改性乳化瀝青含砂霧封層養護技術

范俊嫘

（上饒市廣豐公路事業發展中心，江西廣豐 334600）

0 引言

改性乳化瀝青含砂霧封層養護技術應用能夠增加路表瀝青的黏結力，可以對微小裂縫進行填堵，防止路表水滲透到路面結構中。在該技術應用環節需要做好材料配比設計，并且規范施工技術行為，以保證路面的粗糙度增加，提升路面的抗滑性能，從而滿足公路養護工程的要求。

1 含砂霧封層作用機理分析

含砂霧封層是目前比較廣泛應用的技術，含砂霧封層材料主要分為傳統含砂霧封層與新型含砂霧封層兩種類型。傳統含砂霧封層的施工材料主要是乳化瀝青或者改性乳化瀝青。在破乳后，其路面表層會出現一層薄膜，薄膜主要為瀝青與水的混合物。新型含砂霧封層材料主要是溶劑材料的類型，內部含水量比較少，與傳統材料對比分析，施工環節不需要加熱處理，也不需要稀釋處理，其主要組成部分是精制瀝青、再生劑、溶劑以及其他溶劑等組成的黑色溶液，如瀝再生、HAP、CAP 和SUPREME 等。含砂霧封層作用機理分述如下。

1.1 防水性能

含砂霧封層材料本身具備乳液細度、濃度以及表面張力等特點。在含砂霧封層施工中，材料能夠快速滲透到瀝青路面的深部，通過破乳、固化等堵塞滲水微觀通道，達到防水、防滲的目標。同時在材料應用時能夠滲透到瀝青路面裂縫位置上，可以有效地預防裂縫的擴展；含砂霧封層材料中加入一定比例的纖維材料可以全面提升其延展性，避免冬季環境溫度較低的情況下，發生開裂的問題。乳化瀝青濃度在一定的范圍內會影響滲透性能，若濃度越小則滲透深度越大。倘若濃度過小，乳化瀝青破乳之后，就不能形成有效的保護層，起不到封閉縫隙以及控制裂縫問題出現的作用，因此在確定乳化瀝青濃度時，需要按照設計規范進行。

1.2 抗老化性能

加入還原劑之后，能夠提高瀝青材料的抗老化性能，延緩老化的速度，同時還能對已經發生老化的瀝青材料進行復原處理。噴撒瀝青還原劑，在表面形成保護膜，構建一層保護屏障，有效地隔絕紫外線，避免陽光直射而導致的嚴重老化問題出現。同時，應用瀝青還原劑后，還可以將瀝青中的油分、增塑劑鎖定在材料內。在滲透的過程中，新型含砂霧封層材料中應用的再生劑會持續性地流入裂縫，與原結構進行吸附并且發生物理、化學的反應，將瀝青組分做出改變，對于老化的瀝青有一定的修復效果，能夠達到韌性、黏結性的要求。提高瀝青路面的通行效果和質量，還能夠避免水分進入內部。乳化瀝青經過破乳后，在集料與老瀝青膜外表面形成全新的保護膜，使得老化瀝青與松散集料的黏結性能進一步地提升，預防病害問題延伸與發展，保護路面的性能，延長使用壽命。

1.3 持久性能

瀝青還原劑中含有特殊表面活性劑，有較高的黏結性能，可以牢固地吸附在瀝青路面的表面，有效地鎖住瀝青材料，同時也能夠保持骨料的穩定性。含砂霧封層材料內有部分礦物質組分，具備較高的耐磨性、高溫穩定性，再加入纖維材料后，具備一定的低溫抗裂性能。加入添加劑后，含砂霧封層材料可以有效地抵抗化工產品對路面的侵蝕，特別是冬季北方融雪劑以及撒落到路面的油漬，延長路面的使用壽命，促進表面性能的提升。

1.4 抗滑性能

加入必要的砂子，粒徑符合要求，通常還要和還原劑充分地混合，直接噴撒到路面表層。瀝青還原劑含有部分特殊的表面活性劑，黏結性能良好，砂粒與舊瀝青材料牢固黏結，避免含砂霧封層抗滑性不合格的情況，確保路面摩擦效果，提高交通運行的能力。

2 含砂霧封層的適用條件

以預養護理念作為出發點，選擇符合實際需要的養護方案。首先，對舊路面進行全面了解，確定是否應用預養護的方法，結合不同路段應用最佳的預養護方法。根據目前的工程標準要求，制定宏觀指標，確定具體的標準如下：路面強度指標、行駛質量指數、路面狀況指數等，結合不同等級道路的情況，選擇最佳的方法，適應路面養護的標準。同時，還應考慮微觀指標，如在預防性養護合格的情況下，對路面的損壞情況做出全面調查，了解損害程度，以便于采用合理的養護處理措施，對提高路面結構的性能產生積極作用。

3 工程實例

某道路工程項目投入運營有5年的時間，經過現場檢查，得出如下結論：彎沉符合設計要求，結構強度處于最佳狀態；瀝青面層結構存在輕微的松散、老化的問題，同時還有比較輕微的網裂、沉陷等病害，符合預防性養護的標準要求，總體路面運行狀況良好。經現場調查以及技術論證以后，決定采用改性乳化瀝青含砂霧封層技術進行施工，具體操作方法如下。

3.1 瀝青層病害預處理

含砂霧封層在撒布工作開始前，需要對局部病害問題展開預處理，經過驗收達標才能開展撒布作業施工：首先，裂縫處治。對于寬度超過5mm 的裂縫，采取開槽灌注的施工方式。其次，車轍防治。對于局部車轍在5～15mm 之間的，將舊瀝青層挖除后，重新鋪筑一層熱拌瀝青材料，從根本上預防病害的問題。再次，沉陷、網裂處理。該問題需要將原瀝青面層挖除掉，然后鋪撒一層新的熱瀝青材料。最后，輕微松散。及時查找存在的問題，將松散粒料全部清理干凈。

3.2 含砂霧封層材料

經過現場調查分析，技術人員采用瀝青濃縮封面的方式。含砂霧封層施工材料包含改性乳化瀝青或者煤瀝青、陶土、聚合物添加劑等，通過與砂充分混合后形成混合料，并且根據技術標準加入特殊表面活性劑，促進材料的黏結性、耐久性的提升，并且應用專業的高溫含砂霧封層噴撒車施工。在施工后，路面表層形成一層薄層材料，將微裂縫封閉處理，避免出現粒料松散的問題，有效地預防水滲入下部，同時能夠延緩老化的問題，促進路面美觀性的提升。在現場施工中，加入46%的石英砂，從而確保抗滑效果滿足要求。在含砂霧封層混合料設計中，必須綜合分析現場的交通條件、自然環境、氣候等方面，確定最佳的含砂霧封層施工材料，明確具體的配合比參數，達到工程施工的標準要求。在該工程項目實施中，撒布雙層含砂霧封層施工材料，雙層噴撒量保持在0.42～0.62kg/m范圍內。第二層噴撒應該在第一層全部干透后開展，以手指輕觸表面，手指不會黏附材料則表示達到干燥性要求，可以鋪設第二層材料。兩層間隔時間為2～4h。第二層噴撒工作結束后，經過2～4h 即可開放交通。在氣候條件較好的情況下，施工速度比較快，縮短影響交通時間，運行效果更好。

3.3 施工方案

含砂霧封層在施工中，必須應用專業性的高壓噴撒設備，進行表面含砂封面材料的噴撒施工，具備連續性攪拌功能，鋪設后的材料達到均勻性要求。在施工前，明確施工方案：準備材料與設備、調配與安裝、清掃路面、病害處理、含砂霧封層施工、表面缺陷修復、含砂霧封層修復處理、養生，經過檢查合格后，才能開放交通。

3.4 施工控制要點

其一，消除外部不良條件的影響，確定合適的噴撒時間。如果環境溫度在10C 以內、地表溫度在15C以內、降雨或者大風天氣等禁止進行噴撒作業。現場施工如果突然降雨，應及時停止作業，對于雨淋的路段應及時清除后，重新鋪設施工，避免給路段帶來不利影響。

其二，加強現場試驗檢測，落實養護管理措施，進行合理的噴撒施工。噴撒量滿足要求，如果噴撒量過多，容易導致抗滑性能不合格，而噴撒量過少，封層質量無法達到要求。在現場試驗路段中，確定最佳噴撒量，經過反復試驗調整，達到標準要求。如果經過試驗后，發現噴撒量不符合要求，需要及時做出參數的調整，并且試驗后檢測滲透率。如果封層材料滲入路面結構內，表面沒有任何的殘留，表示用量不足，需要增加用量。如果封層材料基本能夠滲入路表結構，繼續增加使用量，存在殘留材料后，說明其能夠達到最佳噴撒量的要求。在該工程中，經過試驗后，確定最佳噴撒量為0.52kg/m，結合不同區域做出微調。根據不同路段標定，控制在0.42～0.62kg/m之間。

其三，清掃路面。含砂霧封層材料在噴撒作業前，應用強力吹風設備進行清理，表面沒有浮塵、砂石等材料，然后用清水沖洗處理，表面達到干燥后，應用鋼絲刷、毛刷清理干凈，表面沒有任何油污、松散等情況，達到干燥要求后開始撒布施工。

其四，現場粘貼專用膠帶，設置標線，并且表面覆蓋一層保護路緣石，防止發生污染問題。

其五，舊路面病害處理。如果表面存在裂縫、剝落、坑槽、松散等問題，應該及時采取預防處理措施，保證路面結構的性能合格。

其六，噴撒作業。含砂霧封層在噴撒作業開始前，進行檢查噴撒校準處理。在施工中，撒布車根據試驗路段要求的速度均勻慢速行駛，并且隨時檢查噴嘴情況，控制離地高度、噴撒壓力、噴流角度、相鄰撒布重疊寬度等，還要觀察撒布路段的情況，存在任何問題都要及時處理；撒布車的各項參數固定后不能隨意改變，如果不得不改變，需要再次試驗驗證；在含砂霧封層施工環節，控制縱向接縫，確保兩幅交匯處的寬度、噴撒量，重疊寬度不能過大，也不能有露白的問題；盡量減少停止攤鋪的次數，縮短停止間隔時間；不能應用機械撒布的區域，通過人工方式撒布施工。

其七，養生。在現場施工環節，加強溫度、濕度、風力、養生時間的記錄工作，有效控制各項參數。在乳液全部破乳、成型后，標線恢復之后，才能開放交通；初期開放交通，應加強交通管制，不能通行重型車輛，加強行駛速度的控制，禁止急剎車、掉頭，避免給新噴射的含砂霧封層造成損壞影響。

4 含砂霧封層性能評價

為了能夠有效地評價含砂霧封層的施工效果，施工單位在施工前、后以及運行6月后跟蹤檢測，積累豐富的經驗，為今后工作的開展提供基礎。通過各項參數分析，明確預防性養護的標準要求，確定最佳的通行時機。應用擺式儀測試瀝青路面的摩擦系數，鋪砂法測試瀝青路面構造深度（TD）和滲水儀測試滲水系數，從而了解抗滲性、抗滑性。在該工程的施工中，選擇國道項目，了解含砂霧封層預養護的施工效果。經過持續性跟蹤觀測，掌握各項數據信息，結合目前我國的國家標準要求，擺式儀與鋪砂法測點需要均勻設置在橫斷面上、行車道輪跡上，測量點部位達到檢測的標準要求，該工程測量結果見表1。

表1 路面抗滲與抗滑性能檢測結果分析（部分路段）

經過上表分析，可以得出如下結論：

其一，含砂霧封層養護施工結束后，抗滑值、構造深度參數有輕微的降低，但是并不會影響整體路面的抗滑性；運行6 個月后，抗滑值有一定的提高，而構造深度有輕微的降低，含砂霧封層在施工后、運行6 個月，表面抗滑性完全達到標準要求。其二，含砂霧封層施工前后，經過技術人員進行檢測，發現滲水系數從8.48 下降到1.1，封水的性能完全符合運行標準；運行6 個月后，滲水系數從1.1 下降到0.6，封水的效果完全滿足工程的運行標準。在預防性養護的工作結束后，路面外觀得到全面的改善，含砂霧封層對于骨料縫隙流失的瀝青材料充分填充。原來存在泛白的瀝青路面，在含砂霧封層噴撒后，達到路面的運行標準要求，路面通行質量得到很大改善。

5 結論

其一，含砂霧封層預養護施工技術應用前，應該綜合分析其適用條件，組織技術人員對現場路面進行全面勘查，了解病害問題的類型、氣候條件、自然環境、交通通行量、組成形式等，消除各種不利因素的影響。

其二，在施工中，技術人員對現場瀝青路面的情況展開全面調查分析，尤其是老化問題、局部松散、細集料損失、輕微橫向裂縫、輕微車轍等，有效處理病害的問題。通過對路面情況的分析，掌握各種條件，選擇含砂霧封層預養護施工方式，在確保路面性能合格的情況下，提高表面瀝青黏結性、抗滲性。通過預防性養護措施的應用，達到抗滲、抗老化的效果，避免病害向著嚴重的方向發展，促進結構性能提高，延長使用壽命。對于符合含砂霧封層預養護條件的路面，應用含砂霧封層技術進行瀝青路面早期養護，是一種可靠性、穩定性良好以及成本較低的養護方式。

其三，瀝青混合料的特性較為明顯，滿足運營的標準要求，并且不同路面的微結構會有明顯的差異。對于變化較為嚴重的區域，應以設計噴撒量為基礎進行檢查調試、檢測分析，總結經驗教訓，確定最佳撒布量參數。

其四，在材料制作中，砂粒徑、加入比例要符合要求，并且與還原劑充分攪拌混合，達到均勻性要求，然后噴撒到路面表層，發揮出結構特點的優勢，抗滑性能達到標準，提高車輛通行的安全性、穩定性。

其五，加強含砂霧封層施工的養護工作，落實交通管制，保證含砂霧封層的性能合格。與常規養護方式比較，改性乳化瀝青含砂霧封層預養護工作成本較低，施工效果較好，能夠滿足路面病害處理的要求。