瀝青路面封涂層在高速公路養護中的應用

張玉云

（武威公路事業發展中心高速公路養護所，甘肅 武威 733000）

0 引言

G30連霍高速古永段公路2002年建成通車，是國家高速公路網連接東西方向重要的交通經濟主干線，全長112.9km，雙向四車道。隨著運營年限的逐步增加，路面不同程度出現一些病害，期間對部分路段雖進行過中修，但仍有部分路段路面存在裂縫、麻面、細集料老化散失、滲水大、抗滑性能差等問題。為了阻止病害的進一步擴大，延緩使用年限，2017—2021年武威公路事業發展中心高速公路養護所對此類病害，引進了STAR瀝青路面封涂層進行了預防性修復處治，處治后路面滲水、抗滑效果明顯。因此，本文可為STAR瀝青路面封涂層在高速公路路面預防性養護中大范圍推廣使用提供參考。

1 瀝青路面封涂層材料

STAR瀝青路面封涂層是美國進口的高端材料，是一種以精制煤焦油瀝青乳液為主，添加了橡膠類高分子聚合物與表面活性劑的混合物。其中含有煤焦油瀝青，礦物填料和表面活性劑，當噴涂在瀝青路面后，表面會形成一層耐久、耐磨、有彈性和優質抗濕性的保護層，保護瀝青路面不受空氣氧化與紫外線輻射的侵害，保護瀝青路面不受水、鹽和氣候等物質的滲入，保護瀝青路面不受各類化學物質品的侵蝕軟化。

2 瀝青路面封涂層材料的性能特征

STAR瀝青路面封涂層具有以下出色的特性：

2.1 防滑性

瀝青路面封涂層是在原路面上，用專用噴涂設備在一定的壓力下噴涂出厚約1mm的帶石英砂細骨料的高懸浮性黑色乳液，由于添加了耐磨性細骨料（石英砂），瀝青乳液在充分裹覆骨料后，增大了瀝青路面的防滑系數，使路面表面防滑性能增加，而細骨料石英砂含硅量在95%以上，非常堅固耐磨，可以增加路面抗滑性能。

2.2 防水性

瀝青路面封涂層材料具有優質抗濕性、抗水性，當路面噴涂封涂層后形成一層保護層，其封住路面表面水分，阻止水滲入路面深層，隔絕水分滲入，從源頭處消除水損壞隱患。

2.3 防老化性

瀝青路面封涂層是以高溫精煉煤瀝青作為基質，故對路面有較好的防護性能，可有效防止紫外線對路面的侵害，防止路面老化。

2.4 防油性

瀝青路面封涂層是高溫精煉的煤瀝青封涂層，與傳統的石油為基質的燃油有較大區別，為惰性物質，不易被分解，無揮發，噴涂后形成一層黑色涂層，隔離了機油、柴油、汽油的滲入，不但可以防滲入，還可洗去各種化學物質。

2.5 防化學物質

冬季降雪，積雪覆蓋路面，養護人員灑布融雪劑，融雪劑同樣會腐蝕路面，瀝青路面封涂層可隔絕油類、酸類、鹽類、酒精等氣體物質對路面的損壞。

2.6 施工方便快捷，綠色環保

該材料使用專用噴涂設備進行施工，施工工作效率高，不會產生廢棄物，而細骨料結構可降低噪音。又因材料中含有煤焦油瀝青，將此材料噴涂在瀝青路面上，路面更加黑亮，噴涂后的路面美觀程度大大提升，美化如新。同時，施工無需中斷交通，車輛可正常行駛。

3 瀝青路面封涂層使用范圍

STAR瀝青路面封涂層是一種用于預防性養護的材料，主要用于瀝青路面相對平整，路面無結構性破損的路段，是對路面早期出現的病害進行的保養，適用于小于3mm的輕微裂縫，瀝青路面與粒料粘結力不足出現的細集料散失，瀝青路面壓實度不足空隙率偏大出現的滲水。這些病害如果能盡早進行養護處治，會防止瀝青路面的老化，預防病害擴大，恢復其原有性能，延長路用壽命。

4 施工工藝

4.1 施工前準備工作

（1）施工前確定好施工路段，計算噴涂面積，根據噴涂面積準備好所需材料及用量：煤焦油瀝青乳液、石英砂、水、快干劑等材料，材料符合施工要求。

（2）嚴格按照GB5768.4—2017《道路交通標志和標線 第4部分：作業區》中高速公路作業區布置要求，規范布置安全施工作業區域，去除路面浮塵、石屑、泥沙等雜物，使路面干燥，無油污，徹底清潔路面后，用塑料膠膜對路面標線進行保護以防污染，同時為防止造成黑色污染，對橋梁防撞墻、路緣石、護肩墻等采取遮擋措施，以免濺出細料將其污染。

4.2 配制混合料

STAR瀝青乳液是從美國生產運抵國內，在運輸國內后有一定的存放時間，期間會出現沉淀現象，因此需將每桶瀝青乳液攪拌均勻后才可吸入專用噴涂設備罐中。專用噴涂設備罐中帶有強制性攪拌功能。按照參配比例將水加入攪拌器保持中速運轉，勻速加入石英砂。路面情況不同，石英砂的參配比例不同，根據路面狀況確定砂的比例，其混合料配合比例如表1所示。添加量最高不超過50%，添加完石英砂蓋緊容器罐蓋子快速攪拌10min后，再中速攪拌，保持混合料的均勻性，讓瀝青乳液充分裹覆到石英砂上。

表1 高速公路建議混合料配合比例

4.3 噴涂

根據高速公路路面狀況，確定噴涂區域及施工行走方向，施工前對專用噴涂設備的每個噴嘴進行嚴格檢查，不能有堵塞現象，經檢查達到暢通無阻后，設定噴涂的位置、噴涂的寬度、噴涂行走速度、噴涂量、噴涂壓力等相關參數，設定好參數后，按現場負責人口令進行勻速行進、均勻噴涂。一般情況下第一層噴涂完后待光化干燥1h后即可進行第二層噴涂，第二層應沿第一層垂直方向噴涂，提高噴涂的勻均性，噴嘴開啟數量依據路面寬度確定，正常情況下高速公路半幅噴涂寬度按3.75m設定，噴涂量控制在每分鐘200～210kg，噴涂時行走速度控制在每小時為3.2～3.5km，混合料用量控制在每平米1.5kg，確保噴涂路面完全被覆蓋和噴涂均勻。噴涂完畢后，人工對機械噴涂不到位的邊角位置進行勾邊涂刷，以保證混合料的覆蓋質量與邊線美觀。

4.4 養生

施工完畢后，保留一定的養護時間，正常情況下用試紙檢測，路面干涸不黏時，揭去標線上覆蓋的塑料膠膜后，開放交通。開放交通時間應保證路面溫度在零上10℃～37.8℃之間、濕度不高于80%，低于60%的條件下，在陽光照射情況下，約4～6h后開放交通。

5 瀝青路面封涂層應用效果

5.1 施工效果對比

經過連續5年的實施，對不同路段進行觀測和檢測對比，實施過封涂層路段的滲水系數呈下降趨勢，施工前滲水系數平均為108mL/min，施工后為“0”，施工六個月后觀測仍為“0”，在最冷的冬季滲水系數為2.2mL/min，這是由于冬季低溫凍裂的原因，由此可見，防滲水效果顯著。實施過封涂層路段的路面抗滑性能呈上升趨勢，施工前抗滑指數平均值為48.9，施工后平均值為61.0，抗滑指數上升了12.1，施工六個月后觀測擺置為60.3，摩擦系數基本保持在施工后的水平，沒有隨著時間降低。證明使用STAR瀝青路面封涂層后路面病害得到有效處治，路面抗滑性能和防滲水性能有明顯提高。同時，施工后路面顏色黑亮如新，路面病害無擴大，達到了預期效果。

5.2 施工體會

STAR瀝青路面封涂層作為一層極薄的封涂層，密封了瀝青路面，阻止了水分的滲入，發揮了較好的防滲水效能，但瀝青路面封涂層不能改變路面的結構性能，只能作為預防性養護瀝青路面的功能層養護材料，瀝青路面封涂層的施工相當于在舊瀝青路面上增加了一層防水層，防止雨水從路面的縫隙滲入路基。此工藝可提高路面防滲水性能，防止了水損害，是一種有效的預防性修復措施。由于瀝青路面封涂層施工簡單，噴涂速度快，每臺設備每天雙層可噴涂10 000～12 000m，單層更快，在不阻斷交通的情況下施工，降少了施工工期，相比其他一些預防性養護方法，養護成本略高，但相比挖除路面處治損壞部分的方法，養護成本還是比較低的，節約了資金，使用壽命延長3～5年。另外，STAR瀝青路面封涂層處治橋面滲水效果較好，在不改變橋梁荷載的情況下，有效防止了雨水從橋面滲入導致板底鉸縫脫落、堿化、混凝土剝落等問題。

6 施工要點

（1）為保證施工質量，技術人員在確定施工方案后，施工過程中要嚴格控制施工工藝和混合料配合比的使用，以達到最佳噴涂效果。

（2）對路面使用年限較長，老化嚴重與污染的路段，先采用3倍清水對瀝青乳液進行稀釋后進行噴灑，每平方米噴灑量控制在0.22～0.33kg，等噴灑區域干透后，再噴涂混合料。

（3）在施工過程中，為防止混合料填塞管道或噴嘴，攪拌機要連續進行攪拌，使混合料處于懸浮狀態，確保混合料的均勻性。

（4）安排施工前要時刻關注天氣信息，不得在雨天、霧天以及溫度低于10℃以下施工。施工路面溫度與空氣溫度必須在10℃以上，溫度過低或過高均不適宜施工，若路面溫度高于32℃以上，須采取灑水車降溫，并等路面干燥后方可施工。

（5）在配制混合料前根據噴涂面積，做好施工用料的計劃，當天配制的混合料必須當天用完，不得存放。

7 結語

通過近年來在G30連霍高速古永段路面預防性養護中對STAR瀝青路面封涂層的應用，有效解決了瀝青路面粒料粘結力不足、滲水等問題，處治后效果較明顯，通過對不同路段的實施和觀察，處治后的路面有明顯防滲水的作用，降低了病害發生率。