微表处混合料性能及应用技术研究

微表处混合料性能及应用技术研究

摘要：在目前诸多的公路养护技术手段中，微表处技术是修复道路车辙以及其它公路病害的最为经济，同时又是最为有效的技术手段之一。本文分析了微表处混合料配合比设计参数对混合料性能的影响，同时也对微表处路面的噪声机理及降噪技术进行研究，具有重要的意义。

关键词：沥青路面，微表处，降噪技术，微表处混合料

中图分类号： u416.217 文献标识码： a 文章编号：

自从1988年沪嘉、沈大高速公路通车以来，我国高速公路开始了飞速的发展，截止2010年底，我国高速公路总里程达7.4万公里，仅次于美国。面对这些巨额的社会资产，我们应采取措施，对其进行适当的养护管理，使其处于优良的水平。微表处技术由于其突出的特点而广泛应用于我国的公路养护中，但是，在微表处的使用过程中发现，微表处路面的噪声明显大，比普通路面的噪声高出3～4db(a)，严重影响了司乘人员的舒适性。噪声对人体的生理及心理健康都会产生不良影响。受噪声的影响，人们会烦躁不安，注意力不集中，工作效率低下。严重的噪声对人的神经系统、心血管系统和消化系统都会产生影响，会引起记忆力衰退、失眠、心律不齐、心跳加快、食欲不振等。在长期的强噪声影响下，人的身体健康水平会下降。随着社会的发展，绿色环保已经成为当前社会的主题，人们对生活环境的要求越来越高，然而微表处的噪声使人们难以接受。从社会、经济的角度来讲，我们有必要对微表处路面进行

研究，分析噪声产生的机理，以探索降低微表处路面的噪声的措施。1微表处技术所需材料的性能要求

1.1聚合物改性乳化沥青

聚合物改性乳化沥青主要是将聚合物改性剂掺入到乳化沥青当中，进而实现沥青原有性能水平的提升。它能够提升拌和性能、强化早期强度、提升路面的高温稳定性、延长路面运行周期、提升路面低温环境下的抗龟裂能力、提高内聚力、提升粘附强度、提高抗剥落能力。改性沥青虽然只占稀浆混合料总体的1/o至2/10，但是它的技术性能将直接决定微表处技术处理效果的成功与否。为了实现微表处施工后尽快开放交通的要求，建议比先选择具有慢裂快凝特点的阳离子乳化剂，同时选择科学的改性剂掺配工艺，实现改性材料、沥青材料以及乳化剂的最佳匹配o

1.2填料

通过加入适当数量填料的方式可以提升稀浆混合科的稳定性、提升级配、强化早期强度、调整玻乳速度等。目前的填料—般均具有化学活性，因此在掺入时必须要综合考虑填料和乳化沥青、矿料的相容性、确保封层的整体强度以及有利于混合料的拌和、摊铺以及成型。

1.3集料

集料的质地、级配、形状以及粒径规格均会对微表处技术的实际效果产生影响。因此，在选择集科时必须要要注意优先选择经过轧制形成的硬质石料，并且为了提升处理之后路面的抗滑性能，同样

应该保证石料当中含有—定比例的砂石。除此之外，必须要保证集料的干燥、洁净和表面的相糙度。

1.4水

在拌和稀浆混合料的过程中需要加入大量的水。水不仅决定了稀浆混合料的密实度与稠度，同样能够影响微表处技术的实际效果。微表处技术所需要的水必须是洁净的自来水，坚决禁止使用工业污水、盐水、泥水以及生活污水等。

2.微表处混合料配合比设计参数对混合料性能的影响

微表处混合料按公称最大粒径的不同可以分为ms-ⅱ和ms-ⅲ两种。

用于微表处的集料应符合一定的级配要求。首先，在集料中要有一定数量的粗料起骨架作用，粗料过少将会造成粗细集料之间嵌挤力下降，导致封层强度和高温稳定性降低；其次，需要掺加适当数量的细料以保证稀浆的密实性、粘结性、耐久性和和易性。室内拌和试验和稠度试验表明，如果混合料级配过粗，则由于混合料的孔隙率偏大，拌和时会离析分散，大颗粒沉淀不能形成稠度适宜的粘稠浆体。ms-ⅱ型微表处混合料的最大公称粒径为4.75mm，可用于中等级交通的高速公路，一级公路，二级公路的罩面，适宜厚度为4mm～7mm。ms-ⅲ型微表处混合料的最大公称粒径为9.5mm，可用于高速公路，一级公路和车辙填充，适宜厚度为8～10mm。

通过ms-ⅱ型微表处混合料和ms-ⅲ型微表处混合料的级配比较可以得出，ms-ⅱ型的混合料级配中的粗集料比ms-ⅲ型微表处混合

料多（大于4.7mm的矿料为粗集料，4.75mm筛孔的通过率是区分两种混合料类型的关键控制指标），由于ms-ⅲ有足够的细集料来填充粗集料之间形成的骨架结构，从而组成骨架密实型结构，比之ms-ⅱ具有更好的抗车辙能力和防止壅包、推移等高温病害。而且表面构造深度比ms-ⅱ型大，具有良好的抗滑性能。

但是，因为微表处的施工厚度只有10mm左右，粗集料用量的增多必然对微表处施工带来困难，拌和时容易产生离析。

3.微表处降噪技术研究

微表处路面的噪声比普通路面大约高出3db(a)，对车内外环境造成严重的影响，这已成了微表处技术发展的瓶颈。因此，需要通过分析路面噪声的机理以及微表处路面的特点，找出微表处路面噪声增大的原因。

3.1微表处路面噪声机理分析

汽车在道路上行驶，会产生噪声，一般分为车内噪声和车外噪声。车内噪声主要影响车内的司乘人员。其中车内噪声有两个来源：一是车身的壁板结构振动所产生的声辐射(包括由声激励结构振动而产生的二次声辐射)，简称为结构声；二是通过车身壁板孔隙、门窗缝隙、空调及通风管道等，发动机、传动系统、风扇、进气、排气噪声以及风噪声、外部环境噪声等的声透射，简称为空气声。路面激励引起的车内结构噪声的主要频率段为5 hz~300hz左右，是车内噪声的主要部分。

3.2微表处路面噪声影响因素

微表处路面的车内噪声与路面的构造深度有着很明显的相关关系，构造深度越大，车内噪声就越大。当车辆经过微表处路面时，由于微表处路面的构造深度大，引起车辆高频低幅的震动，使车内出现明显的嗡嗡声。而集料的排列直接影响构造深度的大小。所以微表处路面噪声的根本影响因素在于集料的级配、形状以及排列情况。

①当粗集料的方正率低，针片状含量高，其中有些大粒径针片状石料的长度会大于lomm，微表处混合料摊铺后这些石料有可能“竖立’’起来，这时微表处会形成凸起；微表处稀浆混合料摊铺后，两颗石料有可能叠加形成凸起，若小石料没有叠加，会形成凹陷；当石料叠加时其上部的石料很容易脱落，脱落后也会形成凹陷。路面构造如图3．1所示。有着这些凸起与凹陷，使微表处路面的车内噪声增大。

图3.1 集料的分布示意图

微表处路面的表面构造同普通路面的构造不同。如图3．2所示，将普通路面与微表处路面进行对比，假设两种路面构造深度相同，但前者可以看做路面的顶面排列在同一水平面上，在这一平面上出现的小的凹陷；而后者是水平面比较低，在水平面上形成凸起，这些凸起的石料的顶端并没有在同一个水平面上，所以当轮胎滚动在路面上时，会引起车辆本身的震动，产生高频低幅的嗡嗡噪声。

图4.3 路面构造示意图

②目前在微表处路面施工中大多不进行碾压，而仅仅靠开放交通