雾封层技术在高速公路沥青砼路面早期破坏预防性养护探讨

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1、路面早期病害成因分析

本路段区域气候属中亚热带北部湿润气候区，气候温和，雨量充沛。年平均气温16.2℃,极端最高气温39.4℃,年平均降水量2037.7mm。雨水是造成本路段路面病害产生的主要外因，也是路面早期破坏力中最大的一种病害。因雨水进入表层后，仍然停留在表面层和下层的交界面上，在车辆荷载的长期作用下，沥青膜逐渐由面层的底部脱落，并向上发展。同时水由路面缝隙进入路面内部，在车辆荷载的长期作用下，这部分水一方面影响基层或桥面粘结层的稳定，使得其整体性遭到破坏，当路面下部碎石上沥青的不断脱落，导致沥青砼失去原有的强度，出现网裂和形变。另一方面这部分水在高温和行车作用下，在动水压力作用下，造成沥青与集料的剥离，大大降低混合料的整体性和结构强度。

当然本路段路面病害还有路面施工质量控制不力、路面施工工艺的局限性、材料选择不合理等多方面因素综合造成的。而由于施工原因导致路面压实度偏低、现场空隙率大也是本路段发生病害的主要原因之一。

2、预防路面早期破坏的养护方案

本次路面养护方案设计以路面现有病害处治与预防性养护相结合为主要原则。同时，结合本项目所处地区的气候、水文、土质等自然条件，结合以往路面施工经验和材料供应情况，在满足交通量和使用要求的前提下，遵循技术先进、经济合理、安全适用、选材合理、方便施工、利于养护的原则。

所以，依照该路段前期的调查和分析，该路段主要的病害为局部轻微松散、轻微车辙。其检测的结果：该路面强度和路面抗滑性能都符合要求。从使用周期和成本效益来分析，在该路段使用雾封层技术最为合适。

3、雾封层技术的预防养护原理

3.1 雾封层使用条件

雾封层是指采用机械设备（沥青喷洒车）将稀释的慢凝乳化沥青均匀地喷洒在原沥青路面上形成的封层。第一、原路面结构强度足够，表面状况尚好；允许的路面损坏类型和程度包括：轻微不规则裂缝、麻面和轻微松散。第二、雾封层的施工应在温暖或炎热干燥的天气进行，一般要求气温高于10℃，下雨天严禁施工。

3.2 雾封层的养护原理

雾封层作为一种路面早期破坏的预防性养护处治措施，其主要作用是：（1）使局部沥青膜剥落的碎石有机会重新裹覆上沥青，改善沥青路面表面贫油状况；（2）阻止、抑制沥青路面表面水下渗，预防、减轻路面水破坏；从而达到推迟沥青路面水破坏类病害的发生时间，延长公路使用寿命的目的。其养护原理是：填充沥青路面表面层中由于贫油、表面细集料散失或建设时期因施工方面的因素而产生的缝隙，在路面上形成一层严密的防水层，使雨水无法渗入路面的表面层，起到保护路面的功能，从而减小路面的水破坏，大大增加了路面的使用寿命。

4、雾封层技术的实际应用

雾封层技术是沥青路面养护中的关键技术，当原材料等各项指标均符合规范的基础上，在省内某一高速公路（K72+550～K78+000）进行了路面的雾封层施工。

4.1 原材料的选择与加工

（1） 原材料的分类

雾封层主要选用的材料有沥青、乳化剂、改性剂等，其中沥青采用进口埃索A-70#重交通石油沥青；乳化剂采用山东淄博临淄区齐都福利磨料厂SBR乳化剂；改性剂采用山东百和金博力公司SBS改性剂；水采用饮用清洁水。

（2）技术要求与材料加工工艺

改性乳化沥青技术要求见表1。

本项工程改性乳化沥青的生产，采用河南省高远公路养护技术有限公司自行研制生产的GYRY05D型全自动控制的改性乳化沥青生产设备进行生产。首先，加入热水，水温控制在50℃到60℃之间，在配制乳化剂水溶液；沥青的温度控制在140℃左右。一定要注意，切勿将沥青加热过度或过低，最后将乳化剂水溶液、改性剂和热沥青按规定比例配制，生产出合格的改性乳化沥青。

4.2 雾封层的施工

表1 改性乳化沥青主要技术要求

图1 雾封层沥青加工工艺流程图

4.2.1 施工路段的前期检测

在路段施工前，对施工的路段进行一次详细的检测，并记录成册，不留任何施工质量隐患。依据路面的构造和所处位置，对该路段的路面渗水系数和抗摩擦系数实行检测。每50～100米设置一个点，按照实际情况进行加密测点，能更好的为施工提供数据准备和施工前后的数据对比。

4.2.2 施工机械准备

该雾封层施工机械采用北京欧亚公司生产的EA860型洒布车。该车操作便捷，施工效率高，质量稳定，还配备养护所必须的工具车和吹风机、标线扣板等施工设备。

4.2.3 雾封层洒布

(1)为了减少交通队本次施工的影响，在施工时实行单车道全封闭施工。

(2)清理作业路面，保持路面无污染物和杂物。

(3)标线要用拖板覆盖，要对其保护，减少对标线的污染。

(4)在雾封层施工时，采用专用车辆以及配套喷洒系统，遵照《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）进行规范作业。

(5)可由天气情况而定，对路面进行养生，时间一般在2h～4h之间。

(6)解除交通管制

4.3 雾封层施工中的质量控制

4.3.1 沥青喷洒的控制

在施工过程中，影响沥青喷洒的控制主要有两个因素：一是改性乳化沥青的质地是否均匀，二是喷洒设备的性能是否稳定，要保证以上两点不影响喷洒的均匀度，就要在施工准备时，对喷洒设备进行重复检查和调试。

4.3.2 改性乳化沥青浓度和喷洒量的控制

因为现在还没有对雾封层施工所用的改性乳化沥青浓度及喷洒量没有明确的规定，本路段实施根据以往工程的操作经验和根据该路段的实际情况，提出一个建议性的数据，油水比例控制在65:35，喷洒量控制在0.2～0.4KG/M2

4.4 雾封层施工质量检测

由于目前国内对于雾封层尚未特别制定验收标准，故其质量验收标准可参照国内沥青路面施工验收规范中相应条目执行，除此之外，未规定的内容应参照《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）执行。雾封层工程的检测应该在路面开放通行一个月后进行，主要是对其渗水系数和抗滑摩擦系数以及构造的深度指标进行检测，具体检测项目和检查方法见表2，

5、结语

综上所述，雾封层技术在高速公路沥青砼路面养护中的应用效果比较明显，对路面的防渗水效果明显，在雾封层施工后渗水降低了90%以后，大大减少了路面的水破坏。同时，雾封层养护技术对于选择适当的养护时机非常重要，如果养护时间偏后，病害发展严重，雾封层的使用效果就会大大降低，这时可以采用微表处、薄罩面等其他处理方法对以上的缺陷进行处理。总之，如果抓住适当时机进行雾封层预防性养护，可使路面性能维持2～3年时间，延长道路使用寿命，节约成本，提高经济效益。

表2 雾封层检测技术要求