改性乳化沥青含砂雾封层养护技术

范俊嫘

（上饶市广丰公路事业发展中心，江西广丰 334600）

0 引言

改性乳化沥青含砂雾封层养护技术应用能够增加路表沥青的黏结力，可以对微小裂缝进行填堵，防止路表水渗透到路面结构中。在该技术应用环节需要做好材料配比设计，并且规范施工技术行为，以保证路面的粗糙度增加，提升路面的抗滑性能，从而满足公路养护工程的要求。

1 含砂雾封层作用机理分析

含砂雾封层是目前比较广泛应用的技术，含砂雾封层材料主要分为传统含砂雾封层与新型含砂雾封层两种类型。传统含砂雾封层的施工材料主要是乳化沥青或者改性乳化沥青。在破乳后，其路面表层会出现一层薄膜，薄膜主要为沥青与水的混合物。新型含砂雾封层材料主要是溶剂材料的类型，内部含水量比较少，与传统材料对比分析，施工环节不需要加热处理，也不需要稀释处理，其主要组成部分是精制沥青、再生剂、溶剂以及其他溶剂等组成的黑色溶液，如沥再生、HAP、CAP 和SUPREME 等。含砂雾封层作用机理分述如下。

1.1 防水性能

含砂雾封层材料本身具备乳液细度、浓度以及表面张力等特点。在含砂雾封层施工中，材料能够快速渗透到沥青路面的深部，通过破乳、固化等堵塞渗水微观通道，达到防水、防渗的目标。同时在材料应用时能够渗透到沥青路面裂缝位置上，可以有效地预防裂缝的扩展；含砂雾封层材料中加入一定比例的纤维材料可以全面提升其延展性，避免冬季环境温度较低的情况下，发生开裂的问题。乳化沥青浓度在一定的范围内会影响渗透性能，若浓度越小则渗透深度越大。倘若浓度过小，乳化沥青破乳之后，就不能形成有效的保护层，起不到封闭缝隙以及控制裂缝问题出现的作用，因此在确定乳化沥青浓度时，需要按照设计规范进行。

1.2 抗老化性能

加入还原剂之后，能够提高沥青材料的抗老化性能，延缓老化的速度，同时还能对已经发生老化的沥青材料进行复原处理。喷撒沥青还原剂，在表面形成保护膜，构建一层保护屏障，有效地隔绝紫外线，避免阳光直射而导致的严重老化问题出现。同时，应用沥青还原剂后，还可以将沥青中的油分、增塑剂锁定在材料内。在渗透的过程中，新型含砂雾封层材料中应用的再生剂会持续性地流入裂缝，与原结构进行吸附并且发生物理、化学的反应，将沥青组分做出改变，对于老化的沥青有一定的修复效果，能够达到韧性、黏结性的要求。提高沥青路面的通行效果和质量，还能够避免水分进入内部。乳化沥青经过破乳后，在集料与老沥青膜外表面形成全新的保护膜，使得老化沥青与松散集料的黏结性能进一步地提升，预防病害问题延伸与发展，保护路面的性能，延长使用寿命。

1.3 持久性能

沥青还原剂中含有特殊表面活性剂，有较高的黏结性能，可以牢固地吸附在沥青路面的表面，有效地锁住沥青材料，同时也能够保持骨料的稳定性。含砂雾封层材料内有部分矿物质组分，具备较高的耐磨性、高温稳定性，再加入纤维材料后，具备一定的低温抗裂性能。加入添加剂后，含砂雾封层材料可以有效地抵抗化工产品对路面的侵蚀，特别是冬季北方融雪剂以及撒落到路面的油渍，延长路面的使用寿命，促进表面性能的提升。

1.4 抗滑性能

加入必要的砂子，粒径符合要求，通常还要和还原剂充分地混合，直接喷撒到路面表层。沥青还原剂含有部分特殊的表面活性剂，黏结性能良好，砂粒与旧沥青材料牢固黏结，避免含砂雾封层抗滑性不合格的情况，确保路面摩擦效果，提高交通运行的能力。

2 含砂雾封层的适用条件

以预养护理念作为出发点，选择符合实际需要的养护方案。首先，对旧路面进行全面了解，确定是否应用预养护的方法，结合不同路段应用最佳的预养护方法。根据目前的工程标准要求，制定宏观指标，确定具体的标准如下：路面强度指标、行驶质量指数、路面状况指数等，结合不同等级道路的情况，选择最佳的方法，适应路面养护的标准。同时，还应考虑微观指标，如在预防性养护合格的情况下，对路面的损坏情况做出全面调查，了解损害程度，以便于采用合理的养护处理措施，对提高路面结构的性能产生积极作用。

3 工程实例

某道路工程项目投入运营有5年的时间，经过现场检查，得出如下结论：弯沉符合设计要求，结构强度处于最佳状态；沥青面层结构存在轻微的松散、老化的问题，同时还有比较轻微的网裂、沉陷等病害，符合预防性养护的标准要求，总体路面运行状况良好。经现场调查以及技术论证以后，决定采用改性乳化沥青含砂雾封层技术进行施工，具体操作方法如下。

3.1 沥青层病害预处理

含砂雾封层在撒布工作开始前，需要对局部病害问题展开预处理，经过验收达标才能开展撒布作业施工：首先，裂缝处治。对于宽度超过5mm 的裂缝，采取开槽灌注的施工方式。其次，车辙防治。对于局部车辙在5～15mm 之间的，将旧沥青层挖除后，重新铺筑一层热拌沥青材料，从根本上预防病害的问题。再次，沉陷、网裂处理。该问题需要将原沥青面层挖除掉，然后铺撒一层新的热沥青材料。最后，轻微松散。及时查找存在的问题，将松散粒料全部清理干净。

3.2 含砂雾封层材料

经过现场调查分析，技术人员采用沥青浓缩封面的方式。含砂雾封层施工材料包含改性乳化沥青或者煤沥青、陶土、聚合物添加剂等，通过与砂充分混合后形成混合料，并且根据技术标准加入特殊表面活性剂，促进材料的黏结性、耐久性的提升，并且应用专业的高温含砂雾封层喷撒车施工。在施工后，路面表层形成一层薄层材料，将微裂缝封闭处理，避免出现粒料松散的问题，有效地预防水渗入下部，同时能够延缓老化的问题，促进路面美观性的提升。在现场施工中，加入46%的石英砂，从而确保抗滑效果满足要求。在含砂雾封层混合料设计中，必须综合分析现场的交通条件、自然环境、气候等方面，确定最佳的含砂雾封层施工材料，明确具体的配合比参数，达到工程施工的标准要求。在该工程项目实施中，撒布双层含砂雾封层施工材料，双层喷撒量保持在0.42～0.62kg/m范围内。第二层喷撒应该在第一层全部干透后开展，以手指轻触表面，手指不会黏附材料则表示达到干燥性要求，可以铺设第二层材料。两层间隔时间为2～4h。第二层喷撒工作结束后，经过2～4h 即可开放交通。在气候条件较好的情况下，施工速度比较快，缩短影响交通时间，运行效果更好。

3.3 施工方案

含砂雾封层在施工中，必须应用专业性的高压喷撒设备，进行表面含砂封面材料的喷撒施工，具备连续性搅拌功能，铺设后的材料达到均匀性要求。在施工前，明确施工方案：准备材料与设备、调配与安装、清扫路面、病害处理、含砂雾封层施工、表面缺陷修复、含砂雾封层修复处理、养生，经过检查合格后，才能开放交通。

3.4 施工控制要点

其一，消除外部不良条件的影响，确定合适的喷撒时间。如果环境温度在10C 以内、地表温度在15C以内、降雨或者大风天气等禁止进行喷撒作业。现场施工如果突然降雨，应及时停止作业，对于雨淋的路段应及时清除后，重新铺设施工，避免给路段带来不利影响。

其二，加强现场试验检测，落实养护管理措施，进行合理的喷撒施工。喷撒量满足要求，如果喷撒量过多，容易导致抗滑性能不合格，而喷撒量过少，封层质量无法达到要求。在现场试验路段中，确定最佳喷撒量，经过反复试验调整，达到标准要求。如果经过试验后，发现喷撒量不符合要求，需要及时做出参数的调整，并且试验后检测渗透率。如果封层材料渗入路面结构内，表面没有任何的残留，表示用量不足，需要增加用量。如果封层材料基本能够渗入路表结构，继续增加使用量，存在残留材料后，说明其能够达到最佳喷撒量的要求。在该工程中，经过试验后，确定最佳喷撒量为0.52kg/m，结合不同区域做出微调。根据不同路段标定，控制在0.42～0.62kg/m之间。

其三，清扫路面。含砂雾封层材料在喷撒作业前，应用强力吹风设备进行清理，表面没有浮尘、砂石等材料，然后用清水冲洗处理，表面达到干燥后，应用钢丝刷、毛刷清理干净，表面没有任何油污、松散等情况，达到干燥要求后开始撒布施工。

其四，现场粘贴专用胶带，设置标线，并且表面覆盖一层保护路缘石，防止发生污染问题。

其五，旧路面病害处理。如果表面存在裂缝、剥落、坑槽、松散等问题，应该及时采取预防处理措施，保证路面结构的性能合格。

其六，喷撒作业。含砂雾封层在喷撒作业开始前，进行检查喷撒校准处理。在施工中，撒布车根据试验路段要求的速度均匀慢速行驶，并且随时检查喷嘴情况，控制离地高度、喷撒压力、喷流角度、相邻撒布重叠宽度等，还要观察撒布路段的情况，存在任何问题都要及时处理；撒布车的各项参数固定后不能随意改变，如果不得不改变，需要再次试验验证；在含砂雾封层施工环节，控制纵向接缝，确保两幅交汇处的宽度、喷撒量，重叠宽度不能过大，也不能有露白的问题；尽量减少停止摊铺的次数，缩短停止间隔时间；不能应用机械撒布的区域，通过人工方式撒布施工。

其七，养生。在现场施工环节，加强温度、湿度、风力、养生时间的记录工作，有效控制各项参数。在乳液全部破乳、成型后，标线恢复之后，才能开放交通；初期开放交通，应加强交通管制，不能通行重型车辆，加强行驶速度的控制，禁止急刹车、掉头，避免给新喷射的含砂雾封层造成损坏影响。

4 含砂雾封层性能评价

为了能够有效地评价含砂雾封层的施工效果，施工单位在施工前、后以及运行6月后跟踪检测，积累丰富的经验，为今后工作的开展提供基础。通过各项参数分析，明确预防性养护的标准要求，确定最佳的通行时机。应用摆式仪测试沥青路面的摩擦系数，铺砂法测试沥青路面构造深度（TD）和渗水仪测试渗水系数，从而了解抗渗性、抗滑性。在该工程的施工中，选择国道项目，了解含砂雾封层预养护的施工效果。经过持续性跟踪观测，掌握各项数据信息，结合目前我国的国家标准要求，摆式仪与铺砂法测点需要均匀设置在横断面上、行车道轮迹上，测量点部位达到检测的标准要求，该工程测量结果见表1。

表1 路面抗渗与抗滑性能检测结果分析（部分路段）

经过上表分析，可以得出如下结论：

其一，含砂雾封层养护施工结束后，抗滑值、构造深度参数有轻微的降低，但是并不会影响整体路面的抗滑性；运行6 个月后，抗滑值有一定的提高，而构造深度有轻微的降低，含砂雾封层在施工后、运行6 个月，表面抗滑性完全达到标准要求。其二，含砂雾封层施工前后，经过技术人员进行检测，发现渗水系数从8.48 下降到1.1，封水的性能完全符合运行标准；运行6 个月后，渗水系数从1.1 下降到0.6，封水的效果完全满足工程的运行标准。在预防性养护的工作结束后，路面外观得到全面的改善，含砂雾封层对于骨料缝隙流失的沥青材料充分填充。原来存在泛白的沥青路面，在含砂雾封层喷撒后，达到路面的运行标准要求，路面通行质量得到很大改善。

5 结论

其一，含砂雾封层预养护施工技术应用前，应该综合分析其适用条件，组织技术人员对现场路面进行全面勘查，了解病害问题的类型、气候条件、自然环境、交通通行量、组成形式等，消除各种不利因素的影响。

其二，在施工中，技术人员对现场沥青路面的情况展开全面调查分析，尤其是老化问题、局部松散、细集料损失、轻微横向裂缝、轻微车辙等，有效处理病害的问题。通过对路面情况的分析，掌握各种条件，选择含砂雾封层预养护施工方式，在确保路面性能合格的情况下，提高表面沥青黏结性、抗渗性。通过预防性养护措施的应用，达到抗渗、抗老化的效果，避免病害向着严重的方向发展，促进结构性能提高，延长使用寿命。对于符合含砂雾封层预养护条件的路面，应用含砂雾封层技术进行沥青路面早期养护，是一种可靠性、稳定性良好以及成本较低的养护方式。

其三，沥青混合料的特性较为明显，满足运营的标准要求，并且不同路面的微结构会有明显的差异。对于变化较为严重的区域，应以设计喷撒量为基础进行检查调试、检测分析，总结经验教训，确定最佳撒布量参数。

其四，在材料制作中，砂粒径、加入比例要符合要求，并且与还原剂充分搅拌混合，达到均匀性要求，然后喷撒到路面表层，发挥出结构特点的优势，抗滑性能达到标准，提高车辆通行的安全性、稳定性。

其五，加强含砂雾封层施工的养护工作，落实交通管制，保证含砂雾封层的性能合格。与常规养护方式比较，改性乳化沥青含砂雾封层预养护工作成本较低，施工效果较好，能够满足路面病害处理的要求。