霧封層瀝青路面修復(fù)效果分析

張俊猛

摘要：霧封層技術(shù)選用一種新型路面養(yǎng)護(hù)劑，使養(yǎng)護(hù)材料可滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，激活路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部瀝青的活性，恢復(fù)路面材料的使用性能。文章闡述了霧封層的概念、技術(shù)特點(diǎn)，分析了霧封層路面封閉的機(jī)理，并依托晉濟(jì)高速公路瀝青路面霧封層養(yǎng)護(hù)實(shí)踐，通過(guò)對(duì)養(yǎng)護(hù)前后試驗(yàn)段路面構(gòu)造深度、抗滑擺值、滲水系數(shù)和滲透深度進(jìn)行檢測(cè)分析，得出養(yǎng)護(hù)后瀝青路面使用性能明顯恢復(fù)，達(dá)到了預(yù)期的養(yǎng)護(hù)效果。

關(guān)鍵詞：瀝青路面;霧封層;路面構(gòu)造深度;抗滑擺值;滲水系數(shù);滲透深度

0 引言

以往，改性瀝青和乳化瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)只能修復(fù)瀝青路面的一些細(xì)微裂縫，對(duì)路表裂隙進(jìn)行簡(jiǎn)單封閉，不能從根本上處治瀝青路面早期病害，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，路面很快就會(huì)出現(xiàn)破損。霧封層技術(shù)具有施工效率高、節(jié)約能源、施工成本低等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可直接噴灑在道路表面，修復(fù)寬度3 mm以下的裂縫，封閉瀝青路面的裂隙，防止水分滲入，保護(hù)路面結(jié)構(gòu)，粘結(jié)已經(jīng)松散的瀝青路面材料，防止破損加劇，降低老化、風(fēng)化對(duì)路面結(jié)構(gòu)的破壞作用。霧封層技術(shù)不僅可以延緩瀝青路面早期病害的產(chǎn)生，恢復(fù)路面材料的使用性能，激活瀝青材料的粘性，還可從根本上改善路面材料的性能，提高道路結(jié)構(gòu)的承載能力，延長(zhǎng)道路的使用壽命。

1 霧封層技術(shù)概述

1.1 霧封層技術(shù)簡(jiǎn)介

霧封層技術(shù)是按照一定比例加入一種新型路面養(yǎng)護(hù)劑拌和而成的新型改性乳化瀝青流體材料，使用專(zhuān)門(mén)的施工設(shè)備噴灑到待修復(fù)的瀝青路面上的一種養(yǎng)護(hù)技術(shù)。施工機(jī)械通過(guò)專(zhuān)用高壓噴射頭將新型改性乳化瀝青流體材料霧化，噴灑到路面上形成一層封層結(jié)構(gòu)，對(duì)瀝青路面的破損部位進(jìn)行修復(fù)。霧封層技術(shù)選用的是一種高滲透性的改性乳化瀝青，可以激活路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的瀝青材料，在路面表面形成一層緊密的防水層，封閉路面內(nèi)部的空隙，隔離路表自由水，有效阻止自由水滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，防止產(chǎn)生水破壞，保護(hù)路面結(jié)構(gòu)，進(jìn)而達(dá)到延長(zhǎng)路面使用壽命的目的。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

（1）高滲透性。霧封層中的有機(jī)高分子成分可以通過(guò)瀝青路面的裂縫滲透到結(jié)構(gòu)內(nèi)部，與原路面的瀝青材料發(fā)生交換反應(yīng)，激活瀝青的粘附性。

（2）高修復(fù)性。霧封層技術(shù)通過(guò)激活原路面瀝青的活性，恢復(fù)了路面材料的使用性能，延緩了瀝青路面的老化，進(jìn)而恢復(fù)了瀝青路面的使用性能，修復(fù)性良好。

2 瀝青路面霧封層強(qiáng)度形成機(jī)理

霧封層技術(shù)可以修復(fù)瀝青路面的微小裂縫，封閉路表孔隙，防止水分滲入。舊路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部由于長(zhǎng)時(shí)間使用，水分已基本散失，再加上風(fēng)化、老化作用，瀝青材料失去了原有的活性。使用霧封層技術(shù)修補(bǔ)后的瀝青面層材料，由于相似相溶原理，瀝青的活性被激活。霧封層在路面結(jié)構(gòu)能形成很薄的瀝青層，封閉了路表孔隙，新舊瀝青材料將路面松散材料粘結(jié)在一起，形成一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

霧封層技術(shù)所選用的新型改性乳化瀝青材料被噴灑到路面結(jié)構(gòu)上以后，養(yǎng)護(hù)劑會(huì)迅速擴(kuò)散到路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，與舊瀝青發(fā)生相似相溶反應(yīng)，激活瀝青的粘結(jié)性。激活后的舊瀝青與新材料融合為一體，當(dāng)空氣和水分揮發(fā)后，就會(huì)在路面表面形成一層保護(hù)膜，封閉路表孔隙，起到防水和保護(hù)路面結(jié)構(gòu)的作用。

3 路面修復(fù)效果檢測(cè)分析

3.1 霧封層養(yǎng)護(hù)方案

為了驗(yàn)證瀝青路面霧封層的養(yǎng)護(hù)效果，在晉濟(jì)高速公路養(yǎng)護(hù)過(guò)程中建立1 km試驗(yàn)段，并制定施工方案，完工后檢測(cè)對(duì)比分析霧封層與普通瀝青路面養(yǎng)護(hù)的效果。在試驗(yàn)段每隔100 m布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別在養(yǎng)護(hù)前后對(duì)路面構(gòu)造深度、抗滑擺值、滲水系數(shù)和滲透深度等主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，分析加固效果。

3.2 路面構(gòu)造深度檢測(cè)分析

瀝青路面構(gòu)造深度采用手工鋪砂法檢測(cè)，分別在施工前和施工后進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)合《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTG 3450-2019）中的相關(guān)規(guī)定，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。瀝青路面養(yǎng)護(hù)前后構(gòu)造深度檢測(cè)結(jié)果如表1所示，構(gòu)造深度分布曲線如圖1所示。

按照《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTG 3450-2019）中的相關(guān)規(guī)定，瀝青路面構(gòu)造深度≥0.55 mm。結(jié)合表1數(shù)據(jù)和圖1數(shù)據(jù)分析可知，霧封層養(yǎng)護(hù)前后，構(gòu)造深度TD值均>0.55 mm，符合規(guī)范要求。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，養(yǎng)護(hù)后瀝青路面的構(gòu)造深度TD較養(yǎng)護(hù)前明顯降低，最低值達(dá)到0.59 mm。構(gòu)造深度TD養(yǎng)護(hù)前平均值為0.799 mm，養(yǎng)護(hù)后平均值為0.657 mm，總體下降了17.77%。養(yǎng)護(hù)后路面構(gòu)造深度TD雖然下降了，但是有利于排水，減少路面損壞，可以延長(zhǎng)路面的使用壽命。

3.3 路面抗滑擺值檢測(cè)分析

瀝青路面抗滑擺值檢測(cè)采用擺式儀測(cè)定法，對(duì)養(yǎng)護(hù)前后的摩擦系數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。記錄數(shù)據(jù)如表2所示，養(yǎng)護(hù)前后路面抗滑擺值分布曲線如圖2所示。

按照規(guī)范要求，瀝青路面摩擦系數(shù)抗滑擺值應(yīng)≥42 BPN。養(yǎng)護(hù)前后瀝青路面摩擦系數(shù)抗滑擺值均有所下降，且養(yǎng)護(hù)后較養(yǎng)護(hù)前有所下降。路面摩擦系數(shù)抗滑擺值養(yǎng)護(hù)前平均值為51.2 BPN，養(yǎng)護(hù)后平均值為46.3 BPN，總體下降了9.57%。說(shuō)明養(yǎng)護(hù)前后瀝青路面抗滑擺值沒(méi)有發(fā)生較大變化，控制得較好，霧封層修復(fù)后瀝青路面抗滑性能良好。

3.4 路面滲水系數(shù)檢測(cè)分析

瀝青路面滲水系數(shù)檢測(cè)采用滲水儀測(cè)定法。霧封層養(yǎng)護(hù)前后滲水系數(shù)檢測(cè)值詳見(jiàn)表3，各測(cè)點(diǎn)滲水系數(shù)分布曲線如圖3所示。

分析表3數(shù)據(jù)和圖3分布曲線可知，養(yǎng)護(hù)前瀝青路面的滲水系數(shù)較大，如果不進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，容易產(chǎn)生滲水，長(zhǎng)時(shí)間作用會(huì)出現(xiàn)水破壞，導(dǎo)致瀝青路面剝落，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)松散等病害，縮短路面使用壽命。霧封層養(yǎng)護(hù)后，滲水系數(shù)大幅度下降，總體下降了80.73%，其中最大值為2.01 ml/min，滿足規(guī)范要求。這是因?yàn)殪F封層處理后，瀝青路面的微小裂縫被修復(fù)，滲水系數(shù)大幅下降。另外，也可以減少路面自由水的滲透作用，有效預(yù)防水破壞，延長(zhǎng)路面使用壽命。

3.5 路面滲透深度檢測(cè)分析

霧封層養(yǎng)護(hù)瀝青路面滲透深度檢測(cè)采用鉆芯取樣法，每100 m選取1處有代表性的位置鉆芯取樣，試驗(yàn)確定滲水深度。滲透深度記錄如表4所示。

分析表4數(shù)據(jù)，得出霧封層修復(fù)后的瀝青路面滲透深度平均值達(dá)到了5.624 mm，說(shuō)明霧封層養(yǎng)護(hù)施工后明顯提高了瀝青路面的抗?jié)B性能，養(yǎng)護(hù)效果良好。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合晉濟(jì)高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)實(shí)踐，建立試驗(yàn)段，對(duì)霧封層修復(fù)前后的瀝青路面構(gòu)造深度、抗滑擺值、滲水系數(shù)和滲透深度進(jìn)行檢測(cè)分析，得出以下結(jié)論：

（1）霧封層養(yǎng)護(hù)前后構(gòu)造深度TD檢測(cè)值均滿足規(guī)范要求，雖養(yǎng)護(hù)后明顯降低，總體下降了17.77%左右，但有利于路面排水。

（2）瀝青路面摩擦系數(shù)抗滑擺值在霧封層養(yǎng)護(hù)后有小幅下降，總體下降了9.57%左右，且檢測(cè)值均高于42 BPN，說(shuō)明修復(fù)后瀝青路面抗滑性能良好。

（3）養(yǎng)護(hù)后瀝青路面的滲水系數(shù)大幅度下降，總體下降80.73%左右，說(shuō)明養(yǎng)護(hù)后有效修復(fù)了瀝青路面的微小裂縫，防止產(chǎn)生水破壞，延長(zhǎng)了路面使用壽命。

（4）霧封層修復(fù)后的瀝青路面滲透深度平均值達(dá)到了5.624 mm，瀝青路面的抗?jié)B性能明顯提高，說(shuō)明養(yǎng)護(hù)效果良好。

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