高速公路路面預防性養(yǎng)護霧封層技術(shù)應用研究

文／京新高速公路張家口管理處 孫仲謀

0 引言

隨著高速公路的建設速度逐漸加快，出現(xiàn)早期損害的道路越來越多，傳統(tǒng)養(yǎng)護辦法往往是出現(xiàn)病害后才進行處理，重復投入較大，需要的成本較高。相對對于傳統(tǒng)的養(yǎng)護辦法，預防性養(yǎng)護可以對癥采取保護性養(yǎng)護措施，防止微小病害進一步擴大，會很大程度上減輕傳統(tǒng)養(yǎng)護的弊端，養(yǎng)護成本大大降低，同時在改善路面質(zhì)量方面也得到了明顯提高[1]。目前預防性養(yǎng)護技術(shù)主要包括微表處、碎石封層、稀漿封層、霧封層和灌縫或填縫等技術(shù)，霧封層技術(shù)由于其施工工藝簡單且成本較低在國內(nèi)應用越來越廣泛。

1 工程概況

本項目為某高速公路養(yǎng)護工程，全長5km，起訖樁號為K6+700～K11+700。路線總體走向自東向西，雙向6車道，路面使用一段時間后出現(xiàn)大量的早期病害，現(xiàn)決定對該路段實施霧封層預防性養(yǎng)護措施，并在施工結(jié)束后對路面的滲透性能、抗滑性能和防水性能進行檢測。

2 霧封層施工工藝

2.1 霧封層強度的影響因素

（1）霧封層養(yǎng)護劑的種類。在選擇養(yǎng)護劑的過程中要充分考慮施工的實際情況，不同霧封層道路養(yǎng)護劑的強度形成的速度會不一樣[2]。

（2）施工現(xiàn)場溫度。施工現(xiàn)場的溫度對道路養(yǎng)護劑的活性有影響，進而會對瀝青薄膜的形成速度造成一定影響，所以施工現(xiàn)場的溫度需要保持在合適的范圍內(nèi)，這樣才能保證霧封層材料強度的形成。

（3）施工現(xiàn)場風速。施工時現(xiàn)場的風速應適當，風度過大時將會影響霧封材料的噴灑同時還會加快瀝青薄膜強度形成的速度。

（4）施工設備。霧封層灑布機行駛的速度越大，振動能越大，振動能大小對霧封層材料強度的形成速度有一定影響，因此在施工過程中需要控制霧封層灑布機的行駛速度。

2.2 施工技術(shù)要點

（1）施工前應做好準備工作，包括對對施工的區(qū)域進行交通管制，設置路障并進行現(xiàn)場測量放線；對攤鋪的霧封層材料進行準備，同時檢查和調(diào)試施工機械，確保施工能夠正常進行[3]。

（2）對路面進行預處理，對路面上出現(xiàn)的較為嚴重的早期病害進行修補，之后對路面進行打掃和清洗，用空壓機將路面表面吹干后再將交通標線用白色膠帶進行覆蓋。

（3）確定霧封層材料的噴灑用量，調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)霧封層的噴灑用量與路面構(gòu)造深度有著密切的關系，通過試驗研究結(jié)果我們可以確定基于構(gòu)造深度的含砂霧封層灑布量計算公式：

式中：EAR—單位面積霧封層材料使用量（kg/m2）；

TD—原構(gòu)造深度（mm）

由于瀝青路面的交通量、使用狀況、建設等級情況有差異，存在的一些未知因素都會對灑布量存在一定的影響，所以要對不同交通量和使用情況的路面的灑布量進行修正。

在具體工程中，檢測原路面的構(gòu)造情況，確認好理論灑布量。按理論灑布量對1m2進行噴灑，觀察路面對于霧封層材料的吸收情況，如果材料在3～4min內(nèi)不能完全滲入到路表中去，說明用量過多，重新改變?yōu)⒉剂坷^續(xù)做上述試驗直到找到一個合適的灑布量為止。

（4）開放交通時，應保證粘結(jié)料充分反應和硬化路面具有一定的強度，再對標線上的保護膠帶和殘余材料清理后方可開放交通。

2.3 質(zhì)量檢測

施工完成后對路面的養(yǎng)護劑的滲透深度、抗滑擺值、構(gòu)造深度和滲水系數(shù)進行檢測，以此來評價進行霧封層技術(shù)施工后路面的滲透性能、抗滑性能和防水性能。

（1）滲透性能

在通車7天之后，對試驗路段進行鉆芯取樣，并對養(yǎng)護劑的滲透深度進行檢測。通過檢測結(jié)果，可以看出試驗路段養(yǎng)護劑平均滲透深度均能到達5mm以上，養(yǎng)護劑可以滲入到路面結(jié)構(gòu)中并且可以將深層處老化瀝青還原，可以對路面的防水能力進行有效的改善。

（2）抗滑性能

本次試驗采用擺式儀和鋪砂法對施工前后的路面擺值和構(gòu)造深度進行測定，進而評價路面的抗滑性能。通過對試驗路段施工前后的抗滑擺值進行分析計算。可以得到抗滑擺值的平均值和方差，施工前后路面的抗滑擺值降低幅度很小，平均降低率只有12.5%，并且施工前后的抗滑擺值均大于41，滿足規(guī)范中的要求，施工后的抗滑擺值的方差從24降為23， 說明抗滑擺值得到了有效改善。

瀝青路面養(yǎng)護劑施工前后的表面構(gòu)造深度如圖1所示。

圖1 瀝青路面養(yǎng)護劑施工前后的表面構(gòu)造深度

通過對試驗路段施工前后的構(gòu)造深度進行分析計算?？梢缘玫綐?gòu)造深度的平均值和方差。經(jīng)分析，施工后路面的表面構(gòu)造深度明顯減小，總的平均值下降了15.7%，并且施工前后的構(gòu)造深度均大于0.55，滿足規(guī)范中的要求，同時施工后構(gòu)造深度的方差也有所降低，提高了路面宏觀構(gòu)造的均勻性，可以有效防止路面發(fā)生水損壞。

（3）防水性能

瀝青路面養(yǎng)護劑施工前后的滲水系數(shù)如圖2所示。

圖2 瀝青路面養(yǎng)護劑施工前后的滲水系數(shù)

根據(jù)該路段施工前后的滲水系數(shù)，可計算出該路段施工后滲水系數(shù)的平均值和方差。通過分析，施工前后路面的滲水系數(shù)明顯降低，試驗段路面滲水系數(shù)的平均值降低了48.5%，同時施工后滲水系數(shù)的方差也有所降低，可以有效的防止路表自由水的滲透，提高了路面的防水能力和行駛質(zhì)量。

3 結(jié)語

本文依托實際工程，對出現(xiàn)早期病害的高速公路路面采用霧封層措施進行預防性養(yǎng)護，并對工程實踐后路面的滲透性能、抗滑性能和防水性能進行檢驗。研究結(jié)果表明：

（1）霧封層處理后的路面養(yǎng)護劑平均滲透深度均能到達5mm以上，養(yǎng)護劑可以滲入到路面結(jié)構(gòu)中并且可以將深層處老化瀝青還原，增強路面的防水能力。

（2）高速公路路面在經(jīng)過霧封層施工后，路面其抗滑性能和防水性能都得到了改善，可以有效的解決路面松散和滲水問題，延長了路面的使用壽命。