霧封層的路用性能研究

□文/尤愛(ài)剛 高勝利 張冠濤 段緒斌 任育新

在路面養(yǎng)護(hù)中，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的性?xún)r(jià)比最高。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施有很多種，其中霧封層技術(shù)具有非常好的防水性能、施工方便，是近年來(lái)較廣泛使用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，但霧封層技術(shù)的應(yīng)用沒(méi)有定量的分析，大多是施工人員憑借工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，然而霧封層用量過(guò)大必然導(dǎo)致抗滑性能下降。用量無(wú)疑是影響霧封層使用效果的一個(gè)重要指標(biāo)，因此，本文將通過(guò)室內(nèi)模擬試驗(yàn)對(duì)霧封層的用量加以研究。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方法

由于國(guó)內(nèi)目前的霧封層試驗(yàn)路段較少，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查和觀測(cè)難度較大，因此本文采用室內(nèi)模擬試驗(yàn)的方式進(jìn)行試驗(yàn)分析。首要任務(wù)是成型車(chē)轍板，為獲得不同構(gòu)造深度、不同孔隙的車(chē)轍板，在車(chē)轍板成型時(shí)采用了不同的碾壓次數(shù)。見(jiàn)表1試驗(yàn)時(shí)先對(duì)車(chē)轍板使用較少的改性乳化瀝青，以便在防水效果不明顯時(shí)進(jìn)行二次噴霧。本次試驗(yàn)采用的是AC-16型級(jí)配。

表1 車(chē)轍板編號(hào)

以上為試驗(yàn)用車(chē)轍板的基本數(shù)據(jù)，車(chē)轍板采用了2種不同的油石比，目的在于獲得車(chē)轍板不同的表面性能，油石比會(huì)影響車(chē)轍板表面的構(gòu)造深度。壓實(shí)次數(shù)同樣是為了控制車(chē)轍板表面的構(gòu)造深度，壓實(shí)次數(shù)越多表面應(yīng)該越致密，同時(shí)構(gòu)造深度越小，對(duì)于表面構(gòu)造深度不同的車(chē)轍板在進(jìn)行相同霧封層處理時(shí)，會(huì)得到不同的效果。

由于前14號(hào)車(chē)轍板(未經(jīng)霧封層處理)的滲水系數(shù)普遍偏小，而為了更加有力地說(shuō)明霧封層防水效果，所以補(bǔ)做4塊空隙和滲水系數(shù)均偏大的15～18號(hào)車(chē)轍板（未經(jīng)務(wù)封層處理）。

目前國(guó)內(nèi)外霧封層所采用的改性乳化瀝青濃度多為35%，用量為0.2～0.3 kg/m2，本次試驗(yàn)的車(chē)轍板為30 cm×30 cm，在用量確定時(shí)將進(jìn)行換算。對(duì)于不同的車(chē)轍板將采用不同的改性乳化瀝青用量進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)室試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

構(gòu)造深度的測(cè)定

表2是1～14號(hào)車(chē)轍板正面經(jīng)過(guò)霧封層處理前后構(gòu)造深度的變化情況。

表2 1～14號(hào)車(chē)轍板霧封層處理前后構(gòu)造深度 mm

1～4號(hào)為4塊參數(shù)相同的車(chē)轍板經(jīng)過(guò)霧封層處理前后構(gòu)造深度變化的比較，車(chē)轍板油石比均為4.4%，車(chē)轍板成型時(shí)壓實(shí)次數(shù)為4～8次。對(duì)1、3號(hào)板進(jìn)行兩次噴霧，第1次0.13 kg/m2，待霧封層成型后再?lài)婌F0.13 kg/m2；對(duì) 2、4號(hào)板進(jìn)行一次噴霧 0.26 kg/m2。

由表2可以看出兩次噴霧和一次性噴霧效果相近，在噴霧后車(chē)轍板表面的構(gòu)造深度都大幅度降低。

5～14號(hào)車(chē)轍板一次性噴霧0.22 kg/m2。由表2可以看出經(jīng)過(guò)霧封層處理后，車(chē)轍板表面的構(gòu)造深度都有一定的降低，油石比為4.4%的5～9號(hào)車(chē)轍板降低的幅度相對(duì)偏大，而油石比為4.8%的10～14號(hào)板構(gòu)造深度變化幅度較小。

為了更好地確定霧封層的用量問(wèn)題，對(duì)15～18號(hào)車(chē)轍板采用了3種噴灑量，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 霧封層處理前后構(gòu)造深度

由圖1可以看出，經(jīng)過(guò)霧封層處理過(guò)的車(chē)轍板構(gòu)造深度有所降低并且降低幅度相對(duì)較大，但是構(gòu)造深度的降低速度并沒(méi)有因?yàn)槎啻卧囼?yàn)而出現(xiàn)累積效果，再一次證明了多次噴霧與一次性噴霧效果是相近的。

摩擦系數(shù)的測(cè)定

表3是1～14號(hào)車(chē)轍板經(jīng)過(guò)霧封層處理前后正面摩擦系數(shù)的變化情況。車(chē)轍板表面溫度為25℃。

表3 1～14號(hào)車(chē)轍板經(jīng)過(guò)霧封層處理前后摩擦系數(shù)

1～4號(hào)為4塊參數(shù)相同的車(chē)轍板經(jīng)過(guò)霧封層處理前后摩擦系數(shù)變化的比較，車(chē)轍板油石比均為4.4%，車(chē)轍板成型時(shí)壓實(shí)次數(shù)為4～8次。對(duì)1、3號(hào)板進(jìn)行兩次噴霧，第1次0.13 kg/m2，待霧封層成型后再?lài)婌F0.13 kg/m2；對(duì) 2、4號(hào)板進(jìn)行一次噴霧 0.26 kg/m2。

由表3可以看出兩次噴霧和一次性噴霧的效果是相近的，摩擦系數(shù)都有一定幅度的降低。

5～14號(hào)車(chē)轍板是一次性噴霧0.22 kg/m2。由表4可以看出經(jīng)過(guò)霧封層處理后，車(chē)轍板表面的摩擦系數(shù)都有一定的降低，改性乳化瀝青的用量減少0.04 kg/m2并沒(méi)有起到很理想的效果。

對(duì)15～18號(hào)車(chē)轍板采用了3種噴灑量，結(jié)果見(jiàn)圖2。車(chē)轍板表面溫度為25℃。

圖2 霧封層處理前后摩擦系數(shù)

由圖2可以看出，經(jīng)過(guò)3次霧封層處理，車(chē)轍板的摩擦系數(shù)有所衰減，但幅度比較小，而且經(jīng)過(guò)處理后仍然能夠滿(mǎn)足車(chē)輛行駛要求，3次處理的效果基本相同，沒(méi)有因?yàn)楦男匀榛癁r青用量的累積而導(dǎo)致摩擦系數(shù)衰減幅度的增加。

滲水系數(shù)的測(cè)定

表4是1～14號(hào)車(chē)轍板正面經(jīng)過(guò)霧封層處理前后滲水系數(shù)的變化情況。

表4 1～14號(hào)車(chē)轍板霧封層處理

1～4號(hào)為4塊參數(shù)相同的車(chē)轍板經(jīng)過(guò)霧封層處理前后滲水系數(shù)變化的比較，車(chē)轍板油石比均為4.4%，車(chē)轍板成型時(shí)壓實(shí)次數(shù)為4～8次。對(duì)1、3號(hào)板進(jìn)行兩次噴霧，第1次0.13 kg/m2，待霧封層成型后再?lài)婌F0.13 kg/m2；對(duì) 2、4號(hào)板進(jìn)行一次性噴霧 0.26 kg/m2。

由表4可以看出兩次噴霧和一次性噴霧的效果是相似的，經(jīng)過(guò)霧封層處理后基本不滲水，只是個(gè)別壓實(shí)次數(shù)過(guò)少的車(chē)轍板還有明顯的滲水現(xiàn)象。

對(duì)15～18號(hào)車(chē)轍板采用了3種噴灑量，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 霧封層處理前后滲水系數(shù)

由圖3可以看出，經(jīng)過(guò)霧封層處理后，車(chē)轍板的滲水系數(shù)大幅度降低，起到了良好的防水效果，滲水系數(shù)偏大的車(chē)轍板經(jīng)過(guò)處理后，滲水系數(shù)降低的幅度也相對(duì)較大，因此對(duì)于滲水系數(shù)偏大的車(chē)轍板可以適當(dāng)增加改性乳化瀝青的用量。

結(jié)論

（1）車(chē)轍板經(jīng)過(guò)霧封層處理后，防水性能有明顯的改善，而抗滑性能則有所衰減，主要和改性乳化瀝青的用量相關(guān)。

（2）改性乳化瀝青在濃度為35%時(shí)，對(duì)于級(jí)配為AC-16，油石比為4.4%，碾壓次數(shù)為3～6、2～4的車(chē)轍板（30 cm×30 cm）噴霧用量為0.17 kg/m2即可起到良好的防水效果，同時(shí)表面的抗滑性能并沒(méi)有大幅度的衰減。

[1]虎增福.乳化瀝青及稀漿封層技術(shù)[M].北京：人民交通出版社,2001.

[2]沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預(yù)防[M].北京：人民交通出版社,2001.

[3]楊 明，蘇衛(wèi)國(guó).預(yù)防性養(yǎng)護(hù)霧封層措施試驗(yàn)路工程實(shí)踐[J].公路，2006，（11）：210-215.