公路沥青路面养护中含砂雾封层施工技术的应用

张凯

（河北高速公路集团有限公司承德分公司，河北承德 067000）

1 引言

高速公路沥青路面在运营一段时间后，由于长期受到外界温度和行车荷载的影响，沥青路面会出现不同程度的老化问题，进而引发路面病害的产生。为改善沥青路面病害问题，相关单位常会采用预防性养护技术进行处理。现阶段，在沥青路面预防性养护应用中，常用到雾封层技术，并在普通雾封层养护技术的基础上提出一种新型养护技术，即含砂雾封层施工技术。含砂雾封层内部含有细砂砾，可有效提高沥青路面的耐久性和摩擦因数，缓解路面老化问题，并可对裂缝进行有效填补。

本文围绕公路沥青路面养护中含砂雾封层施工技术在具体工程中的应用进行研究，主要分析其施工特性和技术要点。

2 含砂雾封层的工程特性

含砂雾封层为雾封层技术的一种，主要由沥青胶结料、集料、聚合物改性剂以及催化剂所构成，可有效提高原路面沥青的黏附能力，并对面层上的空隙和裂缝进行填补，避免积水渗透，进而提高沥青路面的抗滑性和整体美观性[1]，起到美化路面的作用。

含砂雾封层技术主要功能归纳如下：

1）可对原沥青路面上磨损消耗的沥青材料进行补充，从而提高沥青路面使用性能，改善路面整体外观；

2）能恢复沥青胶结料的性能水平，减缓沥青的老化；

3）沥青砂混合物渗透至路面空隙或裂缝中并进行填充和封水，避免积水渗透路面而导致路面产生水损害；

4）含砂雾封层材料可有效缓解沥青胶结料的老化过程，并提升集料与沥青之间的黏结性能；

5）掺加适量的细砂能提高路面的摩擦系数；

6）含砂雾封层在生产和施工过程中不会产生有毒有害气体或物质，具有一定的环保性；

7）含砂雾封层的施工工艺较为简单，且工期较短，可实现短时间开放交通。

3 工程概况

某高速公路建设项目全线长约74.69 km，设计行车速度为100 km/h，路面宽度为27.5 m，路面材料为沥青混凝土，设计使用年限为28 年。该高速公路自投入运营到目前已有数十年之久，建设单位通过对公路全线问题排查，发现全线路面的破损情况较少，承载能力较好，但由于通车年限较长，局部路面已存在多处不同程度的老化现象，且沥青膜存在剥落问题。通过对路面病害进行研究拟决定采用含砂雾封层技术进行路面预防性养护处理。

4 含砂雾封层施工配比研究

4.1 材料技术指标要求

4.1.1 含砂雾封层材料

封层原材料的施工和易性和开放交通要求应严格遵循相关施工技术规范要求，含砂雾封层材料技术要求见表1。

表1 含砂雾封层材料技术要求

为确保施作后的含砂雾封层耐久性满足规范要求，经正交试验结果可得，混合料内的原液固含量需控制在50%～60%。另外，雾封层施工和易性的影响因素主要为封层材料的黏度，为确保该参数指标符合要求，应合理设计喷洒设备，同时严格控制含砂雾封层材料的表干时间和实干时间，以保施工完毕后不影响开放时间。

4.1.2 细砂

含砂雾封层施工应用中常选用石英砂、金刚砂等材料用作施工所用细砂，在结构层中主要是起到延缓路面早期衰减的作用，同时增强含砂雾封层的抗滑性能与耐磨稳定性[2-3]。实际应用中，首先需采用筛分机进行细砂级配筛分，提高使用效果。其主要技术指标见表2。

表2 含砂雾封层材料用砂技术要求

4.1.3 添加剂

在实际应用中，应结合具体工程情况和要求在含砂雾封层内产生适量添加剂，但掺加添加剂不得影响含砂雾封层材料整体性能。

4.2 配合比设计

4.2.1 用砂量

含砂雾封层施工中辅助性材料以细砂为主，掺加细砂的目的是对含砂雾封层材料进行固定，避免过多摩擦而导致材料损失，然而在路面行车荷载作用下，路面和细砂之间的黏结能力会逐渐降低以致脱落[4]。若细砂的洒布量不足，会影响路面抗滑性能，容易导致含砂雾封层材料脱落；而当细砂洒布量过多时，则会存在表层细砂堆积现象，影响雾封层的平整度。通过室内浸水磨耗和抗滑衰减等试验研究确定，本项目含砂雾封层施工中用砂量设定为21.4%，可结合实际情况进行适当调整。

4.2.2 原液固含量

经室内浸水试验，用砂量设定为21.4%，原液固洒布量设定为0.8 kg/m2，通过试验研究得到，原液固含量在55%左右时含砂雾封层的耐久性能最优，因此，本项目含砂雾封层施工中原液固用量确定为55%。

4.3 路面洒布量

含砂雾封层施工过程中，当洒布量较小时，其路面养护处治效果会达不到预期，而洒布量过量时，则会导致材料浪费，增加不必要的成本消耗。实际施工中将含砂雾封层洒布至原路面后，一部分含砂雾封层材料会包裹住细砂，提高原路面和细砂之间的黏结效果，而另一部分会渗透至面层空隙中，形成防水通道。路面状况喷洒要求见表3。

表3 路面状况喷洒要求

5 含砂雾封层施工工艺

5.1 清扫路面

提前将原路面上存在的砂石、尘土、垃圾等杂物予以清除，以免影响施工后层间的黏结性。清理完毕后再采用吹风设备外加毛刷进行再次清洁，若不易处理也可采用高压水枪进行冲洗，清理完后选用遮挡物进行全面覆盖。周边的标识牌或标线在清理过程中予以保护，避免受到污染。

5.2 喷砂处理

采用路面翻新打磨机进行喷砂处理，其处理标准为需露出粗集料表面，另外，在喷砂处理过程中不得过度损磨原路面骨料纹理。

5.3 设备和材料准备

待施工作业区彻底封闭后才可放行大型设备施工，提前对施工原材料进行性能检测和拌和处理，并不断循环搅拌，以免产生离析。一切准备工作就绪后即可进行正式施工。

5.4 封层喷洒施工

本项目选用高压喷洒设备进行封层喷洒施工处理，现场技术人员在实施之前应提前校准喷洒装置的各项参数指标，调设最佳喷洒宽度和压力值。每一层的喷洒作业分两次进行，将施工速率控制在3～5 km/h，以提高现场的喷洒质量。另外，严格控制相邻两幅施工区域交汇处的喷洒量，第一幅和第二幅分别喷洒1/3 车道宽度、2/3 车道宽度。

5.5 施工质量检测

含砂雾封层施工完毕后，沥青路面面层构造深度和抗滑摆值检测结果见表4、表5。检测结果表明，随着时间的增加，路面构造深度和抗滑摆值逐渐上升，最后逐渐恢复，说明含砂雾封层可以有效提高路面的抗滑性和排水性。

表4 构造深度检测结果 m

表5 抗滑摆值BPN检测结果

6 结语

针对高速公路沥青路面老化问题，目前常会用到含砂雾封层预防性养护施工技术，本文结合含砂雾封层施工工程特性，主要对含砂雾封层施工特性和施工工艺进行研究，提出含砂雾封层施工配比设计方案。研究结果表明，采用含砂雾封层施工技术能有效改善沥青路面老化问题，延长公路路面使用寿命。