霧封層技術在高速公路養(yǎng)護工程中的應用研究

王志英 趙緒濤

(1.陜西航空職業(yè)技術學院，陜西 漢中 723102; 2.中交三公局第二工程有限公司，北京 100023)

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霧封層技術在高速公路養(yǎng)護工程中的應用研究

王志英1趙緒濤2

(1.陜西航空職業(yè)技術學院，陜西 漢中 723102; 2.中交三公局第二工程有限公司，北京 100023)

結(jié)合大廣高速公路養(yǎng)護工程實例，探討了霧封層材料技術要求與灑布量確定方法，并闡述了霧封層的施工工藝流程，提出了霧封層路用性能的檢測措施，旨在保證霧封層施工達到最佳的效果。

霧封層技術，灑布量，路用性能，施工工序

0 引言

霧封層技術是一種有效的瀝青路面預防性養(yǎng)護措施。它是直接在道路表面噴灑霧封層材料，為道路迅速地提供一個黑色的表面；霧封層材料滲入到瀝青混凝土后能夠在瀝青路面形成一層嚴密的結(jié)構(gòu)層，可以封閉道路表面的孔隙以及微裂縫，防止水分和空氣進入路面結(jié)構(gòu)中而引起路面結(jié)構(gòu)的破壞，對3 mm以下的裂縫有自動愈合的作用[1-4]；此外，霧封層還能穩(wěn)住道路表面松散的骨料以防止其進一步的松散，可以保護或修復路面因老化所損失的粘結(jié)料，減少路面的老化和風化作用，提高路面結(jié)構(gòu)層瀝青的活性，增加混凝土內(nèi)部的粘結(jié)力；霧封層能延遲路面其他病害的出現(xiàn)，維持路面的使用功能，延長道路的使用壽命[5-8]。

大廣(大慶至廣州)高速公路的廣東省段于2015年年底通車，該段處于亞熱帶季風氣候區(qū)，年平均降雨量達1 200 mm左右，自通車以來，承擔了相當大的重交通流量，有效緩解G105國道的交通壓力，進一步加強了省會廣州與粵北地區(qū)及江西等省份的交通聯(lián)系。由于公路瀝青上面層厚度較薄，加之行車荷載及環(huán)境的影響，部分路段存在滲水性差等問題，需采取一定的預防性養(yǎng)護措施，減少外部因素對路面結(jié)構(gòu)的損害，提高道路使用壽命。本文結(jié)合大廣高速公路廣東省段養(yǎng)護工程實例，對霧封層技術及其工程應用進行研究。

1 霧封層材料技術要求及灑布量確定

1.1 霧封層材料技術要求

霧封層材料由乳化瀝青、水、改性劑、成膜劑和添加劑等按照一定的比例混合制備得到。1)乳化瀝青必須為陽離子類型，破乳速度建議采用快裂型，霧封層用乳化瀝青對乳液粒度要求較高，建議采用0.6 mm的篩孔對乳液的篩上剩余量進行檢測。2)水必須達到飲用水標準，且不得含有不溶性雜質(zhì)，pH值需控制在6～8左右。此外霧封層用水在使用前還應檢測與乳化瀝青的相容性，若無法滿足相容性試驗要求，則不得使用。3)改性劑通常采用SBR膠乳，摻量一般在10%以上。4)成膜劑一般采用醇類，用于提高乳液的穩(wěn)定性和均勻性，有利于霧封層的成型。5)添加劑應根據(jù)路面的實際情況及工程的特殊要求使用，常用添加劑包括再生劑、緩凝(促凝)劑、儲存穩(wěn)定劑和增粘劑等[9-12]。

霧封層材料技術要求見表1[13,14]。霧封層在使用前，其儲存時間不應超過24 h，以免產(chǎn)生沉淀。若霧封層材料產(chǎn)生沉淀，則應停止使用。

表1 霧封層材料技術要求

1.2 霧封層的灑布量確定

霧封層的灑布量非常關鍵。灑布量偏多，原路面摩擦系數(shù)就會降低，造成車輛在路面上打滑，影響行車安全；灑布量偏少，則起不到霧封層激活老化瀝青的作用。因此在施工前應進行實地灑布試驗確定霧封層合理的灑布量。

在現(xiàn)場選取四處0.5 m×0.5 m的面積進行，試驗前分別對四個地點進行滲水系數(shù)和摩擦系數(shù)檢測，然后分別選用0.5 kg/m2,1.0 kg/m2,1.5 kg/m2和2.0 kg/m2共計四個灑布量進行灑布試驗。2 d后再次進行滲水系數(shù)和摩擦系數(shù)檢測，試驗前后數(shù)據(jù)對比如表2所示。

表2 灑布前后試驗結(jié)果對比表

從表2中可以看出，進行霧封層養(yǎng)護處理后，瀝青路面的抗?jié)B水效果有了明顯的提升，四個灑布量的滲水系數(shù)均滿足規(guī)范要求的不小于300 mL/min；瀝青路面的摩擦系數(shù)則隨灑布量的增加呈現(xiàn)遞減的趨勢，路面抗滑性能降低。

從試驗過程來看，隨著灑布量的增加，需要分多次涂刷到道路表面才可以。在灑布量不大于1.0 kg/m2時，只需兩次就可以將霧封層乳液均勻的涂刷到指定區(qū)域內(nèi)；當灑布量大于1.0 kg/m2時，需要分多次才可以，且每次涂刷需間隔5 min～10 min不等，乳液量太多，無法全部滲入到路面空隙中，而在表面以液體形式存在。2 d后對四處不同灑布量表面進行觀測發(fā)現(xiàn)，在灑布量不小于1.0 kg/m2的地方，表面存有較厚的瀝青層。因此建議實際霧封層施工時的灑布量應小于1.0 kg/m2。

2 霧封層施工及性能檢測

2.1 霧封層施工工序

取大廣高速公路廣東省段滲水較大路段進行霧封層養(yǎng)護，施工工藝采用分層灑布(灑布兩遍)：1)灑布前保持路面處于潔凈、干燥狀態(tài)，并對路面標線進行覆蓋，以免標線受到污染；2)選取合適施工寬度，通過專業(yè)霧封層施工機械將霧封層材料均勻地噴灑到路面上，第一遍按0.23 kg/m2～0.3 kg/m2的灑布量進行灑布，光化干燥1 h～2 h后進行第二遍灑布，灑布量采用0.3 kg/m2～0.4 kg/m2；3)灑布完成后進行封閉養(yǎng)護，保證霧封層的成型效果，施工后2 h左右即可開放交通。施工過程及施工效果圖如圖1和圖2所示。

2.2 霧封層路用性能檢測

2 d后對霧封層施工路面進行路用性能檢測，結(jié)果見表3。

從表3中可知，兩段霧封層施工路面的滲水系數(shù)均達到設計值(≤300 mL/min)的要求。表明：噴灑霧封層乳液后，乳液滲入到路面空隙中，充分濕潤集料表面和瀝青膜，快速破乳使水分蒸發(fā)，在路面內(nèi)部的集料表面和瀝青膠結(jié)料表面形成新的保護膜，有效封住空隙，防止水分下滲，改善路面的抗?jié)B水性能。

表3 霧封層施工路段性能檢測

樁號滲水系數(shù)/mL·min-1摩擦系數(shù)/BPNZK155+67026757ZK155+69011774ZK162+93010754ZK163+12016059設計值≤300≥45

兩段霧封層路面的摩擦系數(shù)(BPN)值較施工前有所降低但仍在許可范圍內(nèi)，路面抗滑性能良好。抗滑性能有所降低主要是因為霧封層施工后，在乳液破乳后在瀝青路面層形成一層薄的保護油膜，在開放一段時間交通后，經(jīng)車輛作用面層表面的保護膜破壞后，路面的抗滑性能將會恢復到之前狀態(tài)。

3 結(jié)語

在滲水較大的路段采用霧封層施工可以有效的改善路面抗?jié)B水性能，同時不會對路面其他性能指標產(chǎn)生較大影響。在進行霧封層施工前應通過試驗確定合理的灑布量及灑布方式等，保證霧封層施工達到最佳效果。霧封層施工后路面的抗滑性能會有所降低，需對養(yǎng)護路段通車后的抗滑性能做持續(xù)觀測，同時對于抗滑性能要求較高的路段應謹慎使用。

[1] 許建兵,王子元.霧封層的材料特點和施工工藝[J].新材料產(chǎn)業(yè),2013(1):59-61.

[2] 王 娜,胡佳波.瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護綜述[J].山東交通科技,2011(5):75-79.

[3] 張勇強.瀝再生霧封層技術的研究及應用[J].交通科技,2014(4):130-132.

[4] 袁 偉.舊瀝青再生及霧封層預防護技術應用研究[J].交通科技,2015(6):109-112.

[5] 韓瑞民,彌海晨.霧封層性能研究[J].石油瀝青,2012,26(4):35-39.

[6] 楊 明,蘇衛(wèi)國.預防性養(yǎng)護霧封層措施試驗路工程實踐[J].公路,2006(11):205-210.

[7] 李 寧,張 兵,俞先江.瀝青路面預防性養(yǎng)護霧封層在沿江高速公路上的應用研究[J].中外公路,2009,29(2):90-93.

[8] 康 非.噴砂霧封層施工技術在公路養(yǎng)護中的應用[J].交通建設與管理,2015(8):129-131.

[9] 許建兵.霧封層預防性養(yǎng)護技術和施工工藝要求[J].中國市政工程,2012(6):71-73.

[10] 王建華.瀝青路面霧封層技術的工程應用[J].石油瀝青,2012,26(3):60-64.

[11] 汪成夫,楊 斌,粟多品.霧封層設計與施工[J].公路交通技術,2007(3):36-38.

[12] 楊 波.瀝青霧封層技術在高速公路路面養(yǎng)護中的應用研究[D].南寧:廣西大學,2013.

[13] 劉少倫.霧封層技術在高速公路中的應用[J].筑路機械與施工機械化,2010(5):61-63.

[14] JTG E20—2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程[S].

Application studying of fog seal technology in expressway maintenance engineering

Wang Zhiying1Zhao Xutao2

(1.ShaanxiInstituteofTechnologyofProfessionofAviation,Hanzhong723102,China; 2.ThirdHighwayEngineeringCompanyofCCCC,SecondEngineeringCo.,Ltd,Beijing100023,China)

Combining with the Da-Guang highway maintenance engineering examples, this paper discussed the fog seal materials technology requirements and spraying amount determination method, and elaborated the construction process of fog seal, put forward the detection measures of fog seal road performance, to ensure the best effect of fog seal layer construction.

fog seal technology, spraying amount, road performance, construction process

1009-6825(2017)09-0114-03

2017-01-18

王志英(1979- )，女，高級講師; 趙緒濤(1980- )，男，高級工程師

U418.4

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