含砂霧封層技術(shù)在福銀高速溫沙段的應(yīng)用

萬(wàn) 超，陳 家

（江西省高速公路投資集團(tuán)撫州管理中心工程隊(duì)，江西 撫州 330086）

1 工程簡(jiǎn)介

江西省福銀高速溫沙段全長(zhǎng)177.36km，于2004年9月26日竣工通車，采用水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面。由于運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)，交通流量大，車輛重載多，全線路段均出現(xiàn)不同程度的坑槽、車轍、松散以及脫落等病害。為有效控制病害的發(fā)展，結(jié)合含砂霧封層技術(shù)的特點(diǎn)，選取K513+000～K515+000下行線作為試驗(yàn)路段，進(jìn)行含砂霧封層技術(shù)應(yīng)用研究。總工程量為17000m2，工程總費(fèi)用約50萬(wàn)元。

2 含砂霧封層的特點(diǎn)和施工工藝

2.1 含砂霧封層的特點(diǎn)

含砂霧封層是由改性乳化瀝青（或煤瀝青基）材料、陶土、聚合物添加劑、細(xì)粒砂組成的混合料，采用專用的含砂霧封層高壓噴灑車，在瀝青路面上噴灑形成一薄層，起到封閉路面微裂縫、防止松散石料脫落、阻止水分下滲的作用，從而能夠延緩瀝青路面老化、降低瀝青面層溫度、保持路面抗滑性能，改善路面外觀、延長(zhǎng)路面大中修周期[1]。此外，含砂霧封層材料全部為水基產(chǎn)品，不易燃，無(wú)毒無(wú)刺激，存放和施工過(guò)程中不需要特殊存儲(chǔ)。還原劑在施工時(shí)全部采用大型機(jī)械設(shè)備高壓噴灑，面層更加均勻，施工速度更快[2]。

與傳統(tǒng)霧封層相比，含砂霧封層有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）含砂霧封層中含有一定成分的細(xì)粒砂，可相對(duì)提高路面抗滑性能；

（2）含砂霧封層中能較好地滲透到面層孔隙和微小裂縫中，并填封原有路面的孔隙，細(xì)粒砂能迅速地滲透到微小裂縫中，起到填充作用，有效防止水分的下滲；

（3）含砂霧封層因含有聚合物添加劑，使路表瀝青材料的性能得到一定程度的恢復(fù)，能夠保持和加強(qiáng)瀝青路面骨料間的黏結(jié)力，補(bǔ)充原有路面流失掉的瀝青并黏接鎖住集料；

（4）含砂霧封層可以補(bǔ)償原路面的瀝青損失，因其多種成分的合理搭配，形成了一層很好的路面保護(hù)層，持久耐力[3]。

2.2 含砂霧封層施工工藝

為了驗(yàn)證含砂霧封層技術(shù)的實(shí)際效果，結(jié)合福銀高速溫沙段養(yǎng)護(hù)的實(shí)際情況，選取K513+000～K515+000下行線作為此次含砂霧封層的試驗(yàn)段，含砂霧封層施工應(yīng)滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）及《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.2—2001）等相關(guān)規(guī)范，含砂霧封層材料技術(shù)要求應(yīng)符合相關(guān)規(guī)程的要求。

含砂霧封層施工流程如下。

（1）施工前準(zhǔn)備工作。嚴(yán)格遵循《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》（JTG H30—2004）進(jìn)行交通安全布控，同時(shí)人工清掃路面，保證路表面清潔無(wú)浮塵雜物，并用塑料膠膜對(duì)標(biāo)線進(jìn)行保護(hù)。

（2）攪拌含砂霧封層材料。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將霧封層材料先進(jìn)行中速攪拌，待攪拌均勻后，按照設(shè)計(jì)要求確定砂的添加比例，調(diào)節(jié)至高速攪拌，使其均勻拌和。為達(dá)到最佳效果，瀝青還原劑按照以下配合比摻配后使用[3]：MasterSeal濃縮封面料，100gal；砂子，300～500lb；水，20～25gal。

（3）第一層噴灑。根據(jù)施工路面寬度，設(shè)定噴灑寬度為一個(gè)車道，同時(shí)選擇施工行進(jìn)方向，確定噴灑位置、噴灑量、噴灑速度、噴灑壓力等相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行第一層噴灑，第一層噴灑量為0.65～0.9kg/m2。

（4）第二層噴灑。在第一層噴色結(jié)束后，養(yǎng)生2～4h，用手指輕觸表面，待無(wú)材料黏附手指時(shí)，認(rèn)為風(fēng)干完畢，可噴灑第二層，第二層噴灑量為0.5～0.7kg/m2。

（5）養(yǎng)生工作。施工完畢后，保持有足夠的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，一般在路面干涸不黏試紙時(shí)，將覆蓋在交通標(biāo)線上的塑料膠膜揭去后，開(kāi)放交通。開(kāi)放交通時(shí)間應(yīng)至少保證施工后路面在常溫、空氣濕度不小70%的條件下養(yǎng)護(hù)4～6h。

3 含砂霧封層技術(shù)效果評(píng)價(jià)

為了真實(shí)、有效地檢測(cè)含砂霧封層技術(shù)在福銀高速溫沙段中的應(yīng)用效果，分別選擇路面施工前、施工后1個(gè)月、施工后6個(gè)月、施工后12個(gè)月這4個(gè)時(shí)段，對(duì)含砂霧封層試驗(yàn)路段進(jìn)行路面性能檢測(cè)以及對(duì)取芯試件進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的對(duì)比，來(lái)評(píng)定含砂霧封層技術(shù)的性能。

3.1 瀝青室內(nèi)試驗(yàn)

通過(guò)對(duì)施工前及施工1個(gè)月后的路面進(jìn)行鉆芯取樣，對(duì)芯樣上部沿厚度方向各取1cm瀝青混合料芯片，分別進(jìn)行抽提試驗(yàn)，然后通過(guò)阿布森法試驗(yàn)分離出瀝青，對(duì)分離出的瀝青按照《瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20—2011）中的試驗(yàn)方法，分別進(jìn)行針入度、延度、軟化點(diǎn)三項(xiàng)瀝青常規(guī)性能試驗(yàn)，并對(duì)部分芯樣（2cm切片）切割后進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表1和表2所示。采用霧封層技術(shù)前后瀝青性能對(duì)比如圖1和圖2所示。

表1 瀝青室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果

圖1 瀝青室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果

表2 芯樣（2cm切片）馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

圖2 芯樣（2cm切片）馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上述室內(nèi)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，可以得出以下結(jié)論。

（1）根據(jù)芯樣瀝青抽提試驗(yàn)結(jié)果，可以看出含砂霧封層施工后1個(gè)月后的路面，比含砂霧封層施工前的老化的瀝青，針入度、延度、軟化點(diǎn)均有所改善，針入度提高了3.8%，延度提高了7.1%，軟化點(diǎn)下降了4.4%。因此，含砂霧封層對(duì)已經(jīng)老化的瀝青在性能上有所改善，提高了施工前老化瀝青的塑形、柔性和黏稠性。

（2）對(duì)路面芯樣進(jìn)行了馬歇爾試驗(yàn)，結(jié)果顯示霧封層施工后的路面芯樣馬歇爾穩(wěn)定度和流值普遍大于含砂霧封層施工前的路面芯樣，分別提高了1.02倍和1.03倍，說(shuō)明含砂霧封層對(duì)老化瀝青路面的耐高溫穩(wěn)定性有改善效果。

3.2 路面性能檢測(cè)

根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTG E60—2008）與《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG F/80—2004）的要求，對(duì)路面現(xiàn)場(chǎng)的滲水系數(shù)、構(gòu)造深度與摩擦系數(shù)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果分別如表3、表4、表5所示。試驗(yàn)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)分別如圖3、圖4、圖5所示。

表3 滲水系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果

圖3 滲水系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果

表4 摩擦系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果

圖4 摩擦系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果

表5 構(gòu)造深度試驗(yàn)結(jié)果

圖5 構(gòu)造深度試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上述路面性能檢測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出以下結(jié)論。

（1）根據(jù)路面滲水系數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以看出，在含砂霧封層施工前，路面滲水系數(shù)平均值為30mL/min；在含砂霧封層施工后，路面滲水系數(shù)平均值均為0，表明路面不滲水。說(shuō)明含砂霧封層技術(shù)對(duì)于路面防滲性能有很大程度地提升。

（2）根據(jù)路面抗滑系數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以看出，在含砂霧封層施工前，路面抗滑系數(shù)BPN20平均值為57；在含砂霧封層施工后1個(gè)月，路面抗滑系數(shù)BPN20平均值為42，下降了26.3%；在含砂霧封層施工后6個(gè)月，路面抗滑系數(shù)BPN20平均值為58，上升了38.1%；在含砂霧封層施工后12個(gè)月，路面抗滑系數(shù)BPN20平均值為55，下降了5.2%。在施工后1個(gè)月，由于含砂霧封層還原劑大多在表面，路面抗滑性能明顯下降，但是滿足規(guī)范值≥42，隨著行車荷載的作用，路面表層被磨損，路面抗滑性能得到提高，在施工后12個(gè)月，路面抗滑性能接近施工前。

（3）根據(jù)路面構(gòu)造深度系數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以看出，在含砂霧封層施工前，路面構(gòu)造深度平均值為1.12mm；在含砂霧封層施工后1個(gè)月，路面構(gòu)造深度平均值為0.74mm，下降了33.9%；在含砂霧封層施工后6個(gè)月，路面構(gòu)造深度平均值為0.94mm，上升了27.0%；在含砂霧封層施工后12個(gè)月，路面構(gòu)造深度平均值為0.72mm，下降了23.0%。在施工后1個(gè)月，由于含砂霧封層還原劑大多在表面，路面構(gòu)造深度明顯下降，但是滿足規(guī)范值≥0.7mm，隨著行車荷載的作用，路面表層被磨損，路面構(gòu)造深度得到提高，隨著車輛荷載時(shí)間的累計(jì)，路面構(gòu)造深度逐漸減小。

4 結(jié)語(yǔ)

瀝青路面含砂霧封層，雖然會(huì)引起路面暫時(shí)性的抗滑性能下降，但是均在規(guī)范值范圍內(nèi)。瀝青路面含砂霧封層可很大程度提高瀝青路面的抗?jié)B性能，短時(shí)間內(nèi)可減小構(gòu)造深度，減小摩擦系數(shù)，對(duì)原老化瀝青性能略有改善作用，對(duì)瀝青路面的表層形貌也有良好地改善作用，含砂霧封層技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)方式處治路面病害的施工方法，具有交通封閉時(shí)間短、對(duì)周邊環(huán)境污染低、節(jié)省養(yǎng)護(hù)資金等優(yōu)勢(shì)，是一種有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工工藝。

[1]韓民.瀝青路面含砂霧封層在高速公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（24）：45.

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