改性乳化瀝青含砂霧封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)

范俊嫘

（上饒市廣豐公路事業(yè)發(fā)展中心，江西廣豐 334600）

0 引言

改性乳化瀝青含砂霧封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用能夠增加路表瀝青的黏結(jié)力，可以對(duì)微小裂縫進(jìn)行填堵，防止路表水滲透到路面結(jié)構(gòu)中。在該技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)需要做好材料配比設(shè)計(jì)，并且規(guī)范施工技術(shù)行為，以保證路面的粗糙度增加，提升路面的抗滑性能，從而滿足公路養(yǎng)護(hù)工程的要求。

1 含砂霧封層作用機(jī)理分析

含砂霧封層是目前比較廣泛應(yīng)用的技術(shù)，含砂霧封層材料主要分為傳統(tǒng)含砂霧封層與新型含砂霧封層兩種類型。傳統(tǒng)含砂霧封層的施工材料主要是乳化瀝青或者改性乳化瀝青。在破乳后，其路面表層會(huì)出現(xiàn)一層薄膜，薄膜主要為瀝青與水的混合物。新型含砂霧封層材料主要是溶劑材料的類型，內(nèi)部含水量比較少，與傳統(tǒng)材料對(duì)比分析，施工環(huán)節(jié)不需要加熱處理，也不需要稀釋處理，其主要組成部分是精制瀝青、再生劑、溶劑以及其他溶劑等組成的黑色溶液，如瀝再生、HAP、CAP 和SUPREME 等。含砂霧封層作用機(jī)理分述如下。

1.1 防水性能

含砂霧封層材料本身具備乳液細(xì)度、濃度以及表面張力等特點(diǎn)。在含砂霧封層施工中，材料能夠快速滲透到瀝青路面的深部，通過(guò)破乳、固化等堵塞滲水微觀通道，達(dá)到防水、防滲的目標(biāo)。同時(shí)在材料應(yīng)用時(shí)能夠滲透到瀝青路面裂縫位置上，可以有效地預(yù)防裂縫的擴(kuò)展；含砂霧封層材料中加入一定比例的纖維材料可以全面提升其延展性，避免冬季環(huán)境溫度較低的情況下，發(fā)生開裂的問(wèn)題。乳化瀝青濃度在一定的范圍內(nèi)會(huì)影響滲透性能，若濃度越小則滲透深度越大。倘若濃度過(guò)小，乳化瀝青破乳之后，就不能形成有效的保護(hù)層，起不到封閉縫隙以及控制裂縫問(wèn)題出現(xiàn)的作用，因此在確定乳化瀝青濃度時(shí)，需要按照設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行。

1.2 抗老化性能

加入還原劑之后，能夠提高瀝青材料的抗老化性能，延緩老化的速度，同時(shí)還能對(duì)已經(jīng)發(fā)生老化的瀝青材料進(jìn)行復(fù)原處理。噴撒瀝青還原劑，在表面形成保護(hù)膜，構(gòu)建一層保護(hù)屏障，有效地隔絕紫外線，避免陽(yáng)光直射而導(dǎo)致的嚴(yán)重老化問(wèn)題出現(xiàn)。同時(shí)，應(yīng)用瀝青還原劑后，還可以將瀝青中的油分、增塑劑鎖定在材料內(nèi)。在滲透的過(guò)程中，新型含砂霧封層材料中應(yīng)用的再生劑會(huì)持續(xù)性地流入裂縫，與原結(jié)構(gòu)進(jìn)行吸附并且發(fā)生物理、化學(xué)的反應(yīng)，將瀝青組分做出改變，對(duì)于老化的瀝青有一定的修復(fù)效果，能夠達(dá)到韌性、黏結(jié)性的要求。提高瀝青路面的通行效果和質(zhì)量，還能夠避免水分進(jìn)入內(nèi)部。乳化瀝青經(jīng)過(guò)破乳后，在集料與老瀝青膜外表面形成全新的保護(hù)膜，使得老化瀝青與松散集料的黏結(jié)性能進(jìn)一步地提升，預(yù)防病害問(wèn)題延伸與發(fā)展，保護(hù)路面的性能，延長(zhǎng)使用壽命。

1.3 持久性能

瀝青還原劑中含有特殊表面活性劑，有較高的黏結(jié)性能，可以牢固地吸附在瀝青路面的表面，有效地鎖住瀝青材料，同時(shí)也能夠保持骨料的穩(wěn)定性。含砂霧封層材料內(nèi)有部分礦物質(zhì)組分，具備較高的耐磨性、高溫穩(wěn)定性，再加入纖維材料后，具備一定的低溫抗裂性能。加入添加劑后，含砂霧封層材料可以有效地抵抗化工產(chǎn)品對(duì)路面的侵蝕，特別是冬季北方融雪劑以及撒落到路面的油漬，延長(zhǎng)路面的使用壽命，促進(jìn)表面性能的提升。

1.4 抗滑性能

加入必要的砂子，粒徑符合要求，通常還要和還原劑充分地混合，直接噴撒到路面表層。瀝青還原劑含有部分特殊的表面活性劑，黏結(jié)性能良好，砂粒與舊瀝青材料牢固黏結(jié)，避免含砂霧封層抗滑性不合格的情況，確保路面摩擦效果，提高交通運(yùn)行的能力。

2 含砂霧封層的適用條件

以預(yù)養(yǎng)護(hù)理念作為出發(fā)點(diǎn)，選擇符合實(shí)際需要的養(yǎng)護(hù)方案。首先，對(duì)舊路面進(jìn)行全面了解，確定是否應(yīng)用預(yù)養(yǎng)護(hù)的方法，結(jié)合不同路段應(yīng)用最佳的預(yù)養(yǎng)護(hù)方法。根據(jù)目前的工程標(biāo)準(zhǔn)要求，制定宏觀指標(biāo)，確定具體的標(biāo)準(zhǔn)如下：路面強(qiáng)度指標(biāo)、行駛質(zhì)量指數(shù)、路面狀況指數(shù)等，結(jié)合不同等級(jí)道路的情況，選擇最佳的方法，適應(yīng)路面養(yǎng)護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，還應(yīng)考慮微觀指標(biāo)，如在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)合格的情況下，對(duì)路面的損壞情況做出全面調(diào)查，了解損害程度，以便于采用合理的養(yǎng)護(hù)處理措施，對(duì)提高路面結(jié)構(gòu)的性能產(chǎn)生積極作用。

3 工程實(shí)例

某道路工程項(xiàng)目投入運(yùn)營(yíng)有5年的時(shí)間，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查，得出如下結(jié)論：彎沉符合設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度處于最佳狀態(tài)；瀝青面層結(jié)構(gòu)存在輕微的松散、老化的問(wèn)題，同時(shí)還有比較輕微的網(wǎng)裂、沉陷等病害，符合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)要求，總體路面運(yùn)行狀況良好。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查以及技術(shù)論證以后，決定采用改性乳化瀝青含砂霧封層技術(shù)進(jìn)行施工，具體操作方法如下。

3.1 瀝青層病害預(yù)處理

含砂霧封層在撒布工作開始前，需要對(duì)局部病害問(wèn)題展開預(yù)處理，經(jīng)過(guò)驗(yàn)收達(dá)標(biāo)才能開展撒布作業(yè)施工：首先，裂縫處治。對(duì)于寬度超過(guò)5mm 的裂縫，采取開槽灌注的施工方式。其次，車轍防治。對(duì)于局部車轍在5～15mm 之間的，將舊瀝青層挖除后，重新鋪筑一層熱拌瀝青材料，從根本上預(yù)防病害的問(wèn)題。再次，沉陷、網(wǎng)裂處理。該問(wèn)題需要將原瀝青面層挖除掉，然后鋪撒一層新的熱瀝青材料。最后，輕微松散。及時(shí)查找存在的問(wèn)題，將松散粒料全部清理干凈。

3.2 含砂霧封層材料

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，技術(shù)人員采用瀝青濃縮封面的方式。含砂霧封層施工材料包含改性乳化瀝青或者煤瀝青、陶土、聚合物添加劑等，通過(guò)與砂充分混合后形成混合料，并且根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)加入特殊表面活性劑，促進(jìn)材料的黏結(jié)性、耐久性的提升，并且應(yīng)用專業(yè)的高溫含砂霧封層噴撒車施工。在施工后，路面表層形成一層薄層材料，將微裂縫封閉處理，避免出現(xiàn)粒料松散的問(wèn)題，有效地預(yù)防水滲入下部，同時(shí)能夠延緩老化的問(wèn)題，促進(jìn)路面美觀性的提升。在現(xiàn)場(chǎng)施工中，加入46%的石英砂，從而確?？够Ч麧M足要求。在含砂霧封層混合料設(shè)計(jì)中，必須綜合分析現(xiàn)場(chǎng)的交通條件、自然環(huán)境、氣候等方面，確定最佳的含砂霧封層施工材料，明確具體的配合比參數(shù)，達(dá)到工程施工的標(biāo)準(zhǔn)要求。在該工程項(xiàng)目實(shí)施中，撒布雙層含砂霧封層施工材料，雙層噴撒量保持在0.42～0.62kg/m范圍內(nèi)。第二層噴撒應(yīng)該在第一層全部干透后開展，以手指輕觸表面，手指不會(huì)黏附材料則表示達(dá)到干燥性要求，可以鋪設(shè)第二層材料。兩層間隔時(shí)間為2～4h。第二層噴撒工作結(jié)束后，經(jīng)過(guò)2～4h 即可開放交通。在氣候條件較好的情況下，施工速度比較快，縮短影響交通時(shí)間，運(yùn)行效果更好。

3.3 施工方案

含砂霧封層在施工中，必須應(yīng)用專業(yè)性的高壓噴撒設(shè)備，進(jìn)行表面含砂封面材料的噴撒施工，具備連續(xù)性攪拌功能，鋪設(shè)后的材料達(dá)到均勻性要求。在施工前，明確施工方案：準(zhǔn)備材料與設(shè)備、調(diào)配與安裝、清掃路面、病害處理、含砂霧封層施工、表面缺陷修復(fù)、含砂霧封層修復(fù)處理、養(yǎng)生，經(jīng)過(guò)檢查合格后，才能開放交通。

3.4 施工控制要點(diǎn)

其一，消除外部不良條件的影響，確定合適的噴撒時(shí)間。如果環(huán)境溫度在10C 以內(nèi)、地表溫度在15C以內(nèi)、降雨或者大風(fēng)天氣等禁止進(jìn)行噴撒作業(yè)。現(xiàn)場(chǎng)施工如果突然降雨，應(yīng)及時(shí)停止作業(yè)，對(duì)于雨淋的路段應(yīng)及時(shí)清除后，重新鋪設(shè)施工，避免給路段帶來(lái)不利影響。

其二，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)，落實(shí)養(yǎng)護(hù)管理措施，進(jìn)行合理的噴撒施工。噴撒量滿足要求，如果噴撒量過(guò)多，容易導(dǎo)致抗滑性能不合格，而噴撒量過(guò)少，封層質(zhì)量無(wú)法達(dá)到要求。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)路段中，確定最佳噴撒量，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)調(diào)整，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。如果經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)噴撒量不符合要求，需要及時(shí)做出參數(shù)的調(diào)整，并且試驗(yàn)后檢測(cè)滲透率。如果封層材料滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)，表面沒有任何的殘留，表示用量不足，需要增加用量。如果封層材料基本能夠滲入路表結(jié)構(gòu)，繼續(xù)增加使用量，存在殘留材料后，說(shuō)明其能夠達(dá)到最佳噴撒量的要求。在該工程中，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后，確定最佳噴撒量為0.52kg/m，結(jié)合不同區(qū)域做出微調(diào)。根據(jù)不同路段標(biāo)定，控制在0.42～0.62kg/m之間。

其三，清掃路面。含砂霧封層材料在噴撒作業(yè)前，應(yīng)用強(qiáng)力吹風(fēng)設(shè)備進(jìn)行清理，表面沒有浮塵、砂石等材料，然后用清水沖洗處理，表面達(dá)到干燥后，應(yīng)用鋼絲刷、毛刷清理干凈，表面沒有任何油污、松散等情況，達(dá)到干燥要求后開始撒布施工。

其四，現(xiàn)場(chǎng)粘貼專用膠帶，設(shè)置標(biāo)線，并且表面覆蓋一層保護(hù)路緣石，防止發(fā)生污染問(wèn)題。

其五，舊路面病害處理。如果表面存在裂縫、剝落、坑槽、松散等問(wèn)題，應(yīng)該及時(shí)采取預(yù)防處理措施，保證路面結(jié)構(gòu)的性能合格。

其六，噴撒作業(yè)。含砂霧封層在噴撒作業(yè)開始前，進(jìn)行檢查噴撒校準(zhǔn)處理。在施工中，撒布車根據(jù)試驗(yàn)路段要求的速度均勻慢速行駛，并且隨時(shí)檢查噴嘴情況，控制離地高度、噴撒壓力、噴流角度、相鄰撒布重疊寬度等，還要觀察撒布路段的情況，存在任何問(wèn)題都要及時(shí)處理；撒布車的各項(xiàng)參數(shù)固定后不能隨意改變，如果不得不改變，需要再次試驗(yàn)驗(yàn)證；在含砂霧封層施工環(huán)節(jié)，控制縱向接縫，確保兩幅交匯處的寬度、噴撒量，重疊寬度不能過(guò)大，也不能有露白的問(wèn)題；盡量減少停止攤鋪的次數(shù)，縮短停止間隔時(shí)間；不能應(yīng)用機(jī)械撒布的區(qū)域，通過(guò)人工方式撒布施工。

其七，養(yǎng)生。在現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)，加強(qiáng)溫度、濕度、風(fēng)力、養(yǎng)生時(shí)間的記錄工作，有效控制各項(xiàng)參數(shù)。在乳液全部破乳、成型后，標(biāo)線恢復(fù)之后，才能開放交通；初期開放交通，應(yīng)加強(qiáng)交通管制，不能通行重型車輛，加強(qiáng)行駛速度的控制，禁止急剎車、掉頭，避免給新噴射的含砂霧封層造成損壞影響。

4 含砂霧封層性能評(píng)價(jià)

為了能夠有效地評(píng)價(jià)含砂霧封層的施工效果，施工單位在施工前、后以及運(yùn)行6月后跟蹤檢測(cè)，積累豐富的經(jīng)驗(yàn)，為今后工作的開展提供基礎(chǔ)。通過(guò)各項(xiàng)參數(shù)分析，明確預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)要求，確定最佳的通行時(shí)機(jī)。應(yīng)用擺式儀測(cè)試瀝青路面的摩擦系數(shù)，鋪砂法測(cè)試瀝青路面構(gòu)造深度（TD）和滲水儀測(cè)試滲水系數(shù)，從而了解抗?jié)B性、抗滑性。在該工程的施工中，選擇國(guó)道項(xiàng)目，了解含砂霧封層預(yù)養(yǎng)護(hù)的施工效果。經(jīng)過(guò)持續(xù)性跟蹤觀測(cè)，掌握各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，結(jié)合目前我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，擺式儀與鋪砂法測(cè)點(diǎn)需要均勻設(shè)置在橫斷面上、行車道輪跡上，測(cè)量點(diǎn)部位達(dá)到檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)要求，該工程測(cè)量結(jié)果見表1。

表1 路面抗?jié)B與抗滑性能檢測(cè)結(jié)果分析（部分路段）

經(jīng)過(guò)上表分析，可以得出如下結(jié)論：

其一，含砂霧封層養(yǎng)護(hù)施工結(jié)束后，抗滑值、構(gòu)造深度參數(shù)有輕微的降低，但是并不會(huì)影響整體路面的抗滑性；運(yùn)行6 個(gè)月后，抗滑值有一定的提高，而構(gòu)造深度有輕微的降低，含砂霧封層在施工后、運(yùn)行6 個(gè)月，表面抗滑性完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。其二，含砂霧封層施工前后，經(jīng)過(guò)技術(shù)人員進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)滲水系數(shù)從8.48 下降到1.1，封水的性能完全符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)；運(yùn)行6 個(gè)月后，滲水系數(shù)從1.1 下降到0.6，封水的效果完全滿足工程的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的工作結(jié)束后，路面外觀得到全面的改善，含砂霧封層對(duì)于骨料縫隙流失的瀝青材料充分填充。原來(lái)存在泛白的瀝青路面，在含砂霧封層噴撒后，達(dá)到路面的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，路面通行質(zhì)量得到很大改善。

5 結(jié)論

其一，含砂霧封層預(yù)養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用前，應(yīng)該綜合分析其適用條件，組織技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)路面進(jìn)行全面勘查，了解病害問(wèn)題的類型、氣候條件、自然環(huán)境、交通通行量、組成形式等，消除各種不利因素的影響。

其二，在施工中，技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)瀝青路面的情況展開全面調(diào)查分析，尤其是老化問(wèn)題、局部松散、細(xì)集料損失、輕微橫向裂縫、輕微車轍等，有效處理病害的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)路面情況的分析，掌握各種條件，選擇含砂霧封層預(yù)養(yǎng)護(hù)施工方式，在確保路面性能合格的情況下，提高表面瀝青黏結(jié)性、抗?jié)B性。通過(guò)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的應(yīng)用，達(dá)到抗?jié)B、抗老化的效果，避免病害向著嚴(yán)重的方向發(fā)展，促進(jìn)結(jié)構(gòu)性能提高，延長(zhǎng)使用壽命。對(duì)于符合含砂霧封層預(yù)養(yǎng)護(hù)條件的路面，應(yīng)用含砂霧封層技術(shù)進(jìn)行瀝青路面早期養(yǎng)護(hù)，是一種可靠性、穩(wěn)定性良好以及成本較低的養(yǎng)護(hù)方式。

其三，瀝青混合料的特性較為明顯，滿足運(yùn)營(yíng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，并且不同路面的微結(jié)構(gòu)會(huì)有明顯的差異。對(duì)于變化較為嚴(yán)重的區(qū)域，應(yīng)以設(shè)計(jì)噴撒量為基礎(chǔ)進(jìn)行檢查調(diào)試、檢測(cè)分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，確定最佳撒布量參數(shù)。

其四，在材料制作中，砂粒徑、加入比例要符合要求，并且與還原劑充分?jǐn)嚢杌旌?，達(dá)到均勻性要求，然后噴撒到路面表層，發(fā)揮出結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)，抗滑性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，提高車輛通行的安全性、穩(wěn)定性。

其五，加強(qiáng)含砂霧封層施工的養(yǎng)護(hù)工作，落實(shí)交通管制，保證含砂霧封層的性能合格。與常規(guī)養(yǎng)護(hù)方式比較，改性乳化瀝青含砂霧封層預(yù)養(yǎng)護(hù)工作成本較低，施工效果較好，能夠滿足路面病害處理的要求。