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摘要：超微表处路面预养护技术是基于传统路面微表处技术的改进，通过调整微表处材料的配合比以优化超微表处材料的抗滑、抗渗及界面粘结性能，从而提高超微表处预养护技术的处治效果；本文特以水泥混凝土路面为研究对象，选取了桥面铺装及公路隧道两种工况，分析了超微表处材料在混凝土路面预养护中的设计优化方式，为超微表处路面预养护施工积累了工程经验。
关键词：超微表处；预养护；水泥混凝土；配合比
1 路面预养护技术概述
随着等级公路交通量和荷载规模的不断攀升，路面设计承载标准越来越无法包络车辆荷载，加之等级公路车辆荷载逐步向高轮压、重载等方向发展，越来越多的公路路面提前进入养护期，给公路养护部门造成了较重的经济负担。为了最大程度延长等级公路路面的服役寿命，将养护作业分配到公路服役的全寿命阶段，改变以往“破坏-养护”的老旧模式，加大前期养护力度，以最低的成本实现最佳的养护效果，公路路面预养护模式应运而生。微表处技术作为预养护施工领域的典型代表在公路预养护施工中得到广泛应用，并发挥出较好地处治效果。
普通的路面预养护处治技术基本局限在路面罩面设计层面，由于罩面配合比设计不够精细，罩面的抗滑、抗渗性能尚未得到充分的发挥；以水泥混凝土路面结构为例，在省内重载路面中，水泥混凝土路面的应用尤为广泛，由于水泥混凝土路面形式属于典型的刚性路面，一旦出现脆性开裂，在荷载持续作用下裂缝将快速开展，传统的罩面结构的层间粘结性较差，在车辆水平荷载的持续、反复作用下，很容易出现层间剥离病害，罩面处治的可持续性较差。为了解决这一现实问题，本文特对性价比更高的超微表处技术进行分析，重点阐述了超微表处材料在混凝土路面预养护中的设计优化工作，希望提高水泥混凝土路面的预养护处治能力。
2 超微表处材料在混凝土路面预养护中的设计优化
超微表处技术与普通微表处技术没有本质上的区别，超微表处技术是基于普通微表处技术的改进和升级，重点在材料类型、配合比优化设计及施工技术方面进行改进；传统的微表处施工受施工工艺、施工机械及材料配合比等因素影响，容易出现刮伤、泛油、剥离、分层等病害，不但影响行车舒适性，还会降低微表处罩面的服役寿命。超微表处技术的预养护效果更加明显，超微表处预养护薄层罩面的厚度更小，级配设计更加合理，能够同时满足承载、抗滑移、抗渗要求，有助于路面早期功能的及时恢复。
2.1 路面服役环境特性分析——以水泥混凝土路面为例
重载工况是省内等级公路的主要特点，为了满足重载交通工况行驶要求，水泥混凝土路面结构在省内等级公路中得到广泛推广应用；虽然水泥混凝土路面结构的承载能力、抗变形刚度等力学指标均明显优于其它结构形式，且同里程条件下的造价更低，但水泥混凝土路面属于刚性结构，一旦出现荷载破坏，必须依赖后期养护，且破损路面的养护处治难度也明显高于其它路面形式；为了解决这一现实问题，基于微表处技术的超微表处材料更加倾向于养护的超前性和耐久性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，超微表处技术在隧道、桥面铺装等特殊路段使用时，除了保证基础的养护处治效果外，还应适应隧道及桥面内排水能力较低、施工作业空间狭小等问题，在超微表处材料优化设计过程中必须兼顾好封层结构的抗滑性能和施工效率。
2.2 超微表处预养护材料设计优化——以水泥混凝土路面为例
考虑到省内重载交通工况特点，特选取应用广泛的水泥混凝土路面作为研究对象，就超微表处预养护材料的设计优化展开具体分析。由于水泥混凝土路面在凝结硬化过程中，局部振捣不到位，容易出现不同程度的“泌水”问题，混凝土混合料在泌水作用下以浆液的形式悬浮在路面表面，在车辆荷载的长期作用下，浮浆表面摩擦系数快速下降，严重影响了普通微表处材料与水泥混凝土路面之间的粘结性。以桥面铺装用水泥混凝土路面预养护施工为例，使用超微表处技术能够在保证铺装承载性能、密封性能及抗滑性能的基础上，减小表面封层结构的厚度，大幅度削减微表处封层的自重，在微表处养护设计时可不考虑自重对桥梁结构的影响；为了充分发挥出封层结构的力学特性，避免因界面粘结问题导致的封层失效，可通过优化封层配合比提高超微表处材料的整体养护性能。
单纯依靠封层与原水泥混凝土表面的颗粒摩阻力无法满足界面抗滑要求，水泥混凝土路面属弱碱性材料，建议通过界面化学反应提供界面粘结性，进而增强界面的摩阻力水平，可对超微表处乳液材料进行活化改性，添加一定比例的改性材料，改变超微表处材料的配合比，以提高超微表处材料与水泥混凝土路面之间的粘结性能；此外，在满足超微表处材料封层结构基础性能的前提下，可适当增加高聚物材料比例，从而提高封层结构表面的抗滑移性能，尤其是在路面潮湿条件下，能够显著降低刹车制动距离，提高路面整体的行车安全性。
相较于桥面铺装工况，公路隧道内的养护环境更加复杂，除了桥面铺装工况中存在的问题外，由于隧道内通风条件较差，加之内部空间有限，对微表处养护施工作业的效率要求极高，因此，在隧道内水泥混凝土路面超微表处材料配合比设计时，必须同时兼顾抗渗、抗滑、承载及施工等多方面因素。通过现场试验研究发现，适当增加高聚物、有机树脂等易成膜材料比重，加大超微表处材料中的固体物比例，能够显著降低封层结构的孔隙率，进而提高封层结构整体的抗渗能力；此外，由于隧道内几乎无法满足光照催化条件，超微表处封层结构的凝结硬化周期较长，可在原有配合比组分中添加固化剂材料，加速低温富水条件下的固化速率，最大程度满足隧道内特殊工况条件下的预养护要求。
3 结语
综上分析可知，超微表处技术在公路路面预防性养护施工中发挥了重要作用，尤其在公路养护施工环节前置，公路可持续服役能力提升等方面效果明显；通过优化超微表处材料的配合比设计，适当增加材料组分种类，超微表处封层结构的抗渗性、抗滑性及界面粘结性明显提高，经大量工程实践检验，完全能够满足桥面铺装及公路隧道等特殊工况条件下的路面预防性养护要求。
参考文献
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肖涛 男 山西榆次人1908.8 本科学历 工程师 专业 道路与桥梁。
论文作者:肖涛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年21期
论文发表时间:2020/2/26
标签：路面论文; 超微论文; 混凝土论文; 材料论文; 水泥论文; 公路论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2019年21期论文;