高速公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)霧封層技術(shù)應(yīng)用研究

文／京新高速公路張家口管理處 孫仲謀

0 引言

隨著高速公路的建設(shè)速度逐漸加快，出現(xiàn)早期損害的道路越來越多，傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)辦法往往是出現(xiàn)病害后才進(jìn)行處理，重復(fù)投入較大，需要的成本較高。相對(duì)對(duì)于傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)辦法，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)可以對(duì)癥采取保護(hù)性養(yǎng)護(hù)措施，防止微小病害進(jìn)一步擴(kuò)大，會(huì)很大程度上減輕傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)的弊端，養(yǎng)護(hù)成本大大降低，同時(shí)在改善路面質(zhì)量方面也得到了明顯提高[1]。目前預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)主要包括微表處、碎石封層、稀漿封層、霧封層和灌縫或填縫等技術(shù)，霧封層技術(shù)由于其施工工藝簡(jiǎn)單且成本較低在國(guó)內(nèi)應(yīng)用越來越廣泛。

1 工程概況

本項(xiàng)目為某高速公路養(yǎng)護(hù)工程，全長(zhǎng)5km，起訖樁號(hào)為K6+700～K11+700。路線總體走向自東向西，雙向6車道，路面使用一段時(shí)間后出現(xiàn)大量的早期病害，現(xiàn)決定對(duì)該路段實(shí)施霧封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，并在施工結(jié)束后對(duì)路面的滲透性能、抗滑性能和防水性能進(jìn)行檢測(cè)。

2 霧封層施工工藝

2.1 霧封層強(qiáng)度的影響因素

（1）霧封層養(yǎng)護(hù)劑的種類。在選擇養(yǎng)護(hù)劑的過程中要充分考慮施工的實(shí)際情況，不同霧封層道路養(yǎng)護(hù)劑的強(qiáng)度形成的速度會(huì)不一樣[2]。

（2）施工現(xiàn)場(chǎng)溫度。施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度對(duì)道路養(yǎng)護(hù)劑的活性有影響，進(jìn)而會(huì)對(duì)瀝青薄膜的形成速度造成一定影響，所以施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度需要保持在合適的范圍內(nèi)，這樣才能保證霧封層材料強(qiáng)度的形成。

（3）施工現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速。施工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)速應(yīng)適當(dāng)，風(fēng)度過大時(shí)將會(huì)影響霧封材料的噴灑同時(shí)還會(huì)加快瀝青薄膜強(qiáng)度形成的速度。

（4）施工設(shè)備。霧封層灑布機(jī)行駛的速度越大，振動(dòng)能越大，振動(dòng)能大小對(duì)霧封層材料強(qiáng)度的形成速度有一定影響，因此在施工過程中需要控制霧封層灑布機(jī)的行駛速度。

2.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）施工前應(yīng)做好準(zhǔn)備工作，包括對(duì)對(duì)施工的區(qū)域進(jìn)行交通管制，設(shè)置路障并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線；對(duì)攤鋪的霧封層材料進(jìn)行準(zhǔn)備，同時(shí)檢查和調(diào)試施工機(jī)械，確保施工能夠正常進(jìn)行[3]。

（2）對(duì)路面進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)路面上出現(xiàn)的較為嚴(yán)重的早期病害進(jìn)行修補(bǔ)，之后對(duì)路面進(jìn)行打掃和清洗，用空壓機(jī)將路面表面吹干后再將交通標(biāo)線用白色膠帶進(jìn)行覆蓋。

（3）確定霧封層材料的噴灑用量，調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)霧封層的噴灑用量與路面構(gòu)造深度有著密切的關(guān)系，通過試驗(yàn)研究結(jié)果我們可以確定基于構(gòu)造深度的含砂霧封層灑布量計(jì)算公式：

式中：EAR—單位面積霧封層材料使用量（kg/m2）；

TD—原構(gòu)造深度（mm）

由于瀝青路面的交通量、使用狀況、建設(shè)等級(jí)情況有差異，存在的一些未知因素都會(huì)對(duì)灑布量存在一定的影響，所以要對(duì)不同交通量和使用情況的路面的灑布量進(jìn)行修正。

在具體工程中，檢測(cè)原路面的構(gòu)造情況，確認(rèn)好理論灑布量。按理論灑布量對(duì)1m2進(jìn)行噴灑，觀察路面對(duì)于霧封層材料的吸收情況，如果材料在3～4min內(nèi)不能完全滲入到路表中去，說明用量過多，重新改變?yōu)⒉剂坷^續(xù)做上述試驗(yàn)直到找到一個(gè)合適的灑布量為止。

（4）開放交通時(shí)，應(yīng)保證粘結(jié)料充分反應(yīng)和硬化路面具有一定的強(qiáng)度，再對(duì)標(biāo)線上的保護(hù)膠帶和殘余材料清理后方可開放交通。

2.3 質(zhì)量檢測(cè)

施工完成后對(duì)路面的養(yǎng)護(hù)劑的滲透深度、抗滑擺值、構(gòu)造深度和滲水系數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，以此來評(píng)價(jià)進(jìn)行霧封層技術(shù)施工后路面的滲透性能、抗滑性能和防水性能。

（1）滲透性能

在通車7天之后，對(duì)試驗(yàn)路段進(jìn)行鉆芯取樣，并對(duì)養(yǎng)護(hù)劑的滲透深度進(jìn)行檢測(cè)。通過檢測(cè)結(jié)果，可以看出試驗(yàn)路段養(yǎng)護(hù)劑平均滲透深度均能到達(dá)5mm以上，養(yǎng)護(hù)劑可以滲入到路面結(jié)構(gòu)中并且可以將深層處老化瀝青還原，可以對(duì)路面的防水能力進(jìn)行有效的改善。

（2）抗滑性能

本次試驗(yàn)采用擺式儀和鋪砂法對(duì)施工前后的路面擺值和構(gòu)造深度進(jìn)行測(cè)定，進(jìn)而評(píng)價(jià)路面的抗滑性能。通過對(duì)試驗(yàn)路段施工前后的抗滑擺值進(jìn)行分析計(jì)算。可以得到抗滑擺值的平均值和方差，施工前后路面的抗滑擺值降低幅度很小，平均降低率只有12.5%，并且施工前后的抗滑擺值均大于41，滿足規(guī)范中的要求，施工后的抗滑擺值的方差從24降為23， 說明抗滑擺值得到了有效改善。

瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑施工前后的表面構(gòu)造深度如圖1所示。

圖1 瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑施工前后的表面構(gòu)造深度

通過對(duì)試驗(yàn)路段施工前后的構(gòu)造深度進(jìn)行分析計(jì)算。可以得到構(gòu)造深度的平均值和方差。經(jīng)分析，施工后路面的表面構(gòu)造深度明顯減小，總的平均值下降了15.7%，并且施工前后的構(gòu)造深度均大于0.55，滿足規(guī)范中的要求，同時(shí)施工后構(gòu)造深度的方差也有所降低，提高了路面宏觀構(gòu)造的均勻性，可以有效防止路面發(fā)生水損壞。

（3）防水性能

瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑施工前后的滲水系數(shù)如圖2所示。

圖2 瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑施工前后的滲水系數(shù)

根據(jù)該路段施工前后的滲水系數(shù)，可計(jì)算出該路段施工后滲水系數(shù)的平均值和方差。通過分析，施工前后路面的滲水系數(shù)明顯降低，試驗(yàn)段路面滲水系數(shù)的平均值降低了48.5%，同時(shí)施工后滲水系數(shù)的方差也有所降低，可以有效的防止路表自由水的滲透，提高了路面的防水能力和行駛質(zhì)量。

3 結(jié)語

本文依托實(shí)際工程，對(duì)出現(xiàn)早期病害的高速公路路面采用霧封層措施進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，并對(duì)工程實(shí)踐后路面的滲透性能、抗滑性能和防水性能進(jìn)行檢驗(yàn)。研究結(jié)果表明：

（1）霧封層處理后的路面養(yǎng)護(hù)劑平均滲透深度均能到達(dá)5mm以上，養(yǎng)護(hù)劑可以滲入到路面結(jié)構(gòu)中并且可以將深層處老化瀝青還原，增強(qiáng)路面的防水能力。

（2）高速公路路面在經(jīng)過霧封層施工后，路面其抗滑性能和防水性能都得到了改善，可以有效的解決路面松散和滲水問題，延長(zhǎng)了路面的使用壽命。