含砂霧封層在公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用研究

徐倩 鄭州路橋建設(shè)投資集團(tuán)有限公司

一、含砂霧封層的技術(shù)特點(diǎn)

含砂霧封層采用MasterSeal 瀝青濃縮封面料，比如改性乳化瀝青、陶土等材料，通過專用封層噴灑設(shè)備，將此類材料均勻噴灑到瀝青路面，形成一薄層，從而達(dá)到封閉路面路表微裂縫、防止雨水下滲的作用，同時(shí)還能增強(qiáng)路面抗滑能力，延緩路面瀝青老化，具有良好的施工效果。相比其他瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，含砂霧封層技術(shù)特點(diǎn)如下：

1.適用性強(qiáng)。含砂霧封層多用于路面早期病害養(yǎng)護(hù)，比如道路通車2～3 年，病害不太明顯的高等級公路。該技術(shù)成本低，可有效抑制路面病害發(fā)展，改善路面使用性能，保證路面技術(shù)狀態(tài)始終良好。

2.應(yīng)用范圍廣。含砂霧封層技術(shù)可用于嚴(yán)重瀝青老化的路面養(yǎng)護(hù)。作為一種性能優(yōu)良的瀝青路面養(yǎng)護(hù)封面料，MasterSeal 瀝青濃縮封面料可以通過自身的還原再生功能，改善并激活老化后的瀝青分子，促使路面硬化程度下降，消除因?yàn)r青流失而產(chǎn)生的多種病害。此外，在提高路面美觀性方面同樣具有顯著的效果。

3.使用性能良好。當(dāng)陶土、乳化瀝青等材料均勻拌和且噴灑到需養(yǎng)護(hù)路面后，將會(huì)形成一層良好的防滑面層，可以有效提升路面的防水和抗滑能力，進(jìn)而大幅提升路面行車舒適性和安全。

二、工程概況

某公路工程全長16.65km，起訖樁號為k509+798～k522+448，為雙向四車道，是一條重要的交通工程。隨著運(yùn)營通車時(shí)間的不斷增長，路面出現(xiàn)了一定程度的老化現(xiàn)象和病害問題，比如輕微裂縫、車轍、瀝青膜脫落等等。從病害情況分析，采用含砂霧封層預(yù)養(yǎng)護(hù)較為合適。

三、試驗(yàn)段原路面檢測及養(yǎng)護(hù)方案的確定

為確定含砂霧封層路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案是否合理，本文采取k51+000～k511+000 段為試驗(yàn)段，結(jié)合路面各項(xiàng)性能檢測數(shù)據(jù)，判定含砂霧封層施工的可行性。

1.構(gòu)造深度

為驗(yàn)證原路面構(gòu)造深度情況，本文采用鋪砂法進(jìn)行試驗(yàn)分析，試驗(yàn)段全長1000m，每隔200m 設(shè)一測點(diǎn)，通過原路面構(gòu)造深度檢測，可得結(jié)果如表1 所示。

根據(jù)表1 可見，原路面構(gòu)造深度范圍在0.31～0.42mm，相比相關(guān)規(guī)范要求≥0.55mm，無法滿足規(guī)定要求，表明原路面構(gòu)造深度不足。

2.摩擦系數(shù)

在路面摩擦系數(shù)檢測時(shí)，一般可采用擺式摩擦儀，同樣按照每隔200m 設(shè)測點(diǎn)，所得抗滑擺值檢測結(jié)果如表2 所示。

表2 為原路面摩擦系數(shù)檢測結(jié)果，通過檢測可知，原路面摩擦系數(shù)抗滑擺值范圍為45～51BPN，相比規(guī)范要求≥45BPN，雖均可滿足要求，但相對來講，摩擦系數(shù)偏低，需進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工。

3.滲水系數(shù)

本工程為雙向四車道，為檢驗(yàn)路面是否存在滲水情況，可采用滲水儀在上述測點(diǎn)進(jìn)行滲水系數(shù)檢驗(yàn)，所得結(jié)果如表3 所示。

由此可見，本工程存在一定滲水現(xiàn)象，但均在規(guī)范要求≤50mL/min 以內(nèi)，為提高路面抗?jié)B性能，可采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行處治。

經(jīng)上述分析，原路面存有少量橫向裂縫，構(gòu)造深度相對較低，已無法滿足規(guī)范技術(shù)要求。但摩擦系數(shù)和滲水性能基本可以達(dá)到要求，可滿足含砂霧封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工條件。

表1 原路面構(gòu)造深度檢測結(jié)果

表2 原路面抗滑擺值檢測結(jié)果

表3 原路面滲水系數(shù)檢測結(jié)果

四、含砂霧封層施工技術(shù)要點(diǎn)

1.封閉交通

為保證施工安全，施工前，需組織編寫交通安全保障方案，待審核通過后，可根據(jù)方案局部封閉行車道，并按照規(guī)定要求，在指定位置擺放安全施工標(biāo)志，提醒行人、車輛繞行。

2.原路面病害處理

通過現(xiàn)場路面勘查發(fā)現(xiàn)，原路面存在諸多病害。為此，應(yīng)在含砂霧封層施工前，先進(jìn)行原路面病害處治。比如，采用灌縫、挖補(bǔ)等措施進(jìn)行路面裂縫、坑槽處理。采用銑刨、填充等措施進(jìn)行路面車轍、擁包處理。填縫料盡可能采用高含量乳化瀝青和細(xì)砂均勻攪拌制作而成的材料，不得采用與霧封層材料產(chǎn)生不良化學(xué)反應(yīng)的材料。

3.原路面清掃

為了保證施工質(zhì)量，需在噴灑含砂霧封層材料前清理干凈道路表面層，一般可采用掃帚或鋼刷將有浮土的污染物或泥塊清理干凈，若清理難度較大，則可采用高壓清洗車沖洗。為避免污染道路輔助設(shè)施，需采用可重復(fù)利用的材料進(jìn)行覆蓋。

4.材料、設(shè)備準(zhǔn)備

材料和設(shè)備是保證工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵，施工前，要詳細(xì)檢查材料、設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、型號。針對施工材料，進(jìn)場前，要抽樣檢查乳化瀝青、細(xì)粒砂等材料的質(zhì)量，待質(zhì)量合格后才能用于施工。針對施工設(shè)備，詳細(xì)檢查設(shè)備的數(shù)量和運(yùn)行情況，提前試機(jī)，保證設(shè)備始終處于良好的工作狀態(tài)。含砂霧封層施工所需設(shè)備不多，但對灑布機(jī)的性能具有很高的要求。一般需采用專用設(shè)備進(jìn)行混合料噴灑，該工程采用大型高壓噴灑設(shè)備。設(shè)備容器罐容量不得低于6噸，并設(shè)有攪拌裝置，一方面，避免霧封層材料和砂料離析；另一方面，保證混合料均勻拌和，提高混合料質(zhì)量。針對不宜施工部位，則可采用小型設(shè)備。

5.灑布混合料

采用專用噴灑設(shè)備，含砂霧封層施工中，應(yīng)保證噴灑速度和噴灑量符合施工設(shè)計(jì)要求。在整個(gè)灑布寬度范圍內(nèi)，嚴(yán)控噴灑量，一般單、雙層噴灑量分別為0.9～1.2kg/m2、1.6～2.0kg/m2，確保整個(gè)噴灑過程均勻、一致。

6.局部修補(bǔ)

大型機(jī)械施工往往會(huì)存有遺留或死角問題，針對此類問題，可采用人工+小型設(shè)備進(jìn)行局部修補(bǔ)，最終保證整段工程噴灑量均勻、一致。

7.養(yǎng)護(hù)與交通開放

養(yǎng)護(hù)期間，禁止車輛和行人通行，避免對含砂霧封層成型效果造成不利影響。一般情況下，施工結(jié)束2 小時(shí)后，待路面強(qiáng)度和壓實(shí)度達(dá)到施工規(guī)定要求后，便可開放交通。

8.注意事項(xiàng)

第一，施工過程中，為避免含砂霧封層施工會(huì)污染周圍環(huán)境，需采取合理的措施加以保護(hù)。比如，通過覆蓋遮擋等方式保護(hù)道路沿線護(hù)欄、路緣石等。此外，還要及時(shí)清理施工所產(chǎn)生的各類廢棄物，避免污染周圍環(huán)境。

第二，施工當(dāng)天氣溫低于10℃，或路表溫度低于15℃，或下雨天，均不得進(jìn)行含砂霧封層施工。

第三，必須嚴(yán)格按照施工當(dāng)天天氣情況，合理控制養(yǎng)生成型時(shí)間。一般情況下，施工結(jié)束2 小時(shí)后即可開放交通。根據(jù)氣溫和施工現(xiàn)場具體情況，固化時(shí)間若為3～6小時(shí)，則雙層封閉交通時(shí)間需適當(dāng)延長，為4～8 小時(shí)，待各項(xiàng)指標(biāo)滿足施工規(guī)定后，才能開放交通。

五、含砂霧封層路面工后質(zhì)量檢測分析

為驗(yàn)證含砂霧封層路面施工效果，可結(jié)合工前檢測結(jié)果，采用同樣的試驗(yàn)方法在工后30 天進(jìn)行路面摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度及滲水系數(shù)檢測，檢測結(jié)果如下：

1.構(gòu)造深度檢驗(yàn)

采用鋪砂法檢測工后路面構(gòu)造深度，所得結(jié)果為0.55～0.62mm，可滿足規(guī)范要求≥0.55mm，同時(shí)，相比原路面構(gòu)造深度0.31～0.42mm，含砂霧封層施工后路面構(gòu)造深度得到了顯著提高，此外并未見“油皮”情況，大大提升了路面行車的安全性。

2.摩擦系數(shù)檢驗(yàn)

采用擺式摩擦儀檢測工后路面構(gòu)造深度，所得結(jié)果為69～78BPN，可滿足規(guī)范要求≥45BPN，同時(shí)，相比原路面摩擦系數(shù)45～51BPN，含砂霧封層施工后，有效提升了路面的摩擦系數(shù)，封閉了路面微小裂縫，提高了路面抗滑能力。

3.抗?jié)B系數(shù)檢驗(yàn)

通過滲水儀對工后路面滲水系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，各測點(diǎn)所得結(jié)果均為0，表明路面未見滲水現(xiàn)象，含砂霧封層施工后路面具有良好的抗?jié)B效果，有效填補(bǔ)了原路面微小裂縫和空隙，阻止了路表水下滲。

六、結(jié)束語

綜上所述，近年來，我國交通壓力日益增長，加之高溫、重載等因素的嚴(yán)重影響，很多瀝青路面出現(xiàn)了早期病害問題，如車轍、擁包、裂縫等，大幅降低了瀝青路面的使用性能。隨著科技的不斷進(jìn)步，大量新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)，含砂霧封層技術(shù)的應(yīng)用，可以封閉路面路表微裂縫，避免路面滲水和表面松散，延緩路面瀝青老化，改善路用使用性能，具有良好的施工應(yīng)用效果。