預防性養護技術
——霧封層的質量檢驗與評定標準的研究

熊 亮， 扈惠敏

(1.安徽省交通控股集團有限公司，安徽 合肥 230088;2.合肥工業大學 土木與水利工程學院，安徽 合肥 230009)

預防性養護技術
——霧封層的質量檢驗與評定標準的研究

熊 亮1， 扈惠敏2

(1.安徽省交通控股集團有限公司，安徽 合肥 230088;2.合肥工業大學 土木與水利工程學院，安徽 合肥 230009)

霧封是將還原劑或再生劑等液體狀材料噴灑或涂刷在舊瀝青路面上。霧封可在舊的路面上形成一個密封保護再生層，預防及改善瀝青老化狀態，彌合細微裂縫，從而達到延長瀝青路面使用壽命、延緩大修期限的目的。安徽省高速公路上使用的霧封材料有：瀝青再生、環氧水性瀝青層、乳化瀝青霧封層、金熊油、魁封層等。該文對安徽省高速公路上應用的霧封層進行試驗檢測及使用效果調查，在此基礎上提出霧封層的質量檢測與評定指標，其檢測項目包括：抗滑性能、剝落率、滲水系數、寬度。霧封施工后，不能降低路面的安全性，其摩擦系數要求≥45；同時對霧封層耐久性提出要求，1年脫落率≤10%。

預防性養護；瀝青路面；霧封；質量檢驗；質量評定

瀝青路面在使用過程中,在陽光、溫度、空氣等大氣因素的作用下，瀝青中的輕質組分逐漸揮發，并不斷發生氧化聚合反應，使瀝青中的油分、樹脂逐漸減少，瀝青質相對增多，瀝青路面出現老化。隨著老化現象的發展，瀝青變脆,瀝青路面的抗變形能力降低，在行車荷載和溫度作用下，易產生裂縫。這些裂縫初期比較細微，不易發現，如果不及時處理，將會迅速發展。由于裂縫的存在，雨水易下滲入基層、路基結構層，使路基軟化，承載力降低，加劇整個路面結構的破壞。瀝青路面在使用過程中，還存在瀝青膜被車輪輪胎磨損、剝落的現象。霧封層(或瀝青路面密封劑封層)就是將專門研制的還原劑或再生劑等通過一定的技術手段噴灑在已經老化的瀝青路面上。使用瀝青路面密封劑對路面進行預防性養護，可在舊的路面上形成一個密封保護再生層，預防及改善瀝青老化狀態，彌合細微裂縫，從而達到延長使用壽命，延緩大修期限的目的。基于這樣的想法，國內外開始研發可用作路面密封劑的材料，如瀝青再生、瀝健、環氧水性瀝青層、乳化瀝青霧封層等，都有類似的功能[1-3]。安徽省在高速公路預防性養護中，也大量使用霧封技術。為控制工程質量，對于施工完成的霧封層都應進行質量檢驗與評定，但我國《公路工程質量檢驗評定標準》主要用于新建道路，其中無霧封層項目，其他省份陸續出臺針對養護工程質量檢驗與評定的地方規定，但霧封層的檢驗指標并不完善[4-9]。通過對安徽省已完工的霧封層進行調查，其抗滑能力及抗剝落能力是影響其使用性能的關鍵指標，本文在試驗檢測及路況調查的基礎上，建立霧封層的質量檢驗與評價指標體系，為養護工程質量管理及質量控制提供依據。

1 乳劑型材料霧封層

1.1 材 料

霧封材料采用乳劑型材料(技術指標見表1)。乳劑型材料具有良好的防水密封作用，適用于瀝青路面孔隙率偏大引起的滲水現象。 根據路面實際情況和要求，也可以摻加適量的緩凝或促凝劑、儲存穩定劑以及增粘劑等添加劑。

表1 霧封層改性乳化瀝青技術指標

1.2 施工工藝

(1) 對原路面的要求：原路面必須有足夠的結構強度。原路面整體結構強度不足的，必須根據具體情況選擇合適的方法進行補強，滿足強度要求后方可進行霧封層施工。霧封層可以消除路面原有的細小裂縫。如果裂縫寬度大于3 mm，應事先做好灌縫處理；根據路面的調查情況，在坑槽(修補后)和孔隙率較大的滲水局部部位整體噴灑或涂刷還原劑，并撒上抗磨砂，抗磨砂嵌進路面空隙中，提高路面的摩擦使路面更加耐用，養生期滿后，再采用灑布車將霧封層統一灑布完成。

(2) 設備：霧封層施工設備應采用技術先進、性能可靠的全自動瀝青噴灑車進行機械化施工。該類設備應配備計算機控制系統，同時擁有獨立的操作油泵、速率計、壓力表、計量器、材料測溫計、氣泡水準儀和軟管、雷達測速等設置，可根據施工要求控制灑布量，隨機調節灑布寬度，以提高工作效率和施工質量。

(3) 霧封層灑布量的確定：取一定體積(1 L)霧封層乳液均勻的倒在1 m2的面積上，此時灑布量為1 L/m2。如果乳液在2～3 min之內還不能滲入到路表中去，則應該適當降低灑布量；繼續做上述試驗直到找到一個合適的灑布量為止。如果第一次試驗后，路表看起來還能吸收更多的乳液，則可提高灑布量重復上述試驗直到找到合適的灑布量為止。

1.3 質量檢驗

霧封層施工完后，應進行抗滑試驗、構造深度試驗、滲水試驗，保證封層起作用(檢測數據列于表2中)。噴灑霧封層后，摩擦系數略有降低(施工前為54)，構造深度略有增加(施工前為0.65 mm)。施工霧封后路面滲水系數明顯降低(施工前滲水系數為74 ml/min)，說明施工霧封后封閉了細微裂縫與空隙，路面表層基本密實、不滲水。

表2 霧封路段檢測數據

剛完工后的霧封層，顏色黑亮，瀝青膜完好。但經2年多時間行車后，部分霧封層從外觀上已無法識別，同未施工霧封路段色澤相近，存在剝落現象。

2 環氧水性瀝青層

環氧水性瀝青材料是由多種橡膠共同復合對瀝青進行改性、配制而成的環氧瀝青防水材料。安徽省六武高速公路霧封材料采用的是環氧水性瀝青層。霧封層施工完成后，檢測摩擦系數、構造深度及滲水系數指標(表3～表5)。試驗路段摩擦系數大于等于45，構造深度測值為0.68、0.70，路面不滲水。

表3 環氧水性瀝青層摩擦系數

表4 環氧水性瀝青層構造深度

表5 環氧水性瀝青層滲水系數

3 再生劑類霧封層

3.1 魁封層CAP

CAP是一種含活化物的冷混合瀝青還原劑，具有雙組分，可根據路況來決定兩種組分的摻配比例，CAP對老化的瀝青路面、橋面進行滲透和粘結，激活老化瀝青膠質恢復其原有活性、粘結性和彈性，使老化瀝青路面或橋面形成新的保護層，從而提高瀝青路面的抗疲勞性能，改善瀝青路面的使用功能，延長路面或橋面的使用壽命。魁封層適用范圍：CAP適用于瀝青表面層輕度到中度細料損失、麻面、剝落、松散、滲水、微裂縫、瀝青老化等引起的路面破壞。在六武高速公路預防性養護工程中施工2.8 km，采用瀝青灑布車噴灑。

魁封層施工前后對路面摩擦力、構造深度和滲水系數進行了檢測，其結果見表6所列。

表6 魁封層施工前后路面性能檢測結果

魁封層施工前后路面摩擦系數、構造深度下降，魁封層施工后路面構造深度下降幅度比擺值下降幅度大。但摩擦系數能滿足≥45的要求。通車1年后，再次對魁封層進行檢測與評價，檢測結果見表7所列。

表7 魁封層路面表層檢測結果

魁封層施工1年后路面不滲水，路面平整度、車轍均良好，但魁封層部分路段有少量脫落現象。

3.2 金熊油R(Reclamite)

金熊油R(Reclamite)是由瀝青中各種不飽和烴質成分組成的一種粉紅色的液體，不含有瀝青質，是純粹的瀝青性能還原劑。金熊油霧封層具有以下特點：① 恢復路面表層老化瀝青中5種成分的平衡，改善其針入度、延度、軟化點等指標，延長路面使用壽命。② 密封路面，阻止水分、濕氣下滲，減緩瀝青氧化，減緩剝落、松散等病害的發生。③ 通過補充瀝青中失散的化學成分，提高面層瀝青的耐久性，恢復瀝青與骨料的裹覆能力。④ 使用量根據路面的新舊程度而變化，即路面越新，老化程度越小，則使用量也越少，預養護的成本就越低。該材料在六武高速公路路面預防性養護工程實施1 800 m。

施工工藝：① 確定灑布量：為了確保金熊油再生劑的準確用量，需對施工路面進行吸收率測試。測試方法如下：選擇路面的代表區域，如汽車輪跡處，清掃干凈；用粉筆在路面上標示出三個50 cm×50 cm的正方形；根據經驗選擇分別選用0.25 L/m2、0.32 L/m2、0.40 L/m2三個值測試路面吸收率，用量杯量出每個測試區所需的試液(金熊油原液與水按照1∶1調配)，倒入測試區域，用毛刷涂抹均勻；記錄涂抹結束的時間，觀察測試區25 min后的吸收效果。當測試區的試液在25 min后已有90%下滲且表面呈黑色，即該用量為最佳吸收率。金熊油霧封層灑布量控制在0.30～0.45 kg/m2，具體根據施工段落實際情況進行調控，但不得低于灑布量控制值。② 撒砂：為了縮短交通封閉時間，盡快開放交通，可在養生2 h后適量灑布抗滑砂。

金熊油施工1 a后，檢測路面摩擦系數、滲水系數等指標，檢測結果見表8所列。

表8 金熊油1 a后路面檢測結果

金熊油施工1 a后路面不滲水，構造深度和摩擦系數略有增加，從短期應用效果來看，金熊油施工性能良好。

3.3 瀝青再生技術

瀝青再生(RejuvalSeai)劑是一種多種成分按一定比例合成的瀝青路面再生密封劑，它能迅速滲入瀝青路面并與其溶為一體，補充或增加瀝青所需油性物質，恢復老化瀝青活性，并且能在瀝青路面表面形成一層保護層，抵御水、陽光、化學物品對瀝青路面的侵蝕。該材料在六武高速公路實施1 985 m。

施工工藝：① 確定試驗路段瀝青再生用量：在試驗路段附近原路面上選取A、B、C共3個試驗點，用相同用量的瀝青再生(Rej uval SeaITM)分別涂刷在面積大小各異的瀝青路面上，待24 h瀝青再生(RejuvalSealTM)完全干固后測試各試驗塊的滲透深度，以滲透深度在l cm以上的瀝青再生用量為最合適的施工用量。② 噴灑瀝青再生(RejuvalSealTM)后1～2 h，對需增加路面抗滑能力的路段，灑上黑色礦料(不含鐵質)，并用掃帚掃勻，做到無花白、無重疊現象。

瀝青再生施工前后對路面摩擦力、構造深度和滲水系數進行檢測(表9)。

表9 再生施工前后路面性能檢測結果

瀝青再生施工后路面摩擦系數、構造深度下降，路面構造深度下降幅度較大，但摩擦系數指標能滿足使用要求。通車1 a后，對瀝青再生路段路面性能進行檢測、評價，檢測結果見表10所列。

表10 瀝青再生施工1a后路面性能檢測結果

瀝青再生施工后路面不滲水，但擺值和構造深度有較大幅度降低，仍能滿足相關要求。施工1 a后，路面構造深度有少許回升，這同瀝青再生的部分磨損有關。

瀝青再生施工后路面抗滑值降低幅度較大，為改善其抗滑性能，應采用噴砂抗滑等措施。

4 質量檢驗與評定

霧封層的主要作用是封閉瀝青路面表面的微裂縫與空隙，延緩瀝青老化，具有再生功能的材料還可以部分恢復老化瀝青的性能。根據霧封層的功能要求，霧封的檢驗指標應主要包含：評價路面密實程度的滲水系數，體現行車安全性的抗滑性能。在以往工程管理中，霧封層主要是這兩方面的指標。通過課題組的路況調研，霧封層易存在耐久性不足的問題，應用1～2 a后部分路段出現明顯的剝落，失去作用。故檢驗指標中應體現霧封材料的耐久性，本文提出剝落率指標。

實施霧封層后，路面摩擦系數會降低，但仍能滿足安全行車的要求，根據檢測數據分布水平，摩擦系數(BPN)要求≥45，在彎道路段或對行車安全有更高要求的路段，應采用噴砂等措施，增大摩擦系數。滲水系數是衡量路面密實性的指標，依據檢測數據，除乳化瀝青作為霧封材料的路段，其他霧封層路段，滲水系數均為0，檢驗標準定為10 ml/min 。根據檢測數據及實際路況調查結果，確定了霧封層的實測項目及指標值、權重。

工程完工后1～2個月時，將施工全線以1～3 km作為一個評價路段進行初步質量檢查驗收，1 a后檢測剝落率指標，完成質量評定，檢查項目、頻率、要求及方法如表11所列。

表11 霧封層實測項目

外觀要求：① 表面應灑布均勻，無條痕，無泛油、無脫落等現象，不污染標線及其他構造物。② 邊線連續、平直。

5 結束語

(1) 霧封是將還原劑或再生劑等液體狀材料噴灑或涂刷在舊瀝青路面上，安徽省高速公路上使用的霧封材料有：瀝青再生、環氧水性瀝青層、乳化瀝青霧封層、金熊油、魁封層等，都有類似的功能。

(2) 在對安徽省高速公路上應用的霧封層進行試驗檢測及使用效果調查基礎上，提出霧封層的質量檢測與評定指標，其檢測項目包括：抗滑性能、剝落率、滲水系數、寬度。

(3) 實施霧封層后，路面摩擦系數會降低，但仍能滿足安全行車的要求，根據檢測數據分布水平，摩擦系數(BPN)要求≥45，在彎道路段或對行車安全有更高要求的路段，應采用噴砂等措施，增大摩擦系數。

(4) 滲水系數是衡量路面密實性的指標，依據檢測數據，除乳化瀝青作為霧封材料的路段，其他霧封層路段，滲水系數均為0，檢驗標準定為10 ml/min 。

(5) 通過對實體工程的路況調研，霧封層易存在耐久性不足的問題，應用1～2 a后部分路段出現明顯的剝落，故檢驗指標中應對霧封層耐久性提出要求，1 a脫落率≤10%。

[1] 韓 民.瀝青路面含砂霧封層在高速公路養護中的應用[J].中國新技術新產品，2011(24):45～46.

[2] 蘇衛國.保證瀝青路面霧封層施工后抗滑性能試驗研究[J]．中外公路，2011,31(2):58～61.

[3] 張理斌.瀝青路面竣工驗收中抗滑橫向力系數標準研究[J]．山西建筑，2012,38(26):155～156.

[4] JTG F80/1-2004,公路工程質量檢驗評定標準(第一冊土建工程)[S]．

[5] JTG H10-2009,公路養護技術規范[S].

[6] DB32/T944-2006，高速公路養護質量檢驗評定 (江蘇省地方標準)[S].

[7] GLB sz-24-2006,上海市公路大中修工程質量檢驗評定標準[S].

[8] HNGSYH 002-2008，湖南省高速公路養護工程質量檢驗評定實施指南[S]．

[9] DB13∕T1018-2009，河北省高速公路養護工程質量檢驗評定標準[S]．

2016-10-28；修改日期：2016-10-31

安徽省交通科技進步計劃項目(201435)

熊 亮(1976-)，男，安徽六安人，安徽省交通控股集團有限公司高級工程師．

U416.217;U418.6;U418.8

A

1673-5781(2016)05-0685-05