霧封層的路用性能研究

□文/尤愛剛 高勝利 張冠濤 段緒斌 任育新

在路面養護中，預防性養護的性價比最高。預防性養護措施有很多種，其中霧封層技術具有非常好的防水性能、施工方便，是近年來較廣泛使用的預防性養護措施，但霧封層技術的應用沒有定量的分析，大多是施工人員憑借工程經驗進行，然而霧封層用量過大必然導致抗滑性能下降。用量無疑是影響霧封層使用效果的一個重要指標，因此，本文將通過室內模擬試驗對霧封層的用量加以研究。

試驗設計與試驗方法

由于國內目前的霧封層試驗路段較少，對現場進行調查和觀測難度較大，因此本文采用室內模擬試驗的方式進行試驗分析。首要任務是成型車轍板，為獲得不同構造深度、不同孔隙的車轍板，在車轍板成型時采用了不同的碾壓次數。見表1試驗時先對車轍板使用較少的改性乳化瀝青，以便在防水效果不明顯時進行二次噴霧。本次試驗采用的是AC-16型級配。

表1 車轍板編號

以上為試驗用車轍板的基本數據，車轍板采用了2種不同的油石比，目的在于獲得車轍板不同的表面性能，油石比會影響車轍板表面的構造深度。壓實次數同樣是為了控制車轍板表面的構造深度，壓實次數越多表面應該越致密，同時構造深度越小，對于表面構造深度不同的車轍板在進行相同霧封層處理時，會得到不同的效果。

由于前14號車轍板(未經霧封層處理)的滲水系數普遍偏小，而為了更加有力地說明霧封層防水效果，所以補做4塊空隙和滲水系數均偏大的15～18號車轍板（未經務封層處理）。

目前國內外霧封層所采用的改性乳化瀝青濃度多為35%，用量為0.2～0.3 kg/m2，本次試驗的車轍板為30 cm×30 cm，在用量確定時將進行換算。對于不同的車轍板將采用不同的改性乳化瀝青用量進行試驗。

試驗室試驗數據分析

構造深度的測定

表2是1～14號車轍板正面經過霧封層處理前后構造深度的變化情況。

表2 1～14號車轍板霧封層處理前后構造深度 mm

1～4號為4塊參數相同的車轍板經過霧封層處理前后構造深度變化的比較，車轍板油石比均為4.4%，車轍板成型時壓實次數為4～8次。對1、3號板進行兩次噴霧，第1次0.13 kg/m2，待霧封層成型后再噴霧0.13 kg/m2；對 2、4號板進行一次噴霧 0.26 kg/m2。

由表2可以看出兩次噴霧和一次性噴霧效果相近，在噴霧后車轍板表面的構造深度都大幅度降低。

5～14號車轍板一次性噴霧0.22 kg/m2。由表2可以看出經過霧封層處理后，車轍板表面的構造深度都有一定的降低，油石比為4.4%的5～9號車轍板降低的幅度相對偏大，而油石比為4.8%的10～14號板構造深度變化幅度較小。

為了更好地確定霧封層的用量問題，對15～18號車轍板采用了3種噴灑量，結果見圖1。

圖1 霧封層處理前后構造深度

由圖1可以看出，經過霧封層處理過的車轍板構造深度有所降低并且降低幅度相對較大，但是構造深度的降低速度并沒有因為多次試驗而出現累積效果，再一次證明了多次噴霧與一次性噴霧效果是相近的。

摩擦系數的測定

表3是1～14號車轍板經過霧封層處理前后正面摩擦系數的變化情況。車轍板表面溫度為25℃。

表3 1～14號車轍板經過霧封層處理前后摩擦系數

1～4號為4塊參數相同的車轍板經過霧封層處理前后摩擦系數變化的比較，車轍板油石比均為4.4%，車轍板成型時壓實次數為4～8次。對1、3號板進行兩次噴霧，第1次0.13 kg/m2，待霧封層成型后再噴霧0.13 kg/m2；對 2、4號板進行一次噴霧 0.26 kg/m2。

由表3可以看出兩次噴霧和一次性噴霧的效果是相近的，摩擦系數都有一定幅度的降低。

5～14號車轍板是一次性噴霧0.22 kg/m2。由表4可以看出經過霧封層處理后，車轍板表面的摩擦系數都有一定的降低，改性乳化瀝青的用量減少0.04 kg/m2并沒有起到很理想的效果。

對15～18號車轍板采用了3種噴灑量，結果見圖2。車轍板表面溫度為25℃。

圖2 霧封層處理前后摩擦系數

由圖2可以看出，經過3次霧封層處理，車轍板的摩擦系數有所衰減，但幅度比較小，而且經過處理后仍然能夠滿足車輛行駛要求，3次處理的效果基本相同，沒有因為改性乳化瀝青用量的累積而導致摩擦系數衰減幅度的增加。

滲水系數的測定

表4是1～14號車轍板正面經過霧封層處理前后滲水系數的變化情況。

表4 1～14號車轍板霧封層處理

1～4號為4塊參數相同的車轍板經過霧封層處理前后滲水系數變化的比較，車轍板油石比均為4.4%，車轍板成型時壓實次數為4～8次。對1、3號板進行兩次噴霧，第1次0.13 kg/m2，待霧封層成型后再噴霧0.13 kg/m2；對 2、4號板進行一次性噴霧 0.26 kg/m2。

由表4可以看出兩次噴霧和一次性噴霧的效果是相似的，經過霧封層處理后基本不滲水，只是個別壓實次數過少的車轍板還有明顯的滲水現象。

對15～18號車轍板采用了3種噴灑量，結果見圖3。

圖3 霧封層處理前后滲水系數

由圖3可以看出，經過霧封層處理后，車轍板的滲水系數大幅度降低，起到了良好的防水效果，滲水系數偏大的車轍板經過處理后，滲水系數降低的幅度也相對較大，因此對于滲水系數偏大的車轍板可以適當增加改性乳化瀝青的用量。

結論

（1）車轍板經過霧封層處理后，防水性能有明顯的改善，而抗滑性能則有所衰減，主要和改性乳化瀝青的用量相關。

（2）改性乳化瀝青在濃度為35%時，對于級配為AC-16，油石比為4.4%，碾壓次數為3～6、2～4的車轍板（30 cm×30 cm）噴霧用量為0.17 kg/m2即可起到良好的防水效果，同時表面的抗滑性能并沒有大幅度的衰減。

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