路面含砂霧封層養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)研究

李 浩

(南召縣通達(dá)公路工程有限公司，河南 南陽 473000)

0 引言

在公路運(yùn)營(yíng)期間，由于行車荷載和自然因素的反復(fù)作用，加上服務(wù)時(shí)間的持續(xù)增加，路面服務(wù)水平持續(xù)下降。為了保證道路技術(shù)狀況良好，必須定期根據(jù)實(shí)際路況進(jìn)行必要的維修養(yǎng)護(hù)。含砂霧封層是在普通霧封層基礎(chǔ)上發(fā)展而來。相比普通霧封層，含砂霧封層需要采用專用的設(shè)備，即含砂霧封層高壓噴灑車，將乳化瀝青、細(xì)粒砂等原料攪拌而成的混合料均勻噴灑到瀝青路面，形成一薄層，可起到封閉路面微裂縫、防止雨水滲透及避免石料脫落等功能。因此，在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工中，含砂霧封層施工技術(shù)占有重要的地位，在公路工程養(yǎng)護(hù)維修中值得大力推廣與應(yīng)用。

1 含砂霧封層性能特點(diǎn)

1.1 材料性能

1.1.1 原液性能

19世紀(jì)早期，為了控制瀝青路面表層灰塵污染，往往會(huì)選擇噴灑乳化瀝青。經(jīng)長(zhǎng)期實(shí)踐后，發(fā)現(xiàn)噴灑適量乳化瀝青還可以起到改善路面使用性能的作用。隨著經(jīng)驗(yàn)的不斷累積，根據(jù)路面狀況的各種需求，可以適量摻加不同的改性劑，從而起到改善路面使用性能的目的。比如抗剝落劑、穩(wěn)定劑等，這些添加劑均可改善原液的性能。原液性能對(duì)于含砂霧封層材料的耐久性而言影響很大。因此，需要根據(jù)路面實(shí)際狀況，合理選擇改性劑，并有針對(duì)性地進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)，從而獲取較大的養(yǎng)護(hù)效果。

1.1.2 固化時(shí)間

對(duì)于含砂霧封層材料性能而言，原液的固化時(shí)間也是一大影響因素。一般來講，霧封層材料的固化過程經(jīng)歷2個(gè)時(shí)期：前期屬于原液破乳階段，水分大量蒸發(fā)，瀝青基材料不斷富集；后期屬于路面修復(fù)階段，原液和舊路面逐步固化，從而形成一定強(qiáng)度，直至滿足規(guī)定要求?；陟F封層材料自身特點(diǎn)，若原液固化時(shí)間不足，容易出現(xiàn)原液在滲透到裂縫之間便已經(jīng)產(chǎn)生固結(jié)狀態(tài)。這種情況下，極易脫落，無法達(dá)到預(yù)期效果。但是，若固化時(shí)間太久，則會(huì)對(duì)交通通行造成不利影響。

1.2 原路面狀況

原路面狀況也會(huì)對(duì)含砂霧封層產(chǎn)生一定影響。比如原路面集料的耐磨性及表面構(gòu)造等，均會(huì)影響含砂霧封層的耐久性。因此，在路面養(yǎng)護(hù)含砂霧封層施工中，必須重視原路面的實(shí)際狀況。

1.3 施工工藝

在含砂霧封層施工中，灑布量十分關(guān)鍵，主要通過原路面的技術(shù)狀況來確定含砂霧封層技術(shù)的灑布量。常見影響因素主要有級(jí)配類型、路面病害實(shí)際情況等。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，灑布量不足，將會(huì)減短固化時(shí)間，這種情況下，很難修復(fù)微裂縫，或者導(dǎo)致空隙無法完全封閉；反之，若灑布量太多，則會(huì)大大降低路面抗滑性能。因此，需要因地制宜，結(jié)合實(shí)際情況，合理控制含砂霧封層技術(shù)的灑布量。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，在霧封層材料灑布量控制中，當(dāng)原液用量為50%時(shí)，稀釋比例為1:1，致密表面的灑布量可控制在0.15～0.50 L/m2；同樣條件下，粗糙表面的灑布量則可控制在0.4～1.0 L/m2。

2 工程概況

某公路工程屬于連接兩地的重要通道。經(jīng)路面調(diào)查報(bào)告可知，該路段路面承載能力良好，破損程度較輕，但是由于通車運(yùn)營(yíng)時(shí)間較長(zhǎng)，局部路段路面已出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為瀝青膜剝落。經(jīng)病害特點(diǎn)分析，可采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。多方商議后，最終決定采用含砂霧封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行施工。

3 路面狀況檢測(cè)分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)路面調(diào)查可知，該路段屬于雙向四車道，試驗(yàn)段長(zhǎng)度為1 000 m，為了確定具體養(yǎng)護(hù)技術(shù)，決定對(duì)路面的構(gòu)造深度、滲水系數(shù)等進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)價(jià)分析。

3.1 構(gòu)造深度

試驗(yàn)段構(gòu)造深度檢測(cè)中，選擇4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，對(duì)4個(gè)車道分別進(jìn)行構(gòu)造深度檢測(cè)，所得結(jié)果如表1所示。所有檢測(cè)點(diǎn)的構(gòu)造深度在0.27～0.42 mm，差距不大。無論上行還是下行車道，1車道的構(gòu)造深度均在2車道以下。

表1 舊路面構(gòu)造深度檢測(cè)結(jié)果

3.2 抗滑擺值

為了檢測(cè)路面的抗滑性能，主要檢測(cè)路面的抗滑擺值。同樣選擇4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，對(duì)4個(gè)車道分別進(jìn)行抗滑擺值檢測(cè)，所得結(jié)果如表2所示。上、下行1車道的抗滑擺值均超過60 BPN，最高值可達(dá)到70 BPN。相比之下，2車道的抗滑擺值相對(duì)較低，須做好預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工。

表2 舊路面抗滑擺值檢測(cè)結(jié)果

3.3 滲水系數(shù)

通過檢測(cè)4個(gè)車道的滲水系數(shù)，未見滲水現(xiàn)象，由此可見，本試驗(yàn)段具有良好的抗?jié)B能力。

根據(jù)路面病害調(diào)查，本路段局部路面存在一些橫向裂縫，且舊路面構(gòu)造深度較小，2車道舊路面抗滑擺值較低，路面抗?jié)B性能良好。這種情況下，可采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。為了快速恢復(fù)舊路面使用性能，可采用含砂霧封層施工工藝，最終確定灑布量為0.6 kg/m2。

4 含砂霧封層路面技術(shù)狀況要求

含砂霧封層技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)際上就是在原路面上加鋪一層薄膜。相比其他養(yǎng)護(hù)技術(shù)，含砂霧封層技術(shù)僅能修復(fù)表層路面病害，無法改變舊路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，無法增強(qiáng)舊路面結(jié)構(gòu)承載能力。因此，在施工中，對(duì)于舊路面，含砂霧封層技術(shù)的要求如下。

4.1 對(duì)封層材料具有良好的吸收效果

在適用性方面，應(yīng)用含砂霧封層應(yīng)重點(diǎn)考慮舊路面對(duì)封層材料的吸收效果。若路面屬于表面致密型，在乳化瀝青吸收方面很難達(dá)到預(yù)期效果，無法充分吸收。這種情況下，將會(huì)降低路表的摩擦系數(shù)，甚至?xí)纬晒饣砻?，?duì)行車安全影響較大。這說明霧封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)只有在滲透性較好的乳化瀝青路面使用才能達(dá)到良好效果。

4.2 強(qiáng)度和剛度良好

在瀝青路面中，舊路面及其基層在整個(gè)路面結(jié)構(gòu)中屬于承重層，因此，需要承擔(dān)荷載作用。在長(zhǎng)期反復(fù)碾壓作用下，很難產(chǎn)生殘余變形情況，或很難出現(xiàn)剪切、彎拉破壞。

4.3 整體穩(wěn)定性良好

在影響工后路面穩(wěn)定性的因素中，舊路面的整體水穩(wěn)性、抗車轍性能影響較大。因此，在含砂霧封層施工后，基本上不會(huì)改善路面的穩(wěn)定性，也就是說，含砂霧封層技術(shù)的應(yīng)用不具備結(jié)構(gòu)抗應(yīng)變作用。因此，在對(duì)原路面選擇時(shí)，必須保證路面的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性良好。

4.4 表面平整且潔凈

在含砂霧封層施工中，經(jīng)大量實(shí)踐可知，含砂霧封層無法改變路面的平整度，因此，在施工前，對(duì)于平整度較差的路面，須提前做好處理。除此之外，還須保證路面潔凈、無雜物，只有這樣才能保證路面質(zhì)量。

4.5 路面病害要求

當(dāng)路面出現(xiàn)貧油、微裂縫、老化現(xiàn)象時(shí)，一般可采用含砂霧封層施工工藝進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。根據(jù)微觀路面標(biāo)準(zhǔn)，適用于路面含砂霧封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的病害情況如下：輕微縱、橫裂縫；輕微表面不平整；老化程度較小、松散現(xiàn)象輕微；滲水程度??；路面溫度在15℃以上。

4.6 交通狀況要求

按照現(xiàn)行公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)定要求，根據(jù)每車道、每天大客車及中型以上的各種貨車交通量，將公路交通量進(jìn)行不同等級(jí)劃分，基本上可劃分為4個(gè)等級(jí)。①輕交通等級(jí)，大客車及中型以上的各種貨車交通量小于600輛/(d·車道)。②中等交通等級(jí)，大客車及中型以上的各種貨車交通量600～1 500輛/(d·車道)。③重交通等級(jí)，大客車及中型以上的各種貨車交通量1 500～3 000輛/(d·車道)。④特重交通等級(jí)，大客車及中型以上的各種貨車交通量大于3 000輛/(d·車道)。

普通霧封層技術(shù)在改善舊路面使用性能的時(shí)候會(huì)降低路面摩擦性能。相比之下，含砂霧封層技術(shù)能夠克服普通霧封層的缺點(diǎn)，具有更好的適用性。根據(jù)該工程實(shí)際情況，在中輕交通等級(jí)的瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工中，可采用含砂霧封層技術(shù)，具有良好的應(yīng)用效果。

5 路面含砂霧封層養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)

5.1 施工準(zhǔn)備

施工前，須做好交通管制工作。對(duì)于施工作業(yè)面，應(yīng)進(jìn)行局部行車道封閉處理，并在明顯位置放置安全標(biāo)識(shí)。在施工材料、施工設(shè)備準(zhǔn)備好的情況準(zhǔn)時(shí)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。施工前，還需要清理干凈原路面，將影響路面粘結(jié)性的雜物徹底清除，比如砂礫、油污等。特殊情況下，須采取吹風(fēng)設(shè)備、高壓水槍等設(shè)備進(jìn)行清理。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)定要求，含砂霧封層技術(shù)適用路面的宏觀指標(biāo)要求中，一級(jí)公路的路況指數(shù)中PSSI、PCI、SRI、RQI，要求均控制在不小于85；二級(jí)及以下公路的路況指數(shù)中PSSI、PCI、SRI、RQI，要求均控制在不小于80。

5.2 施工要點(diǎn)

在施工時(shí)，可采取人工方式進(jìn)行小面積涂刷處理，保證瀝青路面涂刷均勻。若施工面積較大時(shí)，則須采取專用的高壓噴灑機(jī)械，保證設(shè)備由電腦控制流量，確保能夠均勻噴灑。按照路面實(shí)際情況，合理選擇材料、噴灑遍數(shù)，具體如下。

1)當(dāng)路面狀況平整，未見裂紋、坑槽的情況下，含砂霧封層可進(jìn)行1～2遍噴灑，保證噴灑均勻。

2)當(dāng)路面狀況平整，存在少量車轍、麻面、微裂縫的情況下，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行2～3遍含砂霧封層材料噴灑，保證噴灑均勻。

3)當(dāng)路面不平整，且存在坑槽等病害，須先進(jìn)行舊路面病害處理，隨后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行2～3遍含砂霧封層材料噴灑，保證噴灑均勻。

完成含砂霧封層噴灑施工后，即可進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工，封閉養(yǎng)護(hù)4 h左右，便可將施工作業(yè)面上的施工工具、材料等移除，保證后期通行暢通。

5.3 注意事項(xiàng)

施工過程中，須確?？諝饬魍ǎＷC含砂霧封層材料灑布均勻。施工前，還需要關(guān)注氣象方面，施工前后重視氣溫等問題，保證施工過程中氣溫超過10℃，且空氣濕度不宜太高。施工結(jié)束后，確保1 d內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)降雨現(xiàn)象，避免對(duì)施工質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。交通開放后，應(yīng)保證含砂霧封層已處于固結(jié)狀態(tài)。

5.4 質(zhì)量檢測(cè)

施工結(jié)束后，針對(duì)路面性能狀況進(jìn)行了為期2年的跟蹤觀測(cè)，檢測(cè)點(diǎn)設(shè)在上行2車道1檢測(cè)點(diǎn)，主要檢測(cè)指標(biāo)包括路面的構(gòu)造深度和抗滑擺值，所得結(jié)果如下。

1)構(gòu)造深度。施工前原路面的構(gòu)造深度檢測(cè)結(jié)果為0.41 mm，工后構(gòu)造深度為0.14 mm，工后6個(gè)月為0.26 mm，工后12個(gè)月為0.29 mm，工后24個(gè)月為0.38 mm。

2)抗滑擺值。施工前原路面的抗滑擺值檢測(cè)結(jié)果為46 BPN，工后抗滑擺值為59 BPN，工后6個(gè)月為49 BPN，工后12個(gè)月為47 BPN，工后24個(gè)月為47 BPN。

由此可見，原路面經(jīng)含砂霧封層施工后，路面的構(gòu)造深度呈現(xiàn)出由低到高的發(fā)展趨勢(shì)。而路面抗滑擺值，則呈現(xiàn)出先由高到低，再逐步恢復(fù)的趨勢(shì)。究其原因，主要在于原路面通車運(yùn)營(yíng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，路面抗滑能力下降，在剛結(jié)束含砂霧封層施工后，路面細(xì)砂和集料之間的粘結(jié)效果良好，可形成粗糙路表，提高路面的抗滑擺值。但是經(jīng)過一段時(shí)間的通行，車輛反復(fù)碾壓，有一些細(xì)砂脫落，在此過程中路面的抗滑擺值下降，隨后路面抗滑逐步恢復(fù)?？傮w來講，瀝青路面構(gòu)造在相對(duì)較好的情況下，養(yǎng)護(hù)時(shí)采用含砂霧封層技術(shù)具有良好的應(yīng)用效果。

6 結(jié)語

隨著我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)的迅速發(fā)展，瀝青路面因其優(yōu)越的性能在高等級(jí)公路施工中得到了廣泛應(yīng)用與推廣。然而，隨著路面使用年限的不斷增長(zhǎng)，在汽車軸載持續(xù)加大和渠化交通等因素的影響下，路面往往會(huì)出現(xiàn)不同程度的早期病害。含砂霧封層施工技術(shù)在瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工中的應(yīng)用，可有效治理路面松散病害，防止路面病害進(jìn)一步發(fā)展，全面提升工程施工質(zhì)量。