瀝青霧封層技術(shù)在公路路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用研究

呂國璞

摘 要：近年來，我國交通量日益增長，加大了道路交通通行壓力，瀝青路面一般在修建早期均會產(chǎn)生不同程度的輕微病害，如不及時處理，將帶來路面結(jié)構(gòu)性破壞，甚至危及后期公路養(yǎng)護(hù)工作。為此，必須采取科學(xué)、有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行處理。霧封層作為一種高效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，將其應(yīng)用到公路路面養(yǎng)護(hù)施工，可有效提升路面質(zhì)量、降低成本。為此，本文在充分了解霧封層封閉路面機(jī)理的前提下，利用熱致老化試驗(yàn)，檢測了霧封層材料性能，結(jié)果表明，路面摻加新型養(yǎng)護(hù)劑之后，可有效改善老化瀝青的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。并在此基礎(chǔ)上，通過具體工程案例，對瀝青霧封層技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了評價分析，以期全面提升工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：瀝青路面;霧封層;養(yǎng)護(hù)工程

中圖分類號：U418.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）12-0135-02

0 引言

隨著我國公路網(wǎng)的基本建成，公路養(yǎng)護(hù)工作量將大幅增加。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截止2017年底，我國公路總里程達(dá)到477萬公里，其中467.46萬公里為公路養(yǎng)護(hù)里程，占公路總里程97.9%。如此龐大的養(yǎng)護(hù)規(guī)模，采取何種養(yǎng)護(hù)方式成為了關(guān)鍵。當(dāng)前，我國公路路面結(jié)構(gòu)為以“柔性路面結(jié)構(gòu)+半剛性基層”，這種結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)一般分為2大類，第一，翻挖重建;第二，直接加鋪。相比之下，兩者養(yǎng)護(hù)方式都不完善，第一種將嚴(yán)重浪費(fèi)資源，甚至?xí)：Νh(huán)境。經(jīng)多年工程實(shí)踐及研究發(fā)現(xiàn)，及時通過瀝青再生劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，可有效延長路面使用壽命，一般可延長3～5年，如在適當(dāng)階段重復(fù)使用，壽命甚至能延長5～10年。這種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，不僅能延長路面使用壽命，還能節(jié)約養(yǎng)護(hù)成本，保護(hù)環(huán)境。霧封層技術(shù)作為一種高效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，更具經(jīng)濟(jì)性，且環(huán)境污染程度更低，這對路面養(yǎng)護(hù)施工具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 霧封層封閉路面的機(jī)理

在行車荷載及自然因素反復(fù)作用下，瀝青路面內(nèi)乳化瀝青、改性乳化瀝青內(nèi)水分將被大量蒸發(fā)掉。在此基礎(chǔ)上，舊瀝青材料通過霧封層施工，可在表面形成一種瀝青薄層，從而保護(hù)路面結(jié)構(gòu)，避免基層滲入水分。乳化瀝青與改性乳化瀝青還能完全裹覆松散的集料，通過增強(qiáng)新、老瀝青之間的粘結(jié)性能，可充分粘結(jié)松散的集料，并形成一個整體。

于舊瀝青路面而言，噴灑新型瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑之后，在路表面養(yǎng)護(hù)劑將快速分散，此時養(yǎng)護(hù)劑與舊瀝青材料之間將產(chǎn)生一種類似相溶的作用，并以新形態(tài)呈現(xiàn)，形成一個新的整體。因?yàn)r青路面養(yǎng)護(hù)劑內(nèi)存在大量不飽和鍵，且極性較強(qiáng)，已老化的瀝青將被再次激活，此時可徹底擠出瀝青集料內(nèi)的空氣，經(jīng)一定時間養(yǎng)護(hù)后，可在瀝青路面上形成一層保護(hù)膜，且具有良好的防水功能，從而實(shí)現(xiàn)封閉路面的目的。

2 霧封層材料性能檢測分析

霧封層材料的組成包括基質(zhì)瀝青、溶劑、再生劑等材料，顏色為黑色，且屬于一種濃稠的溶液。為全面了解霧封層材料的性能，本文選擇熱致老化法檢測瀝青老化情況，主要針對瀝青三大指標(biāo)，即針入度、軟化點(diǎn)、延伸度進(jìn)行分析，檢測項(xiàng)目包括1～3個周期老化前、后的技術(shù)參數(shù)，完成測試后，并再次檢測摻加霧封層添加劑后的指標(biāo)值，從而了解到霧封層摻加是否能改善瀝青老化程度。

2.1 一周期老化試驗(yàn)分析

先選取AH-70基質(zhì)瀝青樣品進(jìn)行試驗(yàn)，時間為一周期，記錄好新基質(zhì)瀝青、一周期老化數(shù)據(jù)，隨后摻加4.3%HAP瀝青養(yǎng)護(hù)劑，均勻攪拌，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

通過表1可見，一周期老化之后，（1）針入度方面。針入度下降較快，從新基質(zhì)瀝青到一周期老化降低了16.4mm，待摻加HAP瀝青養(yǎng)護(hù)劑后，針入度增至95.1mm，相比老化瀝青高出39.9mm;相比新基質(zhì)瀝青高出23.6mm，由此可見，摻加4.3%HPA瀝青養(yǎng)護(hù)劑后，瀝青針入度顯著提升，且高于新基質(zhì)瀝青。（2）延度方面。老化后，瀝青延度下降嚴(yán)重，從新基質(zhì)瀝青到老化階段，下降了65.9cm，待摻加4.3%HAP瀝青養(yǎng)護(hù)劑之后，延度大幅提升，增至100cm，達(dá)到新基質(zhì)瀝青程度。（3）軟化點(diǎn)方面。相比之下，軟化點(diǎn)變化不大，老化后升高了4.9℃，待添加養(yǎng)護(hù)劑后，達(dá)到47℃，在新基質(zhì)瀝青以下，效果更佳。

2.2 兩周期老化試驗(yàn)分析

按上述試驗(yàn)進(jìn)行兩周期老化分析，結(jié)果如表2所示。

由表2可見，兩周期老化之后，（1）針入度方面。針入度下降顯著，從新基質(zhì)瀝青到老化瀝青共下降了36.4mm，待添加養(yǎng)護(hù)劑后，針入度大幅提升，達(dá)到了76.8mm，高于新基質(zhì)瀝青。（2）延度方面。延度下降嚴(yán)重，從新基質(zhì)瀝青到老化瀝青，下降了84.4cm，添加養(yǎng)護(hù)劑后，大幅提升，增至88.2cm。（3）軟化點(diǎn)方面。相比新基質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)，老化瀝青軟化點(diǎn)有所提升，達(dá)到54.6℃，添加養(yǎng)護(hù)劑之后，有所下降，基本接近新基質(zhì)瀝青。由此可見，添加養(yǎng)護(hù)劑之后，可改善老化瀝青技術(shù)指標(biāo)。

2.3 三周期老化試驗(yàn)分析

按上述試驗(yàn)進(jìn)行三周期老化分析，結(jié)果如表3所示。

由表3可見，三周期老化之后，（1）針入度方面。針入度下降較大，降低了38.9mm，再摻加養(yǎng)護(hù)劑之后，有所增長，達(dá)到58.8mm，與新基質(zhì)瀝青相近。（2）延度方面。延度方面下降嚴(yán)重，降低了47.8cm，摻加養(yǎng)護(hù)劑之后，增至71.5cm，基本接近新基質(zhì)瀝青延度。（3）軟化點(diǎn)方面。老化瀝青軟化點(diǎn)增至56.9℃，高于新基質(zhì)瀝青7.9℃，摻加養(yǎng)護(hù)劑之后，軟化點(diǎn)下降，降至53.2℃，基本接近新基質(zhì)瀝青水平。

綜上所述，摻加養(yǎng)護(hù)劑之后，1～3周期老化瀝青的三大指標(biāo)均有不同程度地改善，表明摻4.3%HAP瀝青養(yǎng)護(hù)劑，可提高瀝青性能，保證施工質(zhì)量。

3 工程概況

某公路工程為二級公路，路基、路面寬分別為12m、9m，原路面面層結(jié)構(gòu)為4cm+3cm瀝青碎石，本路段通車運(yùn)營時間較長，局部路面出現(xiàn)了早期病害問題，如龜裂、塊裂、橫縱裂縫等，甚至存在沉陷、脫皮等情況。經(jīng)路面勘查可知，本路段基層完整，僅屬于輕微病害。為有效控制路面輕微病害，避免病害發(fā)展，通過多方協(xié)商，決定采取瀝青霧封層技術(shù)對本路段路面進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。通過現(xiàn)場調(diào)查，路面病害多以各類裂縫形式出現(xiàn)，其原因在于瀝青碎石路面面層空隙較大，這是產(chǎn)生病害的主要因素。路標(biāo)水經(jīng)裂縫、路面孔隙將下滲至基層，甚至路基，在行車荷載與自然因素長期作用下，將加速路面面層混合料病害發(fā)生幾率。本文以K26+000～K30+000段進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，本路段整體較為平整，路面存有少量裂縫，但有嚴(yán)重滲水情況，應(yīng)用霧封層技術(shù)可有效修復(fù)路面，具有良好施工效果。

4 瀝青霧封層技術(shù)要點(diǎn)分析

4.1 施工準(zhǔn)備

（1）交通管制。施工前，先做好交通管制工作，并設(shè)置明顯標(biāo)志，保證施工安全。（2）路面病害處理。針對較為嚴(yán)重的病害問題，需提前做好修補(bǔ)，要求在完全修復(fù)好嚴(yán)重病害的情況下，才能進(jìn)行霧封層施工。針對嚴(yán)重的早期病害問題，霧封層不能進(jìn)行有效修補(bǔ)。（3）路面預(yù)處理。要求先清理干凈路面，如樹葉、灰塵等均要清理干凈，并選擇膠帶做好施工段劃分，避免對施工區(qū)域外路段造成污染。（4）施工材料及設(shè)備準(zhǔn)備。施工前，需提前準(zhǔn)備好施工材料，保證材料質(zhì)量、用量均符合施工要求，此外，還要調(diào)試好機(jī)械設(shè)備，保證設(shè)備配置合理，運(yùn)轉(zhuǎn)正常，避免誤工。

4.2 施工流程

第一，選擇專用車輛、噴灑裝置進(jìn)行灑布施工，保證灑布均勻，此外還要做好行駛速度、灑布量的合理控制，一般情況下，可在每平方米0.3～0.5kg之間控制霧封層灑布量，不得過多，避免路面光滑，影響行車安全。若灑布量不足，將會嚴(yán)重影響霧封層應(yīng)用成效。在灑布過程中，極易出現(xiàn)局部灑布量較大情況，此時灑布0.3～0.6mm細(xì)砂，用量為1kg/m2。

第二，經(jīng)路面調(diào)查可見，局部位置存在較大空隙率，要求通過人工方式先進(jìn)行一遍灑布，隨后，在完成養(yǎng)護(hù)施工后，統(tǒng)一選擇專用灑布車再進(jìn)行一次灑布。

第三，整個施工中，要做好橫向接頭銜接控制工作，尤其是特殊路段，必須合理處理。

第四，養(yǎng)護(hù)階段，需做好交通管制，不得有車輛、行人進(jìn)入施工段，避免對霧封層施工效果造成不利影響。

5 結(jié)語

綜上所述，瀝青路面是我國高等級公路路面結(jié)構(gòu)的主要類型之一，在長期運(yùn)營實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，瀝青路面早期病害問題嚴(yán)重，如何改善路面質(zhì)量成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。霧封層技術(shù)作為路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的主要技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用，可解決路面輕微病害，提高施工質(zhì)量。

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