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摘要：车辙横断面一般为下凹曲线型[1]，其深度或称填补厚度为变量，这就需要混合料的骨料粒径随修补厚度的变化而变化，车辙深的位置骨料粒径大，浅的位置骨料粒径小，这种近乎理想的技术要求是其它任何热沥青混合料难以实现的，而微表处工艺可以通过其混合料浆状良好的流动性和特制摊铺槽来做到。填补车辙微表处作为恢复路面平整性的功能层其本身的高温稳定性、抗滑性能、噪音等应满足要求，本文通过现场测试等方法来评价稀浆混合料的路用性能。
关键词：混合料；性能；调查分析
中图分类号： TU528.062 文献标识码： A 文章编号：
1.车辙微表处适用范围
根据车辙病害的类型和破坏层次，通常采用不同的维修方法。目前沥青路面车辙维修的方法主要包括热拌沥青混合料铣刨加铺法和微表处填补法。
热拌沥青混合料铣刨加铺方法适宜于车辙面积大、深度较深，连续长度较长，基层或路基发生的永久性变形，严重影响行车安全的结构型车辙或流动型车辙。技术特点包括①若基层基本完好，不同层次的面层产生的车辙，铣刨路面上面层或中面层甚至全部面层，采用与原路面相同的材料重新摊铺面层的方法进行车辙修复（如采用改性沥青、骨架密实型沥青混合料、灌注式半刚性面层、沥青稳定碎石或大粒径柔性基层等结构）。②若路基发生变形，铣刨至路基表面，对路基进行加固稳定处理（注浆加固）后，采用与原路面相同的材料重新摊铺面层进行车辙修复。③铣刨加铺法技术成本高、工艺复杂、设备多、施工速度慢，对车辙病害进行较为彻底的根治，全面恢复路面性能。
对于压密型、磨耗型等比较稳定的车辙一般采用微表处填补的方法进行处理[2]。微表处填补车辙技术施工速度快、成本低、防水及抗滑性能好；填补后彻底改变了车辙内存水易产生水漂和结冰等安全隐患。微表处填补车辙为微表处工艺中较复杂的一种，需要专业的队伍来施工。同时对于流变型车辙，微表处临时填补，可减缓病害的恶化，减轻安全隐患。
微表处填补车辙由于厚度薄，主要起填补车辙、防滑、耐磨和改善路面平整度的作用，在路面结构体系中，只能作为表面保护层和磨耗层，而不起承重性的结构作用。因此为了确保施工后路面的质量，原路面必须满足一定的要求。
2、填补车辙微表处高温性能评价
为了进一步验证的高温性能，分别于2005年10月和2006年7月在安徽省合安高速、合徐高速、合宁高速摊铺了试验段。经过2-3年的通车运行，目前摊铺微表处的路段并未出现车辙，调查结果如下表。
表5-3 微表处填补车辙试验段调查
由调查结果可知，填补车辙的微表处经过2-3年的运行并未出现车辙，说明微表处稀浆混合料具有较好的高能，局部脫落是因为2007年底特大雪灾造成的。
3填补车辙微表处抗滑性能
路表的抗滑性能主要由路段的构造深度TD和摆值摩擦系数BPN综合表征[25]。因此，本文从这两个方面对微表处路段的抗滑性能进行分析。
（1）构造深度
面层表面的构造深度决定车辆高速行驶时摩擦系数的降低百分率。TD越大，摩擦系数的降低百分率就越小；TD越小，摩擦系数降低的百分率就越大。本文对不同使用年限的填补车辙微表处路面的构造深度进行了调查，从调查路段来看，其构造深度都比非微表处路面的要大。
图5-1不同使用年限的微表处路面构造深度（视觉）比较
（左：使用2年的微表处；右：半年的微表处）
通过检测发现，微表处的构造深度的数值随使用年限的增加而有所下降，如图5-1所示。图5-2至图5-3分别为高速公路1、高速公路2和高速公路3填补车辙微表处路面的构造深度随年限的变化图。
图5-2三条调查路段微表处构造深度变化图图5-3 微表处构造深度随时间变化图
从左图5-2可以看出，使用两年的微表处要比使用半年的构造深度小一些，但下降的幅度不太明显。虽然都是使用了半年的微表处，但连霍路段的构造深度比合安段的要大，主要是因为连霍段为05年10月铺筑，只经过了半个夏天，而合安路段在05年8月施工，经过了整整一个夏天。可见，夏季高温对微表处路面的构造深度的衰减起很大的作用。
从图5-3可以看出，在连徐高速公路上，使用3年后的微表处构造深度和未进行微表处技术处理路面的构造深度差不多，说明微表处路面在使用初期具有较大的构造深度，很好的达到了恢复构造的效果，但随着使用年限的增长，构造深度不断衰减，2-3年后基本趋于稳定，构造深度与未处理路段基本相等。
（2）摩擦系数
碎石的微观粗糙度决定面层的摩擦系数，不管采用何种矿料级配，只要碎石的磨光值较高，则面层的摩擦系数也会较高。不同年限路段的摩擦系数图5-4、图5-5所示。
图5-4不同使用年限微表处路段摆值摩擦系数比较
图5-5不同使用年限微表处路段摆值摩擦系数比较
从图中可以看出，与构造深度变化图相比，摆值摩擦系数并没有太大的规律，这主要与选取点处的不同表面石料性质有关。
沥青面层的抗滑性能主要取决于表面层。决定抗滑性能优劣的主要因素为面层表面构造深度（宏观粗糙度）和所用碎石的表面纹理深度（微观粗糙度）。从上面的分析可以看出，构造深度随使用年限有明显的衰减。摆值摩擦系数变化趋势不明显，都在一定范围内波动。抗滑性能由这两部分的总体性能来衡量，那么抗滑性能是随着使用年限不断衰减的。
4填补车辙微表处噪音
铺筑微表处路面后，普遍反映是车内噪音的增加问题，但是一直以来很少有这类的检测结果和数据分析，为了科学的分析噪音对乘车舒适性和环境噪音变化的情况，本文专门对微表处路面车内和车外噪音变化进行了检测对比。
（1）车内噪音
目前人们越来越多的关注路面的噪音问题，车内噪音大将会严重影响行车的舒适性。本文以微表处路面为分析对象，对车内噪音进行测量与分析。选择不同使用年限的微表处路面以及未处理路面分别进行测量。结果如图5-6和图5-7所示：
图5-6连徐高速公路微表处路面车内噪音分析
图5-7连霍高速安徽萧县段微表处路面车内噪音分析
图5-8 车内噪音均值柱形图
（左：连徐高速微表处路段；右：连霍高速安徽萧县段）
从图中可以明显看出：
① 微表处路面刚建成不久车内噪音非常大，比非微表处路面高出3～4dB（A）。有关资料表明减少3dB（A）的噪音相当于远离噪声源1倍的距离。
② 随着使用年限的增加，微表处路面的车内噪音明显减少，如连徐高速上05年10月车内噪音均值为72.75dB，经过了两年后降低到了70.45dB。因此，必须调整微表处路面的混合料配合比和施工水平，尽可能的降低微表处路面的车内噪音。
车内噪音和路面的平整度以及轮胎和路面的摩擦有很大的关系，即和路面的粗造程度有关，而构造深度是反映路面粗造程度最好的指标，图5-9为构造深度与车内噪音的关系图。
连徐高速微表处路段（） 连霍高速安徽萧县段（）
图5-9 车内噪音随构造深度变化图
由图可见，随着构造深度的增加噪音值是不断增大的，且两者之间具有较好的相关性。在实际施工中，为了避免泛油现象，施工人员经常根据经验降低用油量，导致骨料周围的沥青膜厚度降低，且微表处路面构造深度较大，轮胎与路面接触时，会产生高频低幅的震动，增加了噪音。
同时，微表处最大孔径为9.5mm的通过百分率为100%，但假如针片状石料含量高，那么，最大粒径针片状石料的长度会大于9.5mm，造成通过率为100％的假相。摊铺后这些石料可能“竖立”起来，如图5-10 a所示；4.75mm～9.5mm这一档集料在微表处路面的骨架上起不可磨灭的作用，然而偏向4.75mm一边的料很多可能会发生图5-10 b的叠加和图5-10 c的凹陷现象，这都将导致摊铺后路面构造深度偏大，增加微表处路面车内噪音[38]。
a 针片状石料凸起 b 石料叠加 c 集料凹陷
图5-10 级配不当可能的路面搭配问题
一方面为了广大乘客的听觉要求，减少噪音；另一方面为了满足路用抗滑的需求，需要较大的构造深度。从分析来看，这是一对矛盾的和谐体。如何能找到一个既能满足抗滑要求甚至高于规范水准（构造深度），又能降低车内噪音的微表处路面的双赢策略，这尚需进一步研究。
（2）车外噪音
路面状况表明微表处路面具有良好的构造深度。从声学角度看微表处表面构造深度可吸收噪声，其表面纹理（单位面积内表面的构造数量）可反射噪声，消耗噪声的能量。理论上应有一定的降噪性能，但并没有进行过相关的测量确认，本文针对此现象进行了分析。
车外噪音测量时，对所要进行测量的路面进行通车放行，其它非该类型路面车道封起来禁止通行测量。在被测量路面边缘3m左右用声级计进行测量记录數据，每次测量记录10分钟左右数据。
交通噪声是一种随机的非稳态噪声，它与道路上车辆流量和各车型构成比例，行驶状态及道路路面状况条件与多种因素有关。国内外对车外噪声的评价指标大致有以下几个[39] ：
① 统计声级L10、L50、L90。
L10表示超过某声级概率为10％的噪声级，表征噪声的平均峰值；L50表示超过某声级概率为50％的噪声级，表征噪声的平均值；L90表示超过某声级概率为90％的噪声级，表征背景噪声（Background noise）。日本环境标准以L50评价。
② 交通噪声指数（TNI）
TNI是交通噪声评价的参数之一。最初由英国建筑研究局（BRS）提出。它的定义为：TNI＝4（L10－L90）+L90－30dB（A）。这实际是是以噪声的起伏变化（L10－L90）为基础并考虑到背景噪声L90的评价方法。它反映了噪声起伏幅度对人的干扰。噪声起伏幅度越大，即（L10－L90）越大，对人们的干扰也越大。同时，也反映了交通噪声对人的干扰同背景噪声级L90有关。
③ 噪声污染级LNP。
许多非稳态噪声的实践表明，涨落的噪声所引起人的烦恼程度比等能量的稳态噪声要大，并且与噪声暴露的变化率和平均强度有关。经实验证明，在等效连续声级的基础上加上一项表示噪声变化幅度的量，更能反映实际污染程度。用这种噪声污染级评价道路的交通噪声比较恰当。故噪声污染级（LNP）公式为：
LNP＝Leq＋Kσ
式中：K―常数，对交通噪声取值2.56；
上述各路段指标如表5-4。
表5-4 各调查子路段评价标准数据
总结：
本文通过对填补车辙微表处混合料的路用性能研究，主要得到如下结论：
（1）通过不含水泥的车辙试验说明合成级配的微表处骨架构成更好，高温抗车辙能力更强，更适宜填补车辙。
（2）含水泥的微表处稀浆混合料的动稳定度在3100～6500次之间，试验结果表明改性乳化沥青稀浆混合料具有较好的抵抗高温变形的能力，满足规范要求。合成级配的动稳定度高于MS-Ⅲ级配。在改性乳化沥青稀浆混合料中加入水泥对提高混合料的高温稳定性有一定的作用，随着水泥含量的增加，混合料的动稳定度也逐渐增大。
（3）新修微表处路面具有良好的抗滑性能，初期衰减较快，尤其是通车后第一个月和第一个夏天。微表处路面构造深度随使用年限的增加明显的衰减，一般使用2-3年后基本稳定。摆值摩擦系数随使用年限无明显衰减。
（4）填补车辙微表处车内噪音明显大于非微表处路面，随使用年限的增加有所改善，无明显的降噪（车外）效果。
关键词：混合料；性能；调查分析
中图分类号： TU528.062 文献标识码： A 文章编号：
1.车辙微表处适用范围
根据车辙病害的类型和破坏层次，通常采用不同的维修方法。目前沥青路面车辙维修的方法主要包括热拌沥青混合料铣刨加铺法和微表处填补法。
热拌沥青混合料铣刨加铺方法适宜于车辙面积大、深度较深，连续长度较长，基层或路基发生的永久性变形，严重影响行车安全的结构型车辙或流动型车辙。技术特点包括①若基层基本完好，不同层次的面层产生的车辙，铣刨路面上面层或中面层甚至全部面层，采用与原路面相同的材料重新摊铺面层的方法进行车辙修复（如采用改性沥青、骨架密实型沥青混合料、灌注式半刚性面层、沥青稳定碎石或大粒径柔性基层等结构）。②若路基发生变形，铣刨至路基表面，对路基进行加固稳定处理（注浆加固）后，采用与原路面相同的材料重新摊铺面层进行车辙修复。③铣刨加铺法技术成本高、工艺复杂、设备多、施工速度慢，对车辙病害进行较为彻底的根治，全面恢复路面性能。
对于压密型、磨耗型等比较稳定的车辙一般采用微表处填补的方法进行处理[2]。微表处填补车辙技术施工速度快、成本低、防水及抗滑性能好；填补后彻底改变了车辙内存水易产生水漂和结冰等安全隐患。微表处填补车辙为微表处工艺中较复杂的一种，需要专业的队伍来施工。同时对于流变型车辙，微表处临时填补，可减缓病害的恶化，减轻安全隐患。
微表处填补车辙由于厚度薄，主要起填补车辙、防滑、耐磨和改善路面平整度的作用，在路面结构体系中，只能作为表面保护层和磨耗层，而不起承重性的结构作用。因此为了确保施工后路面的质量，原路面必须满足一定的要求。
2、填补车辙微表处高温性能评价
为了进一步验证的高温性能，分别于2005年10月和2006年7月在安徽省合安高速、合徐高速、合宁高速摊铺了试验段。经过2-3年的通车运行，目前摊铺微表处的路段并未出现车辙，调查结果如下表。
表5-3 微表处填补车辙试验段调查
由调查结果可知，填补车辙的微表处经过2-3年的运行并未出现车辙，说明微表处稀浆混合料具有较好的高能，局部脫落是因为2007年底特大雪灾造成的。
3填补车辙微表处抗滑性能
路表的抗滑性能主要由路段的构造深度TD和摆值摩擦系数BPN综合表征[25]。因此，本文从这两个方面对微表处路段的抗滑性能进行分析。
（1）构造深度
面层表面的构造深度决定车辆高速行驶时摩擦系数的降低百分率。TD越大，摩擦系数的降低百分率就越小；TD越小，摩擦系数降低的百分率就越大。本文对不同使用年限的填补车辙微表处路面的构造深度进行了调查，从调查路段来看，其构造深度都比非微表处路面的要大。
图5-1不同使用年限的微表处路面构造深度（视觉）比较
（左：使用2年的微表处；右：半年的微表处）
通过检测发现，微表处的构造深度的数值随使用年限的增加而有所下降，如图5-1所示。图5-2至图5-3分别为高速公路1、高速公路2和高速公路3填补车辙微表处路面的构造深度随年限的变化图。
图5-2三条调查路段微表处构造深度变化图图5-3 微表处构造深度随时间变化图
从左图5-2可以看出，使用两年的微表处要比使用半年的构造深度小一些，但下降的幅度不太明显。虽然都是使用了半年的微表处，但连霍路段的构造深度比合安段的要大，主要是因为连霍段为05年10月铺筑，只经过了半个夏天，而合安路段在05年8月施工，经过了整整一个夏天。可见，夏季高温对微表处路面的构造深度的衰减起很大的作用。
从图5-3可以看出，在连徐高速公路上，使用3年后的微表处构造深度和未进行微表处技术处理路面的构造深度差不多，说明微表处路面在使用初期具有较大的构造深度，很好的达到了恢复构造的效果，但随着使用年限的增长，构造深度不断衰减，2-3年后基本趋于稳定，构造深度与未处理路段基本相等。
（2）摩擦系数
碎石的微观粗糙度决定面层的摩擦系数，不管采用何种矿料级配，只要碎石的磨光值较高，则面层的摩擦系数也会较高。不同年限路段的摩擦系数图5-4、图5-5所示。
图5-4不同使用年限微表处路段摆值摩擦系数比较
图5-5不同使用年限微表处路段摆值摩擦系数比较
从图中可以看出，与构造深度变化图相比，摆值摩擦系数并没有太大的规律，这主要与选取点处的不同表面石料性质有关。
沥青面层的抗滑性能主要取决于表面层。决定抗滑性能优劣的主要因素为面层表面构造深度（宏观粗糙度）和所用碎石的表面纹理深度（微观粗糙度）。从上面的分析可以看出，构造深度随使用年限有明显的衰减。摆值摩擦系数变化趋势不明显，都在一定范围内波动。抗滑性能由这两部分的总体性能来衡量，那么抗滑性能是随着使用年限不断衰减的。
4填补车辙微表处噪音
铺筑微表处路面后，普遍反映是车内噪音的增加问题，但是一直以来很少有这类的检测结果和数据分析，为了科学的分析噪音对乘车舒适性和环境噪音变化的情况，本文专门对微表处路面车内和车外噪音变化进行了检测对比。
（1）车内噪音
目前人们越来越多的关注路面的噪音问题，车内噪音大将会严重影响行车的舒适性。本文以微表处路面为分析对象，对车内噪音进行测量与分析。选择不同使用年限的微表处路面以及未处理路面分别进行测量。结果如图5-6和图5-7所示：
图5-6连徐高速公路微表处路面车内噪音分析
图5-7连霍高速安徽萧县段微表处路面车内噪音分析
图5-8 车内噪音均值柱形图
（左：连徐高速微表处路段；右：连霍高速安徽萧县段）
从图中可以明显看出：
① 微表处路面刚建成不久车内噪音非常大，比非微表处路面高出3～4dB（A）。有关资料表明减少3dB（A）的噪音相当于远离噪声源1倍的距离。
② 随着使用年限的增加，微表处路面的车内噪音明显减少，如连徐高速上05年10月车内噪音均值为72.75dB，经过了两年后降低到了70.45dB。因此，必须调整微表处路面的混合料配合比和施工水平，尽可能的降低微表处路面的车内噪音。
车内噪音和路面的平整度以及轮胎和路面的摩擦有很大的关系，即和路面的粗造程度有关，而构造深度是反映路面粗造程度最好的指标，图5-9为构造深度与车内噪音的关系图。
连徐高速微表处路段（） 连霍高速安徽萧县段（）
图5-9 车内噪音随构造深度变化图
由图可见，随着构造深度的增加噪音值是不断增大的，且两者之间具有较好的相关性。在实际施工中，为了避免泛油现象，施工人员经常根据经验降低用油量，导致骨料周围的沥青膜厚度降低，且微表处路面构造深度较大，轮胎与路面接触时，会产生高频低幅的震动，增加了噪音。
同时，微表处最大孔径为9.5mm的通过百分率为100%，但假如针片状石料含量高，那么，最大粒径针片状石料的长度会大于9.5mm，造成通过率为100％的假相。摊铺后这些石料可能“竖立”起来，如图5-10 a所示；4.75mm～9.5mm这一档集料在微表处路面的骨架上起不可磨灭的作用，然而偏向4.75mm一边的料很多可能会发生图5-10 b的叠加和图5-10 c的凹陷现象，这都将导致摊铺后路面构造深度偏大，增加微表处路面车内噪音[38]。
a 针片状石料凸起 b 石料叠加 c 集料凹陷
图5-10 级配不当可能的路面搭配问题
一方面为了广大乘客的听觉要求，减少噪音；另一方面为了满足路用抗滑的需求，需要较大的构造深度。从分析来看，这是一对矛盾的和谐体。如何能找到一个既能满足抗滑要求甚至高于规范水准（构造深度），又能降低车内噪音的微表处路面的双赢策略，这尚需进一步研究。
（2）车外噪音
路面状况表明微表处路面具有良好的构造深度。从声学角度看微表处表面构造深度可吸收噪声，其表面纹理（单位面积内表面的构造数量）可反射噪声，消耗噪声的能量。理论上应有一定的降噪性能，但并没有进行过相关的测量确认，本文针对此现象进行了分析。
车外噪音测量时，对所要进行测量的路面进行通车放行，其它非该类型路面车道封起来禁止通行测量。在被测量路面边缘3m左右用声级计进行测量记录數据，每次测量记录10分钟左右数据。
交通噪声是一种随机的非稳态噪声，它与道路上车辆流量和各车型构成比例，行驶状态及道路路面状况条件与多种因素有关。国内外对车外噪声的评价指标大致有以下几个[39] ：
① 统计声级L10、L50、L90。
L10表示超过某声级概率为10％的噪声级，表征噪声的平均峰值；L50表示超过某声级概率为50％的噪声级，表征噪声的平均值；L90表示超过某声级概率为90％的噪声级，表征背景噪声（Background noise）。日本环境标准以L50评价。
② 交通噪声指数（TNI）
TNI是交通噪声评价的参数之一。最初由英国建筑研究局（BRS）提出。它的定义为：TNI＝4（L10－L90）+L90－30dB（A）。这实际是是以噪声的起伏变化（L10－L90）为基础并考虑到背景噪声L90的评价方法。它反映了噪声起伏幅度对人的干扰。噪声起伏幅度越大，即（L10－L90）越大，对人们的干扰也越大。同时，也反映了交通噪声对人的干扰同背景噪声级L90有关。
③ 噪声污染级LNP。
许多非稳态噪声的实践表明，涨落的噪声所引起人的烦恼程度比等能量的稳态噪声要大，并且与噪声暴露的变化率和平均强度有关。经实验证明，在等效连续声级的基础上加上一项表示噪声变化幅度的量，更能反映实际污染程度。用这种噪声污染级评价道路的交通噪声比较恰当。故噪声污染级（LNP）公式为：
LNP＝Leq＋Kσ
式中：K―常数，对交通噪声取值2.56；
上述各路段指标如表5-4。
表5-4 各调查子路段评价标准数据
总结：
本文通过对填补车辙微表处混合料的路用性能研究，主要得到如下结论：
（1）通过不含水泥的车辙试验说明合成级配的微表处骨架构成更好，高温抗车辙能力更强，更适宜填补车辙。
（2）含水泥的微表处稀浆混合料的动稳定度在3100～6500次之间，试验结果表明改性乳化沥青稀浆混合料具有较好的抵抗高温变形的能力，满足规范要求。合成级配的动稳定度高于MS-Ⅲ级配。在改性乳化沥青稀浆混合料中加入水泥对提高混合料的高温稳定性有一定的作用，随着水泥含量的增加，混合料的动稳定度也逐渐增大。
（3）新修微表处路面具有良好的抗滑性能，初期衰减较快，尤其是通车后第一个月和第一个夏天。微表处路面构造深度随使用年限的增加明显的衰减，一般使用2-3年后基本稳定。摆值摩擦系数随使用年限无明显衰减。
（4）填补车辙微表处车内噪音明显大于非微表处路面，随使用年限的增加有所改善，无明显的降噪（车外）效果。