霧封層技術(shù)在高速公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用研究

王志英 趙緒濤

(1.陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 漢中 723102; 2.中交三公局第二工程有限公司，北京 100023)

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霧封層技術(shù)在高速公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用研究

王志英1趙緒濤2

(1.陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 漢中 723102; 2.中交三公局第二工程有限公司，北京 100023)

結(jié)合大廣高速公路養(yǎng)護(hù)工程實(shí)例，探討了霧封層材料技術(shù)要求與灑布量確定方法，并闡述了霧封層的施工工藝流程，提出了霧封層路用性能的檢測(cè)措施，旨在保證霧封層施工達(dá)到最佳的效果。

霧封層技術(shù)，灑布量，路用性能，施工工序

0 引言

霧封層技術(shù)是一種有效的瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。它是直接在道路表面噴灑霧封層材料，為道路迅速地提供一個(gè)黑色的表面；霧封層材料滲入到瀝青混凝土后能夠在瀝青路面形成一層嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)層，可以封閉道路表面的孔隙以及微裂縫，防止水分和空氣進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)中而引起路面結(jié)構(gòu)的破壞，對(duì)3 mm以下的裂縫有自動(dòng)愈合的作用[1-4]；此外，霧封層還能穩(wěn)住道路表面松散的骨料以防止其進(jìn)一步的松散，可以保護(hù)或修復(fù)路面因老化所損失的粘結(jié)料，減少路面的老化和風(fēng)化作用，提高路面結(jié)構(gòu)層瀝青的活性，增加混凝土內(nèi)部的粘結(jié)力；霧封層能延遲路面其他病害的出現(xiàn)，維持路面的使用功能，延長(zhǎng)道路的使用壽命[5-8]。

大廣(大慶至廣州)高速公路的廣東省段于2015年年底通車，該段處于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均降雨量達(dá)1 200 mm左右，自通車以來(lái)，承擔(dān)了相當(dāng)大的重交通流量，有效緩解G105國(guó)道的交通壓力，進(jìn)一步加強(qiáng)了省會(huì)廣州與粵北地區(qū)及江西等省份的交通聯(lián)系。由于公路瀝青上面層厚度較薄，加之行車荷載及環(huán)境的影響，部分路段存在滲水性差等問(wèn)題，需采取一定的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，減少外部因素對(duì)路面結(jié)構(gòu)的損害，提高道路使用壽命。本文結(jié)合大廣高速公路廣東省段養(yǎng)護(hù)工程實(shí)例，對(duì)霧封層技術(shù)及其工程應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 霧封層材料技術(shù)要求及灑布量確定

1.1 霧封層材料技術(shù)要求

霧封層材料由乳化瀝青、水、改性劑、成膜劑和添加劑等按照一定的比例混合制備得到。1)乳化瀝青必須為陽(yáng)離子類型，破乳速度建議采用快裂型，霧封層用乳化瀝青對(duì)乳液粒度要求較高，建議采用0.6 mm的篩孔對(duì)乳液的篩上剩余量進(jìn)行檢測(cè)。2)水必須達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，且不得含有不溶性雜質(zhì)，pH值需控制在6～8左右。此外霧封層用水在使用前還應(yīng)檢測(cè)與乳化瀝青的相容性，若無(wú)法滿足相容性試驗(yàn)要求，則不得使用。3)改性劑通常采用SBR膠乳，摻量一般在10%以上。4)成膜劑一般采用醇類，用于提高乳液的穩(wěn)定性和均勻性，有利于霧封層的成型。5)添加劑應(yīng)根據(jù)路面的實(shí)際情況及工程的特殊要求使用，常用添加劑包括再生劑、緩凝(促凝)劑、儲(chǔ)存穩(wěn)定劑和增粘劑等[9-12]。

霧封層材料技術(shù)要求見(jiàn)表1[13,14]。霧封層在使用前，其儲(chǔ)存時(shí)間不應(yīng)超過(guò)24 h，以免產(chǎn)生沉淀。若霧封層材料產(chǎn)生沉淀，則應(yīng)停止使用。

表1 霧封層材料技術(shù)要求

1.2 霧封層的灑布量確定

霧封層的灑布量非常關(guān)鍵。灑布量偏多，原路面摩擦系數(shù)就會(huì)降低，造成車輛在路面上打滑，影響行車安全；灑布量偏少，則起不到霧封層激活老化瀝青的作用。因此在施工前應(yīng)進(jìn)行實(shí)地灑布試驗(yàn)確定霧封層合理的灑布量。

在現(xiàn)場(chǎng)選取四處0.5 m×0.5 m的面積進(jìn)行，試驗(yàn)前分別對(duì)四個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行滲水系數(shù)和摩擦系數(shù)檢測(cè)，然后分別選用0.5 kg/m2,1.0 kg/m2,1.5 kg/m2和2.0 kg/m2共計(jì)四個(gè)灑布量進(jìn)行灑布試驗(yàn)。2 d后再次進(jìn)行滲水系數(shù)和摩擦系數(shù)檢測(cè)，試驗(yàn)前后數(shù)據(jù)對(duì)比如表2所示。

表2 灑布前后試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表

從表2中可以看出，進(jìn)行霧封層養(yǎng)護(hù)處理后，瀝青路面的抗?jié)B水效果有了明顯的提升，四個(gè)灑布量的滲水系數(shù)均滿足規(guī)范要求的不小于300 mL/min；瀝青路面的摩擦系數(shù)則隨灑布量的增加呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì)，路面抗滑性能降低。

從試驗(yàn)過(guò)程來(lái)看，隨著灑布量的增加，需要分多次涂刷到道路表面才可以。在灑布量不大于1.0 kg/m2時(shí)，只需兩次就可以將霧封層乳液均勻的涂刷到指定區(qū)域內(nèi)；當(dāng)灑布量大于1.0 kg/m2時(shí)，需要分多次才可以，且每次涂刷需間隔5 min～10 min不等，乳液量太多，無(wú)法全部滲入到路面空隙中，而在表面以液體形式存在。2 d后對(duì)四處不同灑布量表面進(jìn)行觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，在灑布量不小于1.0 kg/m2的地方，表面存有較厚的瀝青層。因此建議實(shí)際霧封層施工時(shí)的灑布量應(yīng)小于1.0 kg/m2。

2 霧封層施工及性能檢測(cè)

2.1 霧封層施工工序

取大廣高速公路廣東省段滲水較大路段進(jìn)行霧封層養(yǎng)護(hù)，施工工藝采用分層灑布(灑布兩遍)：1)灑布前保持路面處于潔凈、干燥狀態(tài)，并對(duì)路面標(biāo)線進(jìn)行覆蓋，以免標(biāo)線受到污染；2)選取合適施工寬度，通過(guò)專業(yè)霧封層施工機(jī)械將霧封層材料均勻地噴灑到路面上，第一遍按0.23 kg/m2～0.3 kg/m2的灑布量進(jìn)行灑布，光化干燥1 h～2 h后進(jìn)行第二遍灑布，灑布量采用0.3 kg/m2～0.4 kg/m2；3)灑布完成后進(jìn)行封閉養(yǎng)護(hù)，保證霧封層的成型效果，施工后2 h左右即可開放交通。施工過(guò)程及施工效果圖如圖1和圖2所示。

2.2 霧封層路用性能檢測(cè)

2 d后對(duì)霧封層施工路面進(jìn)行路用性能檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表3。

從表3中可知，兩段霧封層施工路面的滲水系數(shù)均達(dá)到設(shè)計(jì)值(≤300 mL/min)的要求。表明：噴灑霧封層乳液后，乳液滲入到路面空隙中，充分濕潤(rùn)集料表面和瀝青膜，快速破乳使水分蒸發(fā)，在路面內(nèi)部的集料表面和瀝青膠結(jié)料表面形成新的保護(hù)膜，有效封住空隙，防止水分下滲，改善路面的抗?jié)B水性能。

表3 霧封層施工路段性能檢測(cè)

樁號(hào)滲水系數(shù)/mL·min-1摩擦系數(shù)/BPNZK155+67026757ZK155+69011774ZK162+93010754ZK163+12016059設(shè)計(jì)值≤300≥45

兩段霧封層路面的摩擦系數(shù)(BPN)值較施工前有所降低但仍在許可范圍內(nèi)，路面抗滑性能良好。抗滑性能有所降低主要是因?yàn)殪F封層施工后，在乳液破乳后在瀝青路面層形成一層薄的保護(hù)油膜，在開放一段時(shí)間交通后，經(jīng)車輛作用面層表面的保護(hù)膜破壞后，路面的抗滑性能將會(huì)恢復(fù)到之前狀態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

在滲水較大的路段采用霧封層施工可以有效的改善路面抗?jié)B水性能，同時(shí)不會(huì)對(duì)路面其他性能指標(biāo)產(chǎn)生較大影響。在進(jìn)行霧封層施工前應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定合理的灑布量及灑布方式等，保證霧封層施工達(dá)到最佳效果。霧封層施工后路面的抗滑性能會(huì)有所降低，需對(duì)養(yǎng)護(hù)路段通車后的抗滑性能做持續(xù)觀測(cè)，同時(shí)對(duì)于抗滑性能要求較高的路段應(yīng)謹(jǐn)慎使用。

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Application studying of fog seal technology in expressway maintenance engineering

Wang Zhiying1Zhao Xutao2

(1.ShaanxiInstituteofTechnologyofProfessionofAviation,Hanzhong723102,China; 2.ThirdHighwayEngineeringCompanyofCCCC,SecondEngineeringCo.,Ltd,Beijing100023,China)

Combining with the Da-Guang highway maintenance engineering examples, this paper discussed the fog seal materials technology requirements and spraying amount determination method, and elaborated the construction process of fog seal, put forward the detection measures of fog seal road performance, to ensure the best effect of fog seal layer construction.

fog seal technology, spraying amount, road performance, construction process

1009-6825(2017)09-0114-03

2017-01-18

王志英(1979- )，女，高級(jí)講師; 趙緒濤(1980- )，男，高級(jí)工程師

U418.4

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