公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)中含砂霧封層施工技術(shù)的應(yīng)用

張凱

（河北高速公路集團(tuán)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(yùn)營一段時(shí)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(huì)出現(xiàn)不同程度的老化問題，進(jìn)而引發(fā)路面病害的產(chǎn)生。為改善瀝青路面病害問題，相關(guān)單位常會(huì)采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行處理。現(xiàn)階段，在瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)應(yīng)用中，常用到霧封層技術(shù)，并在普通霧封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)上提出一種新型養(yǎng)護(hù)技術(shù)，即含砂霧封層施工技術(shù)。含砂霧封層內(nèi)部含有細(xì)砂礫，可有效提高瀝青路面的耐久性和摩擦因數(shù)，緩解路面老化問題，并可對(duì)裂縫進(jìn)行有效填補(bǔ)。

本文圍繞公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)中含砂霧封層施工技術(shù)在具體工程中的應(yīng)用進(jìn)行研究，主要分析其施工特性和技術(shù)要點(diǎn)。

2 含砂霧封層的工程特性

含砂霧封層為霧封層技術(shù)的一種，主要由瀝青膠結(jié)料、集料、聚合物改性劑以及催化劑所構(gòu)成，可有效提高原路面瀝青的黏附能力，并對(duì)面層上的空隙和裂縫進(jìn)行填補(bǔ)，避免積水滲透，進(jìn)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(shù)主要功能歸納如下：

1）可對(duì)原瀝青路面上磨損消耗的瀝青材料進(jìn)行補(bǔ)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(fù)瀝青膠結(jié)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(jìn)行填充和封水，避免積水滲透路面而導(dǎo)致路面產(chǎn)生水損害；

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

5）摻加適量的細(xì)砂能提高路面的摩擦系數(shù)；

6）含砂霧封層在生產(chǎn)和施工過程中不會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體或物質(zhì)，具有一定的環(huán)保性；

7）含砂霧封層的施工工藝較為簡單，且工期較短，可實(shí)現(xiàn)短時(shí)間開放交通。

3 工程概況

某高速公路建設(shè)項(xiàng)目全線長約74.69 km，設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)使用年限為28 年。該高速公路自投入運(yùn)營到目前已有數(shù)十年之久，建設(shè)單位通過對(duì)公路全線問題排查，發(fā)現(xiàn)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(xiàn)象，且瀝青膜存在剝落問題。通過對(duì)路面病害進(jìn)行研究擬決定采用含砂霧封層技術(shù)進(jìn)行路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)處理。

4 含砂霧封層施工配比研究

4.1 材料技術(shù)指標(biāo)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(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范要求，含砂霧封層材料技術(shù)要求見表1。

表1 含砂霧封層材料技術(shù)要求

為確保施作后的含砂霧封層耐久性滿足規(guī)范要求，經(jīng)正交試驗(yàn)結(jié)果可得，混合料內(nèi)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(shù)指標(biāo)符合要求，應(yīng)合理設(shè)計(jì)噴灑設(shè)備，同時(shí)嚴(yán)格控制含砂霧封層材料的表干時(shí)間和實(shí)干時(shí)間，以保施工完畢后不影響開放時(shí)間。

4.1.2 細(xì)砂

含砂霧封層施工應(yīng)用中常選用石英砂、金剛砂等材料用作施工所用細(xì)砂，在結(jié)構(gòu)層中主要是起到延緩路面早期衰減的作用，同時(shí)增強(qiáng)含砂霧封層的抗滑性能與耐磨穩(wěn)定性[2-3]。實(shí)際應(yīng)用中，首先需采用篩分機(jī)進(jìn)行細(xì)砂級(jí)配篩分，提高使用效果。其主要技術(shù)指標(biāo)見表2。

表2 含砂霧封層材料用砂技術(shù)要求

4.1.3 添加劑

在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合具體工程情況和要求在含砂霧封層內(nèi)產(chǎn)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(shè)計(jì)

4.2.1 用砂量

含砂霧封層施工中輔助性材料以細(xì)砂為主，摻加細(xì)砂的目的是對(duì)含砂霧封層材料進(jìn)行固定，避免過多摩擦而導(dǎo)致材料損失，然而在路面行車荷載作用下，路面和細(xì)砂之間的黏結(jié)能力會(huì)逐漸降低以致脫落[4]。若細(xì)砂的灑布量不足，會(huì)影響路面抗滑性能，容易導(dǎo)致含砂霧封層材料脫落；而當(dāng)細(xì)砂灑布量過多時(shí)，則會(huì)存在表層細(xì)砂堆積現(xiàn)象，影響霧封層的平整度。通過室內(nèi)浸水磨耗和抗滑衰減等試驗(yàn)研究確定，本項(xiàng)目含砂霧封層施工中用砂量設(shè)定為21.4%，可結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

4.2.2 原液固含量

經(jīng)室內(nèi)浸水試驗(yàn)，用砂量設(shè)定為21.4%，原液固灑布量設(shè)定為0.8 kg/m2，通過試驗(yàn)研究得到，原液固含量在55%左右時(shí)含砂霧封層的耐久性能最優(yōu)，因此，本項(xiàng)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(dāng)灑布量較小時(shí)，其路面養(yǎng)護(hù)處治效果會(huì)達(dá)不到預(yù)期，而灑布量過量時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致材料浪費(fèi)，增加不必要的成本消耗。實(shí)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(huì)包裹住細(xì)砂，提高原路面和細(xì)砂之間的黏結(jié)效果，而另一部分會(huì)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(jié)性。清理完畢后再采用吹風(fēng)設(shè)備外加毛刷進(jìn)行再次清潔，若不易處理也可采用高壓水槍進(jìn)行沖洗，清理完后選用遮擋物進(jìn)行全面覆蓋。周邊的標(biāo)識(shí)牌或標(biāo)線在清理過程中予以保護(hù)，避免受到污染。

5.2 噴砂處理

采用路面翻新打磨機(jī)進(jìn)行噴砂處理，其處理標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備和材料準(zhǔn)備

待施工作業(yè)區(qū)徹底封閉后才可放行大型設(shè)備施工，提前對(duì)施工原材料進(jìn)行性能檢測和拌和處理，并不斷循環(huán)攪拌，以免產(chǎn)生離析。一切準(zhǔn)備工作就緒后即可進(jìn)行正式施工。

5.4 封層噴灑施工

本項(xiàng)目選用高壓噴灑設(shè)備進(jìn)行封層噴灑施工處理，現(xiàn)場技術(shù)人員在實(shí)施之前應(yīng)提前校準(zhǔn)噴灑裝置的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，調(diào)設(shè)最佳噴灑寬度和壓力值。每一層的噴灑作業(yè)分兩次進(jìn)行，將施工速率控制在3～5 km/h，以提高現(xiàn)場的噴灑質(zhì)量。另外，嚴(yán)格控制相鄰兩幅施工區(qū)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(zhì)量檢測

含砂霧封層施工完畢后，瀝青路面面層構(gòu)造深度和抗滑擺值檢測結(jié)果見表4、表5。檢測結(jié)果表明，隨著時(shí)間的增加，路面構(gòu)造深度和抗滑擺值逐漸上升，最后逐漸恢復(fù)，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(gòu)造深度檢測結(jié)果 m

表5 抗滑擺值BPN檢測結(jié)果

6 結(jié)語

針對(duì)高速公路瀝青路面老化問題，目前常會(huì)用到含砂霧封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)，本文結(jié)合含砂霧封層施工工程特性，主要對(duì)含砂霧封層施工特性和施工工藝進(jìn)行研究，提出含砂霧封層施工配比設(shè)計(jì)方案。研究結(jié)果表明，采用含砂霧封層施工技術(shù)能有效改善瀝青路面老化問題，延長公路路面使用壽命。