤鋪機的設(shè)定，確認材料配比符合設(shè)計配比后才可施工。每天要記錄溫度和濕度的變化情況^[7-8]，尋找規(guī)律變化，適時做出調(diào)整。

（1）施工前必須提供原材料的檢測報告、稀漿混合料設(shè)計報告和復(fù)核報告，確認符合要求；必須提供攤鋪車標(biāo)定報告。在確認材料、設(shè)備等沒有發(fā)生變化，符合要求后，方可施工。

（2）施工前要充分做好氣象記錄，關(guān)注天氣變化，考慮可能出現(xiàn)的最低溫度和降溫、降雨、降雪天氣，做好工程預(yù)案。

（3）施工過程中盡量選擇較好的天氣，每天早施工早收工，防止突如其來的降雨降雪，造成質(zhì)量缺陷和損失。

（4）施工過程中做好人員、設(shè)備的安全保護措施，對施工完成后的路面做好保護，避免行人、牦牛、車輛等對路面造成損害。

（5）高海拔微表處初期成型后，必須采用膠輪壓路機進行碾壓，采用6～14 t膠輪，控制好碾壓時間，以防止黏輪或出現(xiàn)松散現(xiàn)象。

（6）重點關(guān)注陰坡路段、樹蔭部位，最好安排在溫度較高、陽光充足的時間段進行施工。

（7）做好彎道的攤鋪寬度調(diào)整和補償，保證攤鋪線性美觀，施工過程中盡量選擇上坡施工。

7 高海拔微表處施工案例及總結(jié)

近年來，通過不斷積累工程經(jīng)驗，甘孜州公路在3 000 m高海拔微表處技術(shù)應(yīng)用取得了良好的工程效果，如圖1～3所示，3 000 m以上海拔的微表處施工中、施工剛結(jié)束、施工運行后效果。

經(jīng)過對康定、新龍、德格等3 000 m以上海拔微表處工程路段進行跟蹤和檢測，微表處施工過程中，在溫度15 ℃以上、無下雨情況下，攤鋪的微表處可以實現(xiàn)2 h開放交通；在陰山路段，潮濕天氣下，當(dāng)日8 h內(nèi)可實現(xiàn)開放交通。采用單幅施工，施工對交通影響較小，真正實現(xiàn)快速養(yǎng)護。由于微表處采用的是冷拌冷鋪，無須加熱，無煙氣粉塵產(chǎn)生，對環(huán)境影響小，綠色環(huán)保。

微表處實施后，路面防水性能大幅度提高，滲水系數(shù)均小于6 ml/min，減少路面水分，對凍融病害有很好的抑制作用，減緩高海拔路面的破損速度，達到很好的路面預(yù)防養(yǎng)護效果。路面抗滑能力明顯增強，對山區(qū)道路的行車安全有很好的提升，目前，還在積極推進高海拔抗凝冰微表處的工程試驗，希望能解決高海拔道路長時間凝冰帶來的安全困擾。為了響應(yīng)交通部“材料循環(huán)利用”號召，解決舊瀝青混合料的再生利用，實現(xiàn)綠色養(yǎng)護、節(jié)能降碳，在高海拔養(yǎng)護工程項目中，鋪筑了再生微表處試驗段，也取得了成功。

8 結(jié)語

總之，高海拔實施微表處養(yǎng)護技術(shù)是非常有效的公路預(yù)防性養(yǎng)護措施。但是通過研究發(fā)現(xiàn)，要保證高海拔微表處的工程質(zhì)量，需要在原材料、設(shè)備、混合料設(shè)計、施工過程的質(zhì)量控制中，做出相應(yīng)調(diào)整。甘孜公路局正在總結(jié)工程經(jīng)驗，跟蹤工程效果，制定相應(yīng)的技術(shù)指南，用于指導(dǎo)高海拔微表處的施工。今后，每年根據(jù)路面狀況檢測結(jié)果，有計劃地安排微表處預(yù)防性養(yǎng)護工程，節(jié)約養(yǎng)護成本，保證公路運行質(zhì)量。繼續(xù)探索高海拔區(qū)域新的養(yǎng)護技術(shù)，推動高海拔公路養(yǎng)護水平的提高。

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收稿日期：2023-10-09

作者簡介：李鵬杰（1987—），男，本科，工程師，研究方向：高原高寒地區(qū)道路建設(shè)與養(yǎng)護四新技術(shù)開發(fā)和利用。