含砂霧封層技術在瀝青路面預防性養護的應用

陳忠

摘要：針對高等級公路出現的瀝青表面剝落等病害，通過對含砂霧封層技術簡述并實地結合試驗段進行含砂霧封層施工，分析含砂霧封層在提高瀝青路面養護階段性能的用途。結果表明，含砂霧封層作為一種預防性路面養護技術，可防止路表瀝青膜剝落引起的各種病害，并能起到美化路面外觀的作用。

關鍵詞：預防性養護；含砂霧封層；路面性能檢測；路面美化

中圖分類號：U418.6文獻標志碼：B

Abstract： Aimed at the asphalt spalling and other diseases that occur on highgraded highways， the purpose of using fog seal with sand cover in asphalt pavement maintenance was analyzed by introducing the fog seal technology and carrying it out in test section. The results show that as a pavement preventive maintenance technology， fog seal with sand cover not only prevents diseases caused by the asphalt spalling， but also beautifies the appearance of the roads.

Key words： preventive maintenance； fog seal with sand； pavement performance detection； road beautification

0引言

含砂霧封層作為一種預防性路面養護技術，由特種瀝青、細集料、聚合物改性劑和催化劑等組成，可滲入或流入至集料孔隙中，從一定程度上恢復路面瀝青粘聚力性能，填充原路面細微空隙，增加路面抗滲水能力；在公路、城市道路及停車場等各種路面中，可防止路表瀝青膜剝落引起的各種病害，并能起到美化路面外觀的作用[1]。本文結合試驗段進行含砂霧封層施工，根據施工后的路面性能檢測結果，分析含砂霧封層在提高瀝青路面養護階段性能的用途，為今后預防性養護措施的推廣應用提供依據。

1含砂霧封層特點、施工工藝和技術標準

1.1含砂霧封層的特點

（1） 含砂霧封層含有一定摻量的細砂，可滲透、填入到路面微裂縫中或空隙中，起到填充和封水的作用，提高路面抗滑能力[2]。

（2） 含砂霧封層含有聚合物改性劑等材料，能夠使路面瀝青性能得到一定程度的恢復，延緩路面瀝青的老化。

（3） 含砂霧封各種材料組成具有合理的配比，能夠在路面上形成保護層。

（4） 含砂霧封層獨特的科學配比可降低路面受到紫外線的侵襲和影響，對改善和恢復路面色澤的作用較為持久。

（5） 含砂霧封層是一種環保型瀝青施工技術，在生產和施工過程中不會產生對環境和人體有害的揮發物質。

（6） 含砂霧封層材料基本為水基性材料，具有不易揮發、無腐蝕和性能穩定等特點，在存放和使用方面的安全性較高。

1.2含砂霧封層施工工藝

1.2.1施工注意事項

（1） 現場準備。噴灑前，應將瀝青表層清掃干凈，去除所有異物（碎屑、泥土、砂礫等），用森林滅火器吹凈雜物，再用清水沖洗，且水分必須完全蒸發。含砂霧封層所用材料不能在雨天或霧天施工，施工前后的環境溫度必須在20 ℃以上。若路表溫度高于38.0 ℃，建議噴濕路面后再噴灑混合料，相對濕度最高不宜超過80%。

（2） 配套保護。清掃完畢后，根據委托方要求，若要保留原有標線，可用特定尺寸的膠帶保護好標線、箭頭、文字等，膠帶尺寸可根據標線尺寸定制。為了保護路緣石的清潔、綠化不受污染，需用擋板遮擋噴桿邊緣，以防止噴濺出的霧狀細料造成黑色污染。

（3） 噴涂層數。預防性養護應遵從“四合適”原則，即在合適時間、合適地點，用合適方法、合適材料進行預防性養護。對于路面構造深度較大的排水路面等可以噴涂3層混合料，以延長材料壽命。而對路面構造深度一般的路面（AC或SMA路面）可噴涂2層混合料。噴涂2層混合料的做法適合大部分高速公路。而構造深度很小的市政路面，亦可噴灑1層的混合料（1層較2層的維持壽命將減半或更多）。據不完全統計，含砂霧封層按2層的量噴涂于路面上，日交通量在5萬輛次的道路上，有效功能期為2～4年。在一條路的有效生命周期中，每隔2～4年噴灑1次，可延長道路的使用壽命2倍[3]。

（4） 噴涂后干燥。正常情況下噴灑完第1層，在干燥1 h后即可噴灑第2層，在陽光條件充足的情況下，2 h左右即可開放交通。

1.2.2施工步驟

（1） 含砂霧封層施工一般在當天進行瀝青與細集料的拌和，拌和過程中的環境溫度應控制在20 ℃～30 ℃之間。瀝青材料可于施工前1 d加入灑布車，進入罐車或者攪拌容器前需要進行過濾，防止瀝青中混入顆粒物質。

（2） 采用智能型瀝青灑布車噴灑乳化瀝青，根據現場實際情況合理選擇噴頭，以一定的灑布速度和噴灑量進行施工。灑布車應有良好的計量設施，確保按規定數量均勻地實施噴灑。根據需要的寬度開啟噴嘴數量，1次噴灑寬度可至3.75 m。

（3） 人工噴涂只限于小范圍使用。采用人工手持噴灑桿進行噴灑，如需噴灑第2層，應盡可能地沿第1層的垂直方向進行。

（4） 施工完畢后開放交通的時間須根據當日氣溫情況和交通情況及時調整，一般不宜小于2 h。

（5） 施工完應立即清洗瀝青灑布車，做到徹底清除固體殘留物，防止噴嘴堵塞影響到下次施工。

1.3含砂霧封層質量技術標準

含砂霧封層施工完后，應進行滲水、構造深度及摩擦系數試驗，以保證封層作用。含砂霧封層交工驗收檢測一般在通車1個月以后進行，各項指標應符合表1要求。

2含砂霧封層應用分析

為直觀反映含砂霧封層技術在工程養護中的應用效果，特選擇江蘇QY高速公路K150+000～K160+000上行段作為本項目含砂霧封層試驗段。含砂霧封層施工不但要滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004）及《公路瀝青路面養護技術規范》（JTJ 073.2—2001）等相關規范，而且含砂霧封層所用材料技術也要符合上述規定的要求[

45]。為方便項目開展，擬分別在路面施工前1個月與施工后的1個月、3個月、6個月、9個月、12個月6個時段，分別對含砂霧封層試驗路段進行路面性能檢測及對現場取芯試件進行室內性能測試，通過對相關技術指標的對比分析，綜合評定含砂霧封層技術的真實應用性能。

2.1瀝青室內試驗

通過對施工前1個月及施工后的1、3、6、9、12個月的路面進行鉆芯取樣，對芯樣沿厚度方向各取2 cm的瀝青混合料進行抽提試驗，對分離出的瀝青按照《瀝青混合料試驗規程》（JTG E20—2011）中的試驗方法[6]，分別進行針入度、延度、軟化點3項瀝青常規性能試驗，并對所取芯樣（4 cm切片）切割后進行馬歇爾試驗，試驗結果如表2、3所示。

對上述室內采集的試驗數據進行分析，結論如下。

（1） 從表3中可以看出含砂霧封層施工后的路面性能，比施工前老化瀝青性能（針入度、延度、軟化點）有一定程度的改善作用，且呈現出利于材料性能本身的提升或降低，可見含砂霧封層對老化瀝青路面的使用性能有較好的改善效果。

（2） 施工后的路面芯樣的馬歇爾穩定度和流值均大于施工前的路面芯樣物理指標，最大值發生在施工后12個月，穩定度性能分別提高了1.02倍和1.03倍。雖然提高幅度有限，但仍然看出該施工方式對原有瀝青路面高溫穩定性有一定的保持和改善功效。

2.2現場路用性能測試

依據JTG E60—2008與JTG F80/1—2004規范的相關要求[78]，對路用性能最為直觀的路面滲水系數、構造深度與摩擦系數進行了現場試驗檢測，測試結果如表4和圖1、2所示。

根據上述圖表，得出結論如下。

（1） 含砂霧封層施工前路面有一定程度的滲水，但能滿足相關技術規范的要求。施工后的路面滲水系數均一致為零，表明此時的路面表層已被徹底封住，路表水不再沿著路面往下滲水，進一步證明含砂霧封層技術對路面防滲性能的提升有很大的改善作用。

（2） 構造深度在含砂霧封層施工前后表現出“先降—后升—再微降（趨于穩定）”的變化特點。究其原因為：在施工后短期內，因含砂霧封層原材料所含大部分原劑仍滯留在路面而形成一層特殊的保護膜，致使路面構造深度下降明顯；此后隨著行車荷載的反復作用，該層保護膜被逐漸磨耗，從而使路面構造深度再次得到提升[9]。

（3） 摩擦系數在含砂霧封層施工前后也表現出“先降—后升—再微降（趨于穩定）”的變化特點。與路面構造深度原因幾乎相似，因含砂霧封層原材料所含大部分原劑仍滯留在路面而形成致使路面摩擦系數下降明顯的保護膜，但仍滿足摩擦系數不小于42的規范要求。伴隨行車荷載的累計作用，路面保護膜被不斷磨耗，路面抗滑性能才得以逐步恢復。施工后12個月的路面摩擦系數基本恢復到施工前摩擦系數水平，呈現出略有降低的趨勢，真實地反映了路面抗滑性能變化規律。

3結語

瀝青路面含砂霧封層在施工后短期內會引起路面抗滑性能暫時下降，盡管如此，所測抗滑性能指標仍能滿足規范要求。含砂霧封層對提高瀝青路面的抗滲性能尤為明顯，雖然施工短期內引起的構造深度和摩擦系數降低，但從長遠角度看，對老化瀝青性能依然有不同程度的改善作用，因此對瀝青面層也有相應的改善作用；抗滑性能在短時間偏低，之后有較大程度的恢復。相對其他改善路面病害的施工方法，該技術具有一定的革新性質，對于今后在國內開展大規模老路預防性養護有著較大的應用價值和實用意義。

參考文獻：

[1]李衛民，夏驥，李善強.霧封層技術的研究[J].廣東公路交通，2011（S1）：3945.

[2]楊波.瀝青再生霧封層技術的應用研究[J].山西建筑，2012，38（7）：144145.

[3]韓瑞民，彌海晨.霧封層性能研究[J].石油瀝青，2012（4）：3539.

[4]JTG F40—2004，公路瀝青路面施工技術規范[S].

[5]JTJ 073.2—2001，公路瀝青路面養護技術規范[S].

[6]JTG E20—2011，瀝青混合料試驗規程[S].

[7]JTG E60—2008，公路路基路面現場測試規程[S].

[8]JTG F80/1—2004，公路工程質量檢驗評定標準[S].

[9]王健德.霧封層技術在公路預養護中的應用[J].筑路機械與施工機械化，2015，32（5）：7174.

[責任編輯：杜敏浩]