公路瀝青路面養護中含砂霧封層施工技術的應用

張凱

（河北高速公路集團有限公司承德分公司，河北承德 067000）

1 引言

高速公路瀝青路面在運營一段時間后，由于長期受到外界溫度和行車荷載的影響，瀝青路面會出現不同程度的老化問題，進而引發路面病害的產生。為改善瀝青路面病害問題，相關單位常會采用預防性養護技術進行處理?，F階段，在瀝青路面預防性養護應用中，常用到霧封層技術，并在普通霧封層養護技術的基礎上提出一種新型養護技術，即含砂霧封層施工技術。含砂霧封層內部含有細砂礫，可有效提高瀝青路面的耐久性和摩擦因數，緩解路面老化問題，并可對裂縫進行有效填補。

本文圍繞公路瀝青路面養護中含砂霧封層施工技術在具體工程中的應用進行研究，主要分析其施工特性和技術要點。

2 含砂霧封層的工程特性

含砂霧封層為霧封層技術的一種，主要由瀝青膠結料、集料、聚合物改性劑以及催化劑所構成，可有效提高原路面瀝青的黏附能力，并對面層上的空隙和裂縫進行填補，避免積水滲透，進而提高瀝青路面的抗滑性和整體美觀性[1]，起到美化路面的作用。

含砂霧封層技術主要功能歸納如下：

1）可對原瀝青路面上磨損消耗的瀝青材料進行補充，從而提高瀝青路面使用性能，改善路面整體外觀；

2）能恢復瀝青膠結料的性能水平，減緩瀝青的老化；

3）瀝青砂混合物滲透至路面空隙或裂縫中并進行填充和封水，避免積水滲透路面而導致路面產生水損害；

4）含砂霧封層材料可有效緩解瀝青膠結料的老化過程，并提升集料與瀝青之間的黏結性能；

5）摻加適量的細砂能提高路面的摩擦系數；

6）含砂霧封層在生產和施工過程中不會產生有毒有害氣體或物質，具有一定的環保性；

7）含砂霧封層的施工工藝較為簡單，且工期較短，可實現短時間開放交通。

3 工程概況

某高速公路建設項目全線長約74.69 km，設計行車速度為100 km/h，路面寬度為27.5 m，路面材料為瀝青混凝土，設計使用年限為28 年。該高速公路自投入運營到目前已有數十年之久，建設單位通過對公路全線問題排查，發現全線路面的破損情況較少，承載能力較好，但由于通車年限較長，局部路面已存在多處不同程度的老化現象，且瀝青膜存在剝落問題。通過對路面病害進行研究擬決定采用含砂霧封層技術進行路面預防性養護處理。

4 含砂霧封層施工配比研究

4.1 材料技術指標要求

4.1.1 含砂霧封層材料

封層原材料的施工和易性和開放交通要求應嚴格遵循相關施工技術規范要求，含砂霧封層材料技術要求見表1。

表1 含砂霧封層材料技術要求

為確保施作后的含砂霧封層耐久性滿足規范要求，經正交試驗結果可得，混合料內的原液固含量需控制在50%～60%。另外，霧封層施工和易性的影響因素主要為封層材料的黏度，為確保該參數指標符合要求，應合理設計噴灑設備，同時嚴格控制含砂霧封層材料的表干時間和實干時間，以保施工完畢后不影響開放時間。

4.1.2 細砂

含砂霧封層施工應用中常選用石英砂、金剛砂等材料用作施工所用細砂，在結構層中主要是起到延緩路面早期衰減的作用，同時增強含砂霧封層的抗滑性能與耐磨穩定性[2-3]。實際應用中，首先需采用篩分機進行細砂級配篩分，提高使用效果。其主要技術指標見表2。

表2 含砂霧封層材料用砂技術要求

4.1.3 添加劑

在實際應用中，應結合具體工程情況和要求在含砂霧封層內產生適量添加劑，但摻加添加劑不得影響含砂霧封層材料整體性能。

4.2 配合比設計

4.2.1 用砂量

含砂霧封層施工中輔助性材料以細砂為主，摻加細砂的目的是對含砂霧封層材料進行固定，避免過多摩擦而導致材料損失，然而在路面行車荷載作用下，路面和細砂之間的黏結能力會逐漸降低以致脫落[4]。若細砂的灑布量不足，會影響路面抗滑性能，容易導致含砂霧封層材料脫落；而當細砂灑布量過多時，則會存在表層細砂堆積現象，影響霧封層的平整度。通過室內浸水磨耗和抗滑衰減等試驗研究確定，本項目含砂霧封層施工中用砂量設定為21.4%，可結合實際情況進行適當調整。

4.2.2 原液固含量

經室內浸水試驗，用砂量設定為21.4%，原液固灑布量設定為0.8 kg/m2，通過試驗研究得到，原液固含量在55%左右時含砂霧封層的耐久性能最優，因此，本項目含砂霧封層施工中原液固用量確定為55%。

4.3 路面灑布量

含砂霧封層施工過程中，當灑布量較小時，其路面養護處治效果會達不到預期，而灑布量過量時，則會導致材料浪費，增加不必要的成本消耗。實際施工中將含砂霧封層灑布至原路面后，一部分含砂霧封層材料會包裹住細砂，提高原路面和細砂之間的黏結效果，而另一部分會滲透至面層空隙中，形成防水通道。路面狀況噴灑要求見表3。

表3 路面狀況噴灑要求

5 含砂霧封層施工工藝

5.1 清掃路面

提前將原路面上存在的砂石、塵土、垃圾等雜物予以清除，以免影響施工后層間的黏結性。清理完畢后再采用吹風設備外加毛刷進行再次清潔，若不易處理也可采用高壓水槍進行沖洗，清理完后選用遮擋物進行全面覆蓋。周邊的標識牌或標線在清理過程中予以保護，避免受到污染。

5.2 噴砂處理

采用路面翻新打磨機進行噴砂處理，其處理標準為需露出粗集料表面，另外，在噴砂處理過程中不得過度損磨原路面骨料紋理。

5.3 設備和材料準備

待施工作業區徹底封閉后才可放行大型設備施工，提前對施工原材料進行性能檢測和拌和處理，并不斷循環攪拌，以免產生離析。一切準備工作就緒后即可進行正式施工。

5.4 封層噴灑施工

本項目選用高壓噴灑設備進行封層噴灑施工處理，現場技術人員在實施之前應提前校準噴灑裝置的各項參數指標，調設最佳噴灑寬度和壓力值。每一層的噴灑作業分兩次進行，將施工速率控制在3～5 km/h，以提高現場的噴灑質量。另外，嚴格控制相鄰兩幅施工區域交匯處的噴灑量，第一幅和第二幅分別噴灑1/3 車道寬度、2/3 車道寬度。

5.5 施工質量檢測

含砂霧封層施工完畢后，瀝青路面面層構造深度和抗滑擺值檢測結果見表4、表5。檢測結果表明，隨著時間的增加，路面構造深度和抗滑擺值逐漸上升，最后逐漸恢復，說明含砂霧封層可以有效提高路面的抗滑性和排水性。

表4 構造深度檢測結果 m

表5 抗滑擺值BPN檢測結果

6 結語

針對高速公路瀝青路面老化問題，目前常會用到含砂霧封層預防性養護施工技術，本文結合含砂霧封層施工工程特性，主要對含砂霧封層施工特性和施工工藝進行研究，提出含砂霧封層施工配比設計方案。研究結果表明，采用含砂霧封層施工技術能有效改善瀝青路面老化問題，延長公路路面使用壽命。