含砂霧封層在橋面鋪裝工程中的應(yīng)用

王 向 郭紅濤

（河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，河南 鄭州450052）

據(jù)有關(guān)資料表明，一條質(zhì)量合格的道路在使用壽命75%的時(shí)間內(nèi)使用性能下降40%，該階段稱之為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)階段；此階段如果不及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在隨后12%的時(shí)間里，其性能將下降40%，其相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)成本將會(huì)增加3～10倍。因此，在最佳時(shí)機(jī)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)對(duì)于提高道路路用性能和降低養(yǎng)護(hù)成本具有重要意義。

所謂霧封層技術(shù)，是利用專用霧封層灑布車(chē)在瀝青面層上噴灑一層薄薄的、高滲透性的改性乳化瀝青，以形成一層嚴(yán)密的防水層將路面孔隙封閉，起到隔水防滲、保護(hù)路面功能的作用。其功能及適用條件：

①由于霧封層材料具有良好的流動(dòng)滲透性，對(duì)道路早期表面孔隙、3mm以下微裂縫較好地封閉效果；

②在保證路面整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度良好情況下，采用霧封層進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，能補(bǔ)充瀝青黏結(jié)料、穩(wěn)定松散的集料、對(duì)已老化的瀝青具有一定的修復(fù)功能。

③較強(qiáng)的封水效果，可以緩解橋面滲水嚴(yán)重的現(xiàn)象

④能迅速改善路面外表觀，加大路面與瀝青標(biāo)線的對(duì)比度。

⑤施工簡(jiǎn)單方便，生態(tài)環(huán)保，通常情況2～4h可開(kāi)放交通。

1 霧封層作用機(jī)理分析

一般講，解釋霧封層還原劑滲透吸附的理論主要有表面能理論、相似相溶理論和Hansen溶解度參數(shù)理論等。

霧封層材料分傳統(tǒng)霧封層和新型霧封層兩大類。傳統(tǒng)型霧封層材料為乳化瀝青或改性乳化瀝青，其破乳后，在瀝青路面上形成一層薄膜，主要成分是瀝青和水。

新型霧封層材料為溶劑型材料，材料中水分較少，相比于傳統(tǒng)型材料，施工時(shí)不加熱、不稀釋，是由精制瀝青、再生劑、溶劑及其他功能助劑組成的一種黑色溶液。常用的霧封層材料有：瀝再生、HAP、CAP、SUPREME等。

基于霧封層材料本身合適的表面張力、乳液細(xì)度、濃度，霧封層材料能夠較順暢的滲透到合適路面深度，經(jīng)破乳、固化后堵塞滲水微觀通道，起到嚴(yán)密封水效果；一般情況下，濃度越小，滲透深度越大，但濃度也不宜過(guò)小，否則失去封層效果。

在滲透的過(guò)程中，新型霧封層材料中的再生劑（或其他功能助劑）不斷對(duì)裂縫表層進(jìn)行滲透吸附，與老化瀝青發(fā)生一些相關(guān)的物理、化學(xué)反應(yīng)，對(duì)已老化瀝青有一定程度的修復(fù)作用，提高了瀝青各項(xiàng)性能指標(biāo)。待乳化瀝青破乳后，在集料與老瀝青膜外形成一層新的瀝青膜，進(jìn)一步加強(qiáng)老化瀝青與松散集料之間的黏結(jié)力，延緩道路病害發(fā)生，進(jìn)而提高改善了道路使用性能［1］。

2 工程實(shí)例

2.1 含砂霧封層材料

在G205山障埠至焦莊段有12座大中橋，有些橋面板滲水嚴(yán)重，橋面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度保持仍完好，研究實(shí)施霧封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。通過(guò)市場(chǎng)考察調(diào)研，本研究選擇北京西爾瑪公司的含砂霧封層作為該階段的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

西爾瑪公司研制出的Masterseal瀝青還原劑由含礦物成分的陶土和乳化瀝青混合而成，其中添加了特殊表面活性劑以形成超強(qiáng)的黏結(jié)能力和持久性，可補(bǔ)充由于氧化及化學(xué)產(chǎn)品的侵蝕而損失掉的瀝青，并且對(duì)瀝青路面起到封面和防水的作用,保護(hù)和美化瀝青路面,在施工時(shí)添加了46%的石英砂，增強(qiáng)封層的抗滑性能。

2.2 施工流程

具體工藝流程，如圖1。

2.3 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.3.1 避開(kāi)不良外界條件，選擇有利噴灑環(huán)境。氣溫＜10℃、地表溫度＜15℃、雨天以及施工養(yǎng)護(hù)期內(nèi)可能降雨等均不可施工。下雨后，待路面干燥后方可施工，施工中遇雨停止施工，被雨沖掉的涂料，應(yīng)重新灑布，灑布量應(yīng)重新標(biāo)定［2］。

2.3.2 通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比，選擇好適宜的噴灑量。灑布量過(guò)多，會(huì)降低抗滑性能；灑布量過(guò)少，封層效果不佳；于是，在現(xiàn)場(chǎng)必要進(jìn)行多次試驗(yàn)，目測(cè)確定最佳灑布量（L/）。操作如下：將1L封層劑均勻撒布于1的路面上，觀察封層劑在路表滲透情況，若路表無(wú)殘留封層劑，全部滲透到路表中，則表明用量較少，嘗試增大用量；若封層劑大致滲透入路表中，若繼續(xù)再增加用量，導(dǎo)致表面有較多的殘留，此時(shí)的用量即為適宜的用量。本工程的設(shè)計(jì)噴灑量為0.52kg/，實(shí)際施工中噴灑量控制在0.42～0.62kg/之間。

2.3.3 清掃要點(diǎn)。霧封層材料噴撒前應(yīng)采用強(qiáng)力吹風(fēng)設(shè)備將瀝青路面的浮塵吹干凈，必要時(shí)利用鋼絲刷、毛刷等工具對(duì)雜物徹底清除，確保施工路段表面干燥整潔；可采用專用膠帶將標(biāo)志標(biāo)線、路緣石粘貼好，確保施工中不受污染損壞。當(dāng)路面有大塊油污時(shí)，應(yīng)將其清除，以保證霧封層材料與原路面的黏結(jié)；如路面存在裂縫、剝落、坑槽或松散等病害，則先完成裂縫封縫、坑槽修補(bǔ)。

2.3.4 撒布要點(diǎn)。施工過(guò)程中，灑布車(chē)按試驗(yàn)段確定的速度勻速行駛，站在灑布車(chē)后面的操作手需要隨時(shí)觀察路面噴灑情況及噴嘴的出料情況，遇到問(wèn)題必須及時(shí)處理；灑布車(chē)設(shè)置的各項(xiàng)參數(shù)不得隨意改變，若需改變參數(shù)時(shí)必須重做試驗(yàn)段；霧封層施工中，控制好橫向接頭銜接，避免過(guò)多過(guò)密接縫，處理不好將影響外觀或?qū)е戮植慷嘤?；要盡可能減少橫縫的數(shù)量，減少停機(jī)時(shí)間；局部路段不適于機(jī)械攤鋪，可通過(guò)人工灑布來(lái)完成，或抹灰滾筒來(lái)完成。

2.3.5 養(yǎng)生要點(diǎn)。在施工過(guò)程中應(yīng)該做好溫度、濕度、風(fēng)力與養(yǎng)生時(shí)間的記錄；霧封層施工完成后，待乳液完全破乳、成型后方可開(kāi)放交通；對(duì)于初期開(kāi)放交通必須嚴(yán)格控制行車(chē)速度，防止車(chē)速過(guò)快導(dǎo)致新噴層被破壞霧封層材料均可通過(guò)一般的瀝青灑布車(chē)來(lái)完成。

圖2 清掃作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)

圖3 噴灑過(guò)程

圖4 施工后效果

圖5 路面養(yǎng)生

表1 施工前、后各項(xiàng)性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

3 霧封層性能評(píng)價(jià)

為了衡量霧封層措施的效果，分別在霧封層施工前、后及施工后六個(gè)月檢驗(yàn)路面的功能狀況。通過(guò)擺值測(cè)試試驗(yàn)、鋪砂法測(cè)試構(gòu)造深度（TD）和滲水儀測(cè)試滲水系數(shù)鋪等手段來(lái)檢測(cè)含砂霧封層的防水抗滑性能。本研究以范陽(yáng)河橋面為例，縱向每隔50m選取1個(gè)測(cè)試點(diǎn)，分別進(jìn)行上述試驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1［3］。

根據(jù)以上測(cè)試結(jié)果，分析可得出以下結(jié)論：

①含砂霧封層施工后，抗滑值和構(gòu)造深度有所降低，但對(duì)抗滑性能影響并不大，6個(gè)月后，表面抗滑性能仍然滿足規(guī)范要求。

②霧封層施工后，滲水系數(shù)降低約86%，證明封水效果良好，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期封水目標(biāo)［4］。

4 小結(jié)

通過(guò)本次含砂霧封層在橋面鋪裝上的應(yīng)用研究，可以得到以下結(jié)論：

①含砂霧封層作為早期實(shí)施的一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，具有滲透防水，改善老化瀝青路用性能的技術(shù)特點(diǎn)，通過(guò)滲透、破乳、固化等過(guò)程，實(shí)現(xiàn)裂隙封水；借助還原劑高分子材料及其他功能助劑，來(lái)激活還原老化瀝青，改善瀝青基材的各項(xiàng)性能，進(jìn)而延長(zhǎng)瀝青路面使用壽命。

②要保證霧封層施工質(zhì)量，要在有利外界環(huán)境下進(jìn)行施工作業(yè)，并充分做好灑布設(shè)備調(diào)試、清掃準(zhǔn)備、撒布、養(yǎng)生等各環(huán)節(jié)工作；

③通過(guò)對(duì)施工前后及半年的防水、抗滑性能各項(xiàng)試驗(yàn)檢測(cè)，結(jié)果表明含砂霧封層具有良好的抗滑防水性能，特別是滲水系數(shù)降低了近86%，達(dá)到了預(yù)期防水的效果。

［1］霧封層技術(shù)在高速公路預(yù)養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用［J］.路基工程，2010（3）：52-53.

［2］JTG E20-2011.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［3］吳仁平，等.霧封層技術(shù)在瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代交通科技，2009（4）：23-25.

［4］陳曉龍，等.霧封層技術(shù)封閉瀝青路面早期微裂縫機(jī)理［J］.公路交通科技，2008（11）：53-55.