霧封層技術(shù)在高速公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

羅良俊　覃廣

摘要：為研究霧封層養(yǎng)護(hù)在高速公路的應(yīng)用效果，文章結(jié)合實(shí)際工程，從原材料選擇、施工工藝控制兩個(gè)方面展開(kāi)研究，并制定了對(duì)比方案，分析了霧封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)對(duì)瀝青路面路用性能的改善效果。結(jié)果表明：霧封層施工后，養(yǎng)護(hù)劑可滲透至瀝青路面6.7 mm深度，可有效激活舊瀝青性能;構(gòu)造深度和擺值先降低后逐漸恢復(fù)并保持穩(wěn)定現(xiàn)象，對(duì)抗滑性能改善程度較小;滲水系數(shù)降低幅度較大，路面抗?jié)B水性能得到顯著改善。

關(guān)鍵詞：霧封層;高速公路;養(yǎng)護(hù)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)交通行業(yè)也得到迅猛增長(zhǎng)。由于車(chē)流量的增加和重載、超載現(xiàn)象的加重，導(dǎo)致我國(guó)大多數(shù)高速公路已處于超負(fù)荷工作狀態(tài)。許多已建成高速公路在未達(dá)到使用年限就出現(xiàn)不等程度的開(kāi)裂、車(chē)轍等病害，為改善道路基本使用性能，使得道路服役壽命滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)及時(shí)對(duì)路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理[1]。而霧封層技術(shù)因具有經(jīng)濟(jì)、施工方便和可快速開(kāi)放交通等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用較為廣泛，但現(xiàn)有技術(shù)對(duì)道路使用性能的改善效果有限[2]。在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文結(jié)合實(shí)際工程，采用新型霧封層養(yǎng)護(hù)材料，從原材料、施工方案和施工工藝等方面對(duì)養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，結(jié)合施工后的路面檢測(cè)對(duì)其效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，以研究該養(yǎng)護(hù)技術(shù)在高速公路中的應(yīng)用效果。

1 霧封層技術(shù)施工工藝研究

1.1 工程概況

該試驗(yàn)路全長(zhǎng)300 m，系廣西某高速公路中樁號(hào)為K12+000～K13+300一段，其原路面結(jié)構(gòu)為SMA-13，設(shè)計(jì)指標(biāo)為雙向六車(chē)道、行車(chē)速度為100 km/h?，F(xiàn)在原路面上鋪灑一層新型霧封層養(yǎng)護(hù)材料，研究其路用性能應(yīng)用效果。

1.2 原材料

霧封層材料是決定霧封層養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的重要因素之一，而養(yǎng)護(hù)劑直接影響道路抗滑性能、耐久性等使用性能。本文選用課題組自研的新型路面霧封層養(yǎng)護(hù)劑，主要成分與配比為AH-70基質(zhì)瀝青：有機(jī)溶劑：再生劑：表面改性劑：功能助劑=30%∶35%∶15%∶15%∶5%。該霧封層養(yǎng)護(hù)劑表觀特征為黑色且比較濃稠的溶液。依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20-2011）要求對(duì)該養(yǎng)護(hù)劑的物理參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，其試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

1.3 對(duì)比方案確定

為對(duì)比研究霧封層路段與普通舊路面路段路用性能差異，采用對(duì)比施工方式進(jìn)行試驗(yàn)路鋪筑。具體施工方案為：將道路分為左、右幅，單獨(dú)選取左幅路段進(jìn)行霧封層施工，其施工方案平面圖如圖1所示。霧封層施工完成后分別對(duì)左、右兩幅進(jìn)行使用性能檢測(cè)，對(duì)比分析霧封層應(yīng)用效果。

1.4 施工工藝

1.4.1 舊路面路況檢查修復(fù)

封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)可對(duì)舊瀝青路面的微裂縫進(jìn)行封閉、穩(wěn)定松散的集料，是一種表層處置養(yǎng)護(hù)技術(shù)，能夠加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度。在霧封層技術(shù)施工之前，應(yīng)確保舊路面不能存在嚴(yán)重的病害，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性[3]。因此，舊高速公路路面應(yīng)滿足以下條件：

（1）路面狀況指數(shù)PCI在良好以上。霧封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)不能對(duì)舊路面病害進(jìn)行修復(fù)。在正式施工之前，路表平整度、熱穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性應(yīng)滿足施工要求，對(duì)部分存在裂縫、松散和車(chē)轍等病害的區(qū)域，應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行修補(bǔ)處理，方可開(kāi)放施工。

（2）強(qiáng)度和剛度滿足要求。霧封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)不會(huì)改變道路結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因此，原有路面結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，在車(chē)輛荷載的作用下，路面應(yīng)具有足夠的抗剪切和抗彎拉破壞的能力。

（3）路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI達(dá)到良好以上。原有路面平整度和行車(chē)舒適性應(yīng)滿足霧封層質(zhì)量要求，其評(píng)價(jià)指數(shù)RQI應(yīng)達(dá)到良好以上，否則應(yīng)對(duì)原路面進(jìn)行人工修復(fù)處理。

（4）路面干燥、整潔。舊高速公路路面的整潔程度直接影響霧封層養(yǎng)護(hù)劑對(duì)舊路面的滲透作用，當(dāng)原有路面表面無(wú)雜質(zhì)且足夠干凈時(shí)，養(yǎng)護(hù)劑可滲透于舊路面中，對(duì)路面裂縫起到封閉的作用。另外在施工之前，舊路面應(yīng)處于完全干燥狀態(tài)，將霧封層材料與舊路面較好的粘結(jié)在一起。

1.4.2 霧封層施工

霧封層鋪筑的作業(yè)流程如圖2所示。

（1）施工組織。在正式鋪筑前，首先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，合理分工并積極配合其他人員的工作，以使整個(gè)作業(yè)過(guò)程流暢并發(fā)揮到最好。同時(shí)，對(duì)施工路段進(jìn)行交通管制，以備霧封層養(yǎng)護(hù)完成并且路面達(dá)到一定強(qiáng)度即開(kāi)放交通。

（2）舊路面處理。在施工之前，應(yīng)將原路面病害修補(bǔ)完畢。因霧封層只可修補(bǔ)微小裂縫，對(duì)寬度>3 mm的裂縫應(yīng)提前完成修補(bǔ)，而對(duì)于較寬的裂縫應(yīng)使用改性瀝青加細(xì)砂的方式進(jìn)行填充，部分存在擁包或車(chē)轍的區(qū)域，可銑刨處理后重新攤鋪混合料。另外清掃并沖洗路表塵土和雜物，待路表完全干燥后，方可灑布霧封層材料。

（3）材料準(zhǔn)備。對(duì)霧封層施工所需原材料進(jìn)行抽樣檢查，待相應(yīng)指標(biāo)完全滿足技術(shù)規(guī)范后方可使用。

（4）施工設(shè)備準(zhǔn)備。霧封層施工設(shè)備包括灑布設(shè)備和養(yǎng)護(hù)設(shè)備，其中灑布設(shè)備一般采用精度為0.01 kg/m 2的特制灑布機(jī)。施工前保證設(shè)備處于良好工作狀態(tài)，并調(diào)整好灑布車(chē)噴嘴噴灑間距和噴灑角度。

（5）噴灑用量的確定。首先在舊路面表面選取1×1 m區(qū)域，將1 kg霧封層材料均勻?yàn)⒉加诼访妫缓笥^察路表狀況，如果養(yǎng)護(hù)劑未完全滲透于路面，則表明噴灑量過(guò)多，應(yīng)重新選取相同面積區(qū)域，適當(dāng)減少霧封層材料重新進(jìn)行噴灑，以此反復(fù)試驗(yàn)，直到霧封層養(yǎng)護(hù)劑完全滲透于路面為止。本文試驗(yàn)路霧封層噴灑量為0.55 kg/m 2。

（6）噴灑工藝。噴灑車(chē)應(yīng)分幅進(jìn)行施工，針對(duì)超高路段應(yīng)從超高側(cè)路肩開(kāi)始施工，防止噴灑養(yǎng)護(hù)材料漫流。噴灑時(shí)應(yīng)該通過(guò)噴嘴間距和噴嘴散度確定其噴灑高度，確保舊路面被材料全覆蓋。

（7）路面養(yǎng)護(hù)。霧封層噴灑路面后需要一定時(shí)間進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在第一次噴灑完成后，通過(guò)人工將路面上多余的霧封層材料進(jìn)行清理，針對(duì)噴灑不均勻的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)噴，施工完成后需要封閉交通，待霧封層達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度方可開(kāi)放交通。

2 霧封層技術(shù)應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

為評(píng)價(jià)霧封層技術(shù)在高速公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用效果，本文對(duì)采用霧封層技術(shù)的左幅及未進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理的右幅路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)劑滲透性能、抗滑性能和抗?jié)B水性能檢測(cè)，以對(duì)霧封層技術(shù)的養(yǎng)護(hù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。滲透性能檢測(cè)在霧封層施工完成通車(chē)7 d后進(jìn)行，抗滑性能及抗?jié)B水性能檢測(cè)分別在施工完后（0月）、通車(chē)2個(gè)月、4個(gè)月及6個(gè)月進(jìn)行跟蹤檢測(cè)。

2.1 滲透性能檢測(cè)

通車(chē)7 d后，在左幅霧封層施工段鉆芯取樣，封裝后在試驗(yàn)室中測(cè)試霧封層養(yǎng)護(hù)劑的平均滲透深度。滲透深度檢測(cè)結(jié)果如表2所示。

由表2可知，霧封層養(yǎng)護(hù)劑的平均滲透深度可達(dá)到6.7 mm以上，有效滲透到了瀝青路面內(nèi)部，可對(duì)舊瀝青性能進(jìn)行改善，提升混合料路用性能。

2.2 抗滑性能檢測(cè)

抗滑性能采用鋪沙法與擺式儀法分別測(cè)定路面的構(gòu)造深度與擺值進(jìn)行評(píng)價(jià)，按照既定的檢測(cè)方案對(duì)左右兩幅路面進(jìn)行跟蹤檢測(cè)。結(jié)果如表3所示，以檢測(cè)結(jié)果平均值為數(shù)據(jù)繪制曲線圖見(jiàn)圖3。

由圖3可知，養(yǎng)護(hù)施工完成后瀝青路面構(gòu)造深度、抗滑擺值均出現(xiàn)下降，但隨通車(chē)運(yùn)營(yíng)時(shí)間增長(zhǎng)，構(gòu)造深度和擺值均逐漸恢復(fù)，并趨于穩(wěn)定。這可能是由于施工完成時(shí)，霧封層在瀝青路面形成一層薄膜，導(dǎo)致抗滑性能有稍許衰減，而后隨通車(chē)時(shí)間增長(zhǎng)，一部分養(yǎng)護(hù)劑滲透進(jìn)瀝青路面，并穩(wěn)定路面松散集料，一部分養(yǎng)護(hù)劑被車(chē)輪磨損，從而出現(xiàn)構(gòu)造深度與擺值增加，抗滑性能逐漸恢復(fù)的現(xiàn)象，且隨時(shí)間延長(zhǎng)抗滑性能可一直保持較高水平。

2.3 抗?jié)B水性能檢測(cè)

抗?jié)B性能采用滲水儀測(cè)定路面的滲水系數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，按照既定的檢測(cè)方案對(duì)左右兩幅路面進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，結(jié)果如表4所示。

由表4可知，右幅未采用霧封層技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的路面，滲水系數(shù)較大，在K12+300與K12+700斷面位置，滲水系數(shù)異常增大，該位置可能存在微裂縫病害。而左幅采用霧封層技術(shù)養(yǎng)護(hù)后，路面抗?jié)B性能得到大幅度的降低，且隨通車(chē)時(shí)間延長(zhǎng)，滲水系數(shù)基本穩(wěn)定。這說(shuō)明霧封層可有效提升瀝青路面防水性能，處治路面微裂縫效果顯著，對(duì)路表自由水的滲透起到很好的預(yù)防作用，可有效降低地面水對(duì)道路的破壞作用。

3 結(jié)語(yǔ)

霧封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)是用一種經(jīng)濟(jì)有效的方式延長(zhǎng)道路使用壽命和改善道路使用性能。本文通過(guò)對(duì)原材料進(jìn)行選擇，結(jié)合實(shí)際工程針對(duì)施工工藝進(jìn)行控制，對(duì)霧封層養(yǎng)護(hù)瀝青路面的滲透性能、抗滑性能和抗?jié)B水性能進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：霧封層施工后，養(yǎng)護(hù)劑可滲透至瀝青路面6.7 mm深度，可有效激活舊瀝青性能;路面抗滑性能出現(xiàn)先下降而后逐漸恢復(fù)并保持穩(wěn)定的現(xiàn)象;滲水系數(shù)降低幅度較大，路面抗?jié)B水性能得到顯著改善。

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