含砂霧封層在橋面鋪裝工程中的應用

王 向 郭紅濤

（河南省交通規劃勘察設計院有限責任公司，河南 鄭州450052）

據有關資料表明，一條質量合格的道路在使用壽命75%的時間內使用性能下降40%，該階段稱之為預防性養護階段；此階段如果不及時進行養護，在隨后12%的時間里，其性能將下降40%，其相應的養護成本將會增加3～10倍。因此，在最佳時機進行預防性養護對于提高道路路用性能和降低養護成本具有重要意義。

所謂霧封層技術，是利用專用霧封層灑布車在瀝青面層上噴灑一層薄薄的、高滲透性的改性乳化瀝青，以形成一層嚴密的防水層將路面孔隙封閉，起到隔水防滲、保護路面功能的作用。其功能及適用條件：

①由于霧封層材料具有良好的流動滲透性，對道路早期表面孔隙、3mm以下微裂縫較好地封閉效果；

②在保證路面整體結構強度良好情況下，采用霧封層進行預防性養護，能補充瀝青黏結料、穩定松散的集料、對已老化的瀝青具有一定的修復功能。

③較強的封水效果，可以緩解橋面滲水嚴重的現象

④能迅速改善路面外表觀，加大路面與瀝青標線的對比度。

⑤施工簡單方便，生態環保，通常情況2～4h可開放交通。

1 霧封層作用機理分析

一般講，解釋霧封層還原劑滲透吸附的理論主要有表面能理論、相似相溶理論和Hansen溶解度參數理論等。

霧封層材料分傳統霧封層和新型霧封層兩大類。傳統型霧封層材料為乳化瀝青或改性乳化瀝青，其破乳后，在瀝青路面上形成一層薄膜，主要成分是瀝青和水。

新型霧封層材料為溶劑型材料，材料中水分較少，相比于傳統型材料，施工時不加熱、不稀釋，是由精制瀝青、再生劑、溶劑及其他功能助劑組成的一種黑色溶液。常用的霧封層材料有：瀝再生、HAP、CAP、SUPREME等。

基于霧封層材料本身合適的表面張力、乳液細度、濃度，霧封層材料能夠較順暢的滲透到合適路面深度，經破乳、固化后堵塞滲水微觀通道，起到嚴密封水效果；一般情況下，濃度越小，滲透深度越大，但濃度也不宜過小，否則失去封層效果。

在滲透的過程中，新型霧封層材料中的再生劑（或其他功能助劑）不斷對裂縫表層進行滲透吸附，與老化瀝青發生一些相關的物理、化學反應，對已老化瀝青有一定程度的修復作用，提高了瀝青各項性能指標。待乳化瀝青破乳后，在集料與老瀝青膜外形成一層新的瀝青膜，進一步加強老化瀝青與松散集料之間的黏結力，延緩道路病害發生，進而提高改善了道路使用性能［1］。

2 工程實例

2.1 含砂霧封層材料

在G205山障埠至焦莊段有12座大中橋，有些橋面板滲水嚴重，橋面結構強度保持仍完好，研究實施霧封層預防性養護技術。通過市場考察調研，本研究選擇北京西爾瑪公司的含砂霧封層作為該階段的預防性養護。

西爾瑪公司研制出的Masterseal瀝青還原劑由含礦物成分的陶土和乳化瀝青混合而成，其中添加了特殊表面活性劑以形成超強的黏結能力和持久性，可補充由于氧化及化學產品的侵蝕而損失掉的瀝青，并且對瀝青路面起到封面和防水的作用,保護和美化瀝青路面,在施工時添加了46%的石英砂，增強封層的抗滑性能。

2.2 施工流程

具體工藝流程，如圖1。

2.3 施工質量控制要點

2.3.1 避開不良外界條件，選擇有利噴灑環境。氣溫＜10℃、地表溫度＜15℃、雨天以及施工養護期內可能降雨等均不可施工。下雨后，待路面干燥后方可施工，施工中遇雨停止施工，被雨沖掉的涂料，應重新灑布，灑布量應重新標定［2］。

2.3.2 通過試驗對比，選擇好適宜的噴灑量。灑布量過多，會降低抗滑性能；灑布量過少，封層效果不佳；于是，在現場必要進行多次試驗，目測確定最佳灑布量（L/）。操作如下：將1L封層劑均勻撒布于1的路面上，觀察封層劑在路表滲透情況，若路表無殘留封層劑，全部滲透到路表中，則表明用量較少，嘗試增大用量；若封層劑大致滲透入路表中，若繼續再增加用量，導致表面有較多的殘留，此時的用量即為適宜的用量。本工程的設計噴灑量為0.52kg/，實際施工中噴灑量控制在0.42～0.62kg/之間。

2.3.3 清掃要點。霧封層材料噴撒前應采用強力吹風設備將瀝青路面的浮塵吹干凈，必要時利用鋼絲刷、毛刷等工具對雜物徹底清除，確保施工路段表面干燥整潔；可采用專用膠帶將標志標線、路緣石粘貼好，確保施工中不受污染損壞。當路面有大塊油污時，應將其清除，以保證霧封層材料與原路面的黏結；如路面存在裂縫、剝落、坑槽或松散等病害，則先完成裂縫封縫、坑槽修補。

2.3.4 撒布要點。施工過程中，灑布車按試驗段確定的速度勻速行駛，站在灑布車后面的操作手需要隨時觀察路面噴灑情況及噴嘴的出料情況，遇到問題必須及時處理；灑布車設置的各項參數不得隨意改變，若需改變參數時必須重做試驗段；霧封層施工中，控制好橫向接頭銜接，避免過多過密接縫，處理不好將影響外觀或導致局部多油；要盡可能減少橫縫的數量，減少停機時間；局部路段不適于機械攤鋪，可通過人工灑布來完成，或抹灰滾筒來完成。

2.3.5 養生要點。在施工過程中應該做好溫度、濕度、風力與養生時間的記錄；霧封層施工完成后，待乳液完全破乳、成型后方可開放交通；對于初期開放交通必須嚴格控制行車速度，防止車速過快導致新噴層被破壞霧封層材料均可通過一般的瀝青灑布車來完成。

圖2 清掃作業現場

圖3 噴灑過程

圖4 施工后效果

圖5 路面養生

表1 施工前、后各項性能指標檢測結果

3 霧封層性能評價

為了衡量霧封層措施的效果，分別在霧封層施工前、后及施工后六個月檢驗路面的功能狀況。通過擺值測試試驗、鋪砂法測試構造深度（TD）和滲水儀測試滲水系數鋪等手段來檢測含砂霧封層的防水抗滑性能。本研究以范陽河橋面為例，縱向每隔50m選取1個測試點，分別進行上述試驗，檢測結果見表1［3］。

根據以上測試結果，分析可得出以下結論：

①含砂霧封層施工后，抗滑值和構造深度有所降低，但對抗滑性能影響并不大，6個月后，表面抗滑性能仍然滿足規范要求。

②霧封層施工后，滲水系數降低約86%，證明封水效果良好，實現了預期封水目標［4］。

4 小結

通過本次含砂霧封層在橋面鋪裝上的應用研究，可以得到以下結論：

①含砂霧封層作為早期實施的一種預防性養護技術，具有滲透防水，改善老化瀝青路用性能的技術特點，通過滲透、破乳、固化等過程，實現裂隙封水；借助還原劑高分子材料及其他功能助劑，來激活還原老化瀝青，改善瀝青基材的各項性能，進而延長瀝青路面使用壽命。

②要保證霧封層施工質量，要在有利外界環境下進行施工作業，并充分做好灑布設備調試、清掃準備、撒布、養生等各環節工作；

③通過對施工前后及半年的防水、抗滑性能各項試驗檢測，結果表明含砂霧封層具有良好的抗滑防水性能，特別是滲水系數降低了近86%，達到了預期防水的效果。

［1］霧封層技術在高速公路預養護中的應用［J］.路基工程，2010（3）：52-53.

［2］JTG E20-2011.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程［S］.

［3］吳仁平，等.霧封層技術在瀝青路面預防性養護中的應用［J］.現代交通科技，2009（4）：23-25.

［4］陳曉龍，等.霧封層技術封閉瀝青路面早期微裂縫機理［J］.公路交通科技，2008（11）：53-55.