霧封層和薄層罩面在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的適用性對比

王志超

(遼陽市交通運(yùn)輸綜合行政執(zhí)法隊(duì)，遼寧 遼陽 111200)

0 引 言

新建公路運(yùn)營數(shù)年后開始出現(xiàn)輕微裂縫等病害，防滲水性能也隨之減弱，使得路面的損壞加快。而路面在這一時(shí)期基本完好，如果不及時(shí)進(jìn)行處理，會產(chǎn)生網(wǎng)裂、坑洞等更嚴(yán)重的病害。霧封層和薄層罩面兩種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)在國內(nèi)的很多工程中得到了實(shí)際的應(yīng)用，并且取得了良好的效果，尤其是抗滑性霧封層技術(shù)的推廣應(yīng)用，彌補(bǔ)了原始霧封層技術(shù)無法提高路面抗滑性能的缺點(diǎn)，充分體現(xiàn)出了霧封層技術(shù)價(jià)格低廉的優(yōu)勢。

1 霧封層

霧封層技術(shù)作為一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施以成本低效果好著稱，并且在2004年年度《第二屆全國公路科技創(chuàng)新高層論壇》上得到推廣。隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，人們又研究出抗滑型霧封層技術(shù)，抗滑型霧封層可提高路面摩擦系數(shù)，解決原路面因進(jìn)行傳統(tǒng)霧封層施工后路面抗滑能力不足問題，如其他的處治方式一樣，霧封層不能顯著地增加現(xiàn)有路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，所以霧封層也只能用于沒有出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性病害的路面，除非在霧封層施工前對出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性病害的區(qū)域進(jìn)行有效處理。

1.1 霧封層在京秦高速公路上的應(yīng)用

在京秦高速上實(shí)施霧封層技術(shù)，并對實(shí)施前后的滲水系數(shù)、摩擦系數(shù)兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了檢測，滲水系數(shù)變化情況[1]如圖1所示。

從圖1中可知，實(shí)施前滲水系數(shù)基本上都在10 mL/min左右，且個(gè)別路段超過了15 mL/min，而實(shí)施后大部分路段的滲水系數(shù)都變?yōu)?，最高的路段也不超過3 mL/min，這說明實(shí)施霧封層技術(shù)很大程度上改善了路面的防滲水性能。

摩擦系數(shù)變化情況[1]如圖2所示。

圖2 霧封層試驗(yàn)段摩擦系數(shù)對比

從圖2中所知，實(shí)施霧封層前各試驗(yàn)段的摩擦系數(shù)基本都50～55 BPN之間，實(shí)施后兩天各路段的摩擦系數(shù)都降到了45 BPN以下，有了一定的效果，但經(jīng)過幾天后摩擦系數(shù)逐漸增大，實(shí)施一個(gè)月后幾乎接近了實(shí)施前的水平，所以在選擇霧封層措施時(shí)應(yīng)該保證路段的抗滑性能滿足要求。

1.2 霧封層在惠河高速公路中的應(yīng)用

惠河高速公路一期工程、二期工程分別于2001年年底和2003年年底建成開通運(yùn)營，于2007年5月實(shí)施了霧封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，而后對霧封層措施試驗(yàn)段的平整度指數(shù)[2]進(jìn)行了跟蹤檢測，結(jié)果如圖3所示。

圖3 霧封層路段IRI跟蹤檢測結(jié)果

從圖3中可以看出，在2007年9月實(shí)施霧封層技術(shù)后，各路段的IRI值與2006年10月時(shí)的IRI值相比有了小幅度的減小，但是在霧封層實(shí)施1年后，各路段的IRI值均大于實(shí)施措施前的水平，最高達(dá)到了3.5 m/km，惡化幅度較大?？梢婌F封層不能改善原路面的平整度水平。

1.3 霧封層在西安―潼關(guān)高速公路上的應(yīng)用

西潼高速公路分西安―臨潼、臨潼―渭南、渭南―潼關(guān)三段開工建設(shè)，分別于1990年12月、1996年12月、1999年10月建成通車，設(shè)計(jì)速度為120 km/h。本研究在西安到潼關(guān)高速公路上K94+100～K99+430、K99+750～K106+700、K107+200～K114+800三個(gè)路段鋪筑了霧封層試驗(yàn)段，并且對霧封層技術(shù)施工前、施工后一個(gè)月、施工后六個(gè)月、施工后八個(gè)月的滲水系數(shù)指標(biāo)進(jìn)行了跟蹤檢測。

霧封層實(shí)施前后各樁號滲水系數(shù)變化如圖4～圖6所示。

圖4 霧封層措施前后樁號(1～30)滲水系數(shù)變化對比

圖5 霧封層措施前后樁號(32～62)滲水系數(shù)變化對比

圖6 霧封層措施前后樁號(63～94)滲水系數(shù)變化對比

結(jié)論：從圖4～圖6中可以看出，實(shí)施霧封層措施后的路面各樁號滲水系數(shù)要明顯小于實(shí)施前的路面，且在通車一個(gè)月、六個(gè)月、八個(gè)月后路面各樁號的滲水系數(shù)繼續(xù)減小，這說明霧封層技術(shù)對提高路面防滲水性能的效果比較明顯。

1.4 抗滑型霧封層在廬銅高速公路上的應(yīng)用

抗滑型霧封層是一種新型高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，利用專用設(shè)備將具有良好滲透性的油劑型霧封層材料和鐵鋼砂均勻的灑布到瀝青路面上，霧封層材料可以填封微小裂縫和表面空隙，起到防水和抑制松散的作用，防止路面材料進(jìn)一步老化。為了對今后的養(yǎng)護(hù)決策提供科學(xué)依據(jù)，利用抗滑型霧封層的抗滑性、防水性、耐久性以及施工便捷快速等優(yōu)勢，在2017年9月對廬銅(廬江至銅陵)高速K1166+352～K1166+662的行車道實(shí)施了抗滑霧封層技術(shù)[3]，實(shí)施前后不同位置的構(gòu)造深度、摩擦系數(shù)、滲水系數(shù)如表1所示。

表1 霧封層技術(shù)實(shí)施前后抗滑擺值、構(gòu)造深度、滲水系數(shù)對比

從表1中可以看出，實(shí)施抗滑霧封層技術(shù)后路面的抗滑性能明顯提高，滿足了行車安全的要求，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)霧封層技術(shù)不能提高抗滑性能的缺點(diǎn)。

2 薄層罩面

薄層罩面作為一種傳統(tǒng)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施最早是在法國得到應(yīng)用，在法國，薄瀝青混凝土面層的定義為用純?yōu)r青或改性瀝青、集料及可能的添加劑(礦質(zhì)的或有機(jī)的)制成的混合料，攤鋪厚度在30～40 mm。在我國養(yǎng)護(hù)規(guī)范中，薄層罩面適用于路面平整度較好、車轍深度小于10 mm、路面無結(jié)構(gòu)性破壞，為提高路面表面層服務(wù)功能的養(yǎng)護(hù)維修措施，也適用于新建公路的磨耗層。薄層罩面用于瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是：服務(wù)壽命延長，能承受重載交通和高剪應(yīng)力，表面平整性能好，可被鋪成需要的厚度、縱坡度和橫坡度，中斷交通時(shí)間短。

2.1 薄層罩面在青銀高速公路(河北段)上的應(yīng)用

青銀高速公路河北段，全長181.859 km，主線以河北石家莊為中心，西接山西太原，東達(dá)山東濟(jì)南，是冀中平原的經(jīng)濟(jì)大動脈和運(yùn)輸主通道，于2005年12月建成通車。在運(yùn)營數(shù)年后，對K459+461～K640+373進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)一些路段產(chǎn)生了輕微橫向、縱向裂縫以及不規(guī)則裂縫等輕微病害，個(gè)別路段甚至出現(xiàn)了更為嚴(yán)重的裂縫。在K475+000～K503+000實(shí)施薄層罩面技術(shù)，并對不同區(qū)間的抗滑性能、平整度、車轍深度進(jìn)行檢測結(jié)果[4]如表2所示。

表2 薄層罩面技術(shù)實(shí)施后數(shù)據(jù)檢測結(jié)果

從表2中可以看出，實(shí)施薄層罩面技術(shù)后，各位置的橫向力系數(shù)基本都在65以上，說明薄層罩面可以有效提高路面的抗滑性能，平整度指數(shù)基本都小于1 m/km，車轍深度也都達(dá)到了優(yōu)秀的水平，使得路面行車更加安全，而與其他的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)有所不同的是，薄層罩面在一定程度上提高了路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，實(shí)施后各段的彎沉都達(dá)到了<20的標(biāo)準(zhǔn)，一定程度上改善了路面的性能。

2.2 薄層罩面在國道G321線上的應(yīng)用

國道G321線起點(diǎn)為廣東廣州，終點(diǎn)為四川成都，全長2 220 km，路面為雙向四車道。試驗(yàn)路段為廣東省肇慶市西段，具體位置為：K159+540～K159+680、K159+680～K159+820、K159+820～K159+960、K159+960～K160+090。在實(shí)施薄層罩面技術(shù)后，對4個(gè)路段中8個(gè)點(diǎn)的滲水性能進(jìn)行了檢測，檢測結(jié)果如表3所示。

表3 實(shí)施措施后試驗(yàn)路滲水系數(shù)檢測結(jié)果

從表3中可以看出，在實(shí)施薄層罩面技術(shù)后，測試的8個(gè)點(diǎn)中有7個(gè)點(diǎn)不滲水，另一點(diǎn)滲水系數(shù)為56 mL/min，但仍然滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定(≤80)的要求，這說明薄層罩面措施的防滲水效果很好。對4個(gè)路段的構(gòu)造深度進(jìn)行了檢測，結(jié)果如表4所示。

表4 試驗(yàn)路構(gòu)造深度檢測結(jié)果 單位:mm

從表4中可以看出，在實(shí)施薄層罩面措施后，各路段均有較好的抗滑性能，在通車半年后，4個(gè)路段的構(gòu)造深度均有不同程度的減小，但仍然能滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定(≥0.55)的要求。

2.3 薄層罩面在連霍高速公路商丘段上的應(yīng)用

試驗(yàn)路選擇在連霍高速公路商丘段K295～K300處，此路段通車早、交通密度大、重載車輛多，在運(yùn)營數(shù)年后路面性能逐漸衰減，公路養(yǎng)護(hù)部門實(shí)施薄層罩面技術(shù)，并對實(shí)施后路面的構(gòu)造深度、摩擦系數(shù)、車轍深度等指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，為了便于比較計(jì)算出平均值結(jié)果，如表5所示。

從表5中可知，實(shí)施薄層罩面技術(shù)后，路面的構(gòu)造深度、摩擦系數(shù)均有不同程度的提高，說明薄層罩面技術(shù)可以提高路面的抗滑性能，同時(shí)車轍深度與原路面相比減小了很多，保證了行車的安全。

表5 措施實(shí)施前后構(gòu)造深度、摩擦系數(shù)、車轍深度對比

3 結(jié) 論

根根據(jù)收集的霧封層實(shí)體工程數(shù)據(jù)以及本研究鋪筑的試驗(yàn)段數(shù)據(jù)，結(jié)合霧封層技術(shù)自身的特點(diǎn)可知，傳統(tǒng)霧封層技術(shù)能有效防止水下滲到路面的結(jié)構(gòu)層，起到保護(hù)路面的作用，對于路面的輕微裂縫也有一定的作用，而霧封層不宜用于表面裂縫較嚴(yán)重的路面，對于車轍、坑槽、平整度及較嚴(yán)重的松散也無處治效果，更不能抑制路面的結(jié)構(gòu)性病害的發(fā)展，抗滑型霧封層在具有傳統(tǒng)霧封層的性能基礎(chǔ)上可以改善路面的抗滑性能。薄層罩面技術(shù)所具有的性能與霧封層技術(shù)有所不同，它不僅能提高路面的抗滑性能、防滲水性能，治理路面的車轍、輕微裂縫，對路面坑槽、平整度也有一定的效果，而與其他預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)不同的是薄層罩面技術(shù)可以在一定程度上提高路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，最終得到兩種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的決策矩陣，如表6所示。養(yǎng)護(hù)部門可以根據(jù)兩種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)，結(jié)合路面的具體病害來選擇相應(yīng)的技術(shù)，有一定的指導(dǎo)作用。

表6 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策矩陣