公路瀝青路面預防性養護霧封層技術研究

摘要 為提高路面施工質量并延長公路瀝青路使用年限，該研究設計了公路瀝青路面預防性養護霧封層技術。在施工作業前，合理選擇預防性養護霧封層路面養護劑；針對舊路面實施處理，填補坑洞，在確定橫桿噴嘴的高度、噴灑路段長度等參數基礎上，開展霧封層施工；在施工完畢后，對路面養護處理。通過測試發現：新施工技術可以將路面抗滑系數、構造深度、滲水系數、平整度控制在規定范圍內，從而提高道路建設質量，延長道路服務年限。

關鍵詞 公路瀝青路面；預防性養護；霧封層；坑洞填補

中圖分類號 U416.217 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）15-0077-03

0 引言

隨著公路交通量的不斷增加和車輛軸載的日益增大，瀝青路面的早期病害現象愈發嚴重。這些病害包括瀝青老化脫落、微裂縫、松散等，若不及時治理，早期病害將進一步破壞路面結構層，降低路面性能和服務能力，從而大幅縮短瀝青路面的使用壽命。因此，為保持路面的優良服務性能，必須對公路進行定期養護[1]。

預防性養護作為養護的首選方式，能夠有效地節約成本，對路面養護起到事半功倍的作用。霧封層技術作為預防性養護的一種有效方法，具有針對性的優點，在瀝青路面養護中得到了廣泛應用。該技術通過在路面上噴灑一層特殊的霧狀封層材料，能夠填補路面微裂縫，提高路面的防水性能，延緩路面的老化過程。霧封層技術的優勢在于施工簡便、成本低廉、效果顯著，對于提高瀝青路面的使用壽命具有重要的現實意義。

針對目前我國高速公路瀝青路面預養護中存在的問題，該研究提出了一種新的解決方案，深入探討霧封層技術的施工原理、材料選擇、施工工藝以及應用效果等方面的問題。

1 預防性養護霧封層路面養護劑選擇

在實際施工作業之前，預防性養護霧封層路面養護劑的選擇至關重要。養護劑的主要構成元素多種多樣，其中，基質瀝青作為基礎成分，提供了必要的黏結性和耐久性；有機溶劑則起到溶解和稀釋的作用，使得養護劑能夠均勻地涂布在路面上；再生劑能夠有效恢復瀝青的老化性能，提升其使用效果；表面改性劑可以有效地提高道路的耐磨性、抗滑能力，從而提高道路的安全性；而功能助劑則根據具體需求添加，以增強養護劑的特定功能[2]。因此，在選擇養護劑時，需要綜合考慮各種成分的性能和特點，確保所選養護劑能夠滿足預防性養護的要求，為路面的長期使用奠定堅實的基礎。

表1中展示了預防性養護霧封層路面養護劑主成分含量。

在使用防性養護霧封層路面養護劑前，對材料物理性能進行測定，要求材料入針度（25℃，0.1 mm）在60～80范圍內；延度（15℃）大于或等于100 cm；軟化點大于或等于45℃。評估瀝青在常溫狀態下的黏滯性程度，常常依賴于瀝青的針入度這一關鍵指標[3]。更詳細地說，針入度是通過在25℃下，應用100 g載荷，測定5 s之內針刺入瀝青樣品的深度來測定的。這一深度值即為針入度的具體數值，它反映了瀝青的黏滯性能[4]。

瀝青軟化點是瀝青由固體狀態向液體狀態轉化的具體溫度。其測試過程如下：首先，將一個小鐵球放置在常溫下的瀝青表面上。隨后，將這一組合放入專用儀器中，并以每分鐘5℃的速度加熱儀器內的液體[5]。隨著瀝青逐漸軟化，小鐵球會漸漸陷入瀝青中。當觀察到小鐵球完全陷入瀝青中的瞬間，立即記錄此時的溫度。這一溫度即為瀝青的軟化點值，它反映了瀝青在受熱時的性質變化。將待測試件放入延度儀的水槽內，隨后啟動設備對瀝青樣品進行拉伸。在拉伸過程中，持續觀察瀝青樣品的形變，直至其斷開。此時，記錄下瀝青樣品的拉伸長度，這一數值即為瀝青的延度大小，其反映了瀝青的延展性和韌性特性。

2 施工前準備與霧封層施工

在完成對養護劑的選擇后，開展霧封層的施工。施工前對舊路面進行處理。

首先，做好施工材料、機械、原有路面處理等準備工作以及清潔和交通管制工作。在施工過程中，環境溫度應高于10℃，道路表面溫度不得低于15℃，并確保路面的干燥。必須確保路面上的坑洞已全部填補完畢，以確保施工質量和行車安全[6]。對于路面上寬度大于3 mm的裂縫，應提前采取修補措施進行處理，防止裂縫擴大影響路面使用性能。霧封層技術適用于修復寬度在1～3 mm的微小裂縫，其修復效果良好且施工簡便[7]。對于寬度較大的裂縫，可以用改性乳化瀝青混合細砂來填補。以提高裂縫修補的耐久性和穩定性。對于路面出現的大型擁包或嚴重車轍問題，需先進行銑刨處理。

然后，重新鋪筑瀝青混凝土，以恢復路面的平整度和使用性能。完成路面的早期病害處理后，進行清掃、沖洗及吹干工作，確保路面上的雜物、塵土等徹底清除，為霧封層材料更好地滲入路面結構層創造有利條件。按有關規范要求，對建筑材料進行取樣檢驗，經驗收后方可使用。在實施霧封層之前，必須將各種原料充分拌和，才能保證其質量與效果。

在施工前，需要確定霧封層材料的最佳噴灑用量[8]。首先，選擇一處1 m×1 m的老舊瀝青路面，在此基礎上，將1 kg水霧封閉劑均勻地噴灑于此。接著，仔細觀察路表面的變化。若有物料不能充分滲透，則表明施藥劑量過大。此時，重新選取一塊1 m×1 m的路面，適當減少噴灑用量，并重復上述試驗過程。這個過程將持續進行，直到霧封層材料能夠完全滲入路表。最后，通過對試驗斷面的分析，得出最優噴施劑量為0.55 kg/m2。

在施工期間，這些數據將被用來計算噴霧量，以確保霧封層施工的質量和效果。在灑布車進行噴灑施工時，使用灑布車進行霧封層噴灑施工，采取分幅作業方式，確保左右兩側的重疊寬度控制在一定范圍內，并確保噴灑范圍實現兩重疊和三重疊的覆蓋，以保證噴灑效果均勻且完整。即先完成一側的施工，然后再進行另一側。若施工位置存在重疊區域，需確保左右兩側的重疊寬度控制在10～15 cm之間[9]。噴灑過程中，為確保噴灑效果均勻且完整，需確保噴灑范圍實現兩重疊和三重疊的覆蓋。

噴灑作業示意圖如圖1所示。圖1中的展示結果與上述噴灑作業的覆蓋要求相符。

噴灑橫桿上安裝間隔距離相同的噴灑嘴，橫桿的高度可以調節。橫桿噴嘴的高度可通過下述公式計算得出：

H=L×ctanθ （1）

公式（1）中，H——橫桿噴灑高度，cm；L——噴嘴的間隔距離，cm；θ——散度角，°。確保灑布壓力的穩定性是實現均勻噴灑的關鍵。要確定噴灑用量及噴灑長度，需綜合考慮噴灑機的行駛速度、噴灑寬度以及瀝青泵的生產率等因素。這些參數之間存在密切的關聯，共同影響著噴灑作業的效果。其具體關系如下述公式所示：

QL=qvB （2）

公式（2）中，QL——噴灑機的生產功率， kW；q——每平方米所需油量，L/m2；v——行駛速度，m/s；B——噴灑寬度，m。在確定噴灑量后，進一步確定每一罐有效噴灑路段的長度，其公式為：

L= vK" " qB （3）

公式（3）中，K——噴灑重疊系數。噴頭的擴散角度和間距對噴霧橫擋的高度有重要影響。隨著擴散角度的增大，噴管間距減小，橫向高度減小。但是，如果擴散角太大，就不能產生足夠的壓力，不能在路面上形成一層有效的薄層，從而影響到封閉效果。相反，當散度角減小時，噴嘴間距也會相應減小，這可能需要增加噴嘴數量，并提高橫桿高度[10]。然而，此做法可能導致霧封層材料飛濺，降低使用效率，無形中增加了成本。因此，在選擇橫桿高度、噴嘴間距及散角度時，必須綜合考慮。

3 霧封層養護

在完成上述施工操作后，應用該文上述所選擇的養護劑對公路瀝青路面進行預防性養護。為確保霧封層在養護期間能達到理想的強度效果，對施工路段實施嚴格的通行管制，從而最大限度地減少外界對路面的干擾。在施工完畢階段與噴灑車緊密配合，確保收尾工作順利進行。對于多余的涇流油，采用干凈的刮耙進行人工清除；對于噴灑不均勻的部位，則進行補噴，確保路面無油膜殘留。若局部噴灑量過多，在該處撒上砂子，待材料強度形成后，再清除多余的砂子。隨后，施工路段才可以重新開放交通。噴灑養護劑的瀝青路面，在養護一段時期后，其外表發生了明顯的變化，從原本的灰白變為了深沉的黑色，細小裂縫可實現愈合。

4 技術應用效果分析

4.1 工程概況

自2006年以來，依托甘肅省武威公路項目承擔著大運量貨物運輸的重任。即便是經過了擴建，甘肅省武威公路依舊面臨著擁堵的考驗。在2008年，一個高峰時段日車流量曾高達70 000輛，相當于一個標準小型客車停車場滿載的車輛數，且其中客車與貨車的比例為47：53。為減輕重負荷造成的路面破壞，應采用預處理方法，以減緩路面使用壽命的衰減。此做法，對于降低高速公路在整個使用周期內的總養護成本具有顯著效果。鑒于依托甘肅省武威高速公路通車時間尚短，選擇瀝青路面的霧封層作為當前的預防性養護策略。

由于該高速公路所處的地區是一個多雨的地區，并且受到亞熱帶季風的影響，年平均降水量在1 200 mm左右。由于瀝青路面的厚度一般很小，當路面產生微小的裂紋等早期破壞時，雨水將快速滲入中、下層及基層。在汽車高速行駛和輪載的高壓抽吸作用下，路基中的細骨料有可能從路面上被推離，從而產生灰白色的水泥漿。

4.2 技術應用效果

在明確依托甘肅省武威高速公路建設項目的基本現狀后，應用該文上述提出的技術，完成對公路瀝青路面的施工。為實現對該項施工技術應用效果的檢驗，對施工段施工前后的綜合質量進行測定。綜合質量包括路面的抗滑系數、構造深度、滲水系數以及平整度。當各項指標在規定范圍內時，說明路面施工質量符合規定要求。表2中記錄了該工程項目公路瀝青路面質量標準規定要求。

表2中各項指標均可以通過直接測定或簡單計算的方式得出，分別記錄在該技術應用前后路面的各項質量評價指標，為方便對比記錄如表3所示。

從表3中記錄的數據可以看出，該文施工技術應用前，路面各項指標的最小值到最大值范圍均存在超出規定標準要求的情況，而應用本文施工技術后，路面各項指標均控制在了規定要求范圍內。由此可以看出，本文提出的施工技術可以在公路瀝青路面施工中應用，能有效地改善路面的施工質量，從而實現延長路面服務年限。

5 結束語

通過對公路瀝青路面預防性養護霧封層技術的深入研究，不難發現，該方法對改善瀝青路面的服役性能，延長其使用年限，減少維修費用有著明顯的優越性。然而，霧封層技術的應用也面臨著一些挑戰，如材料選擇、施工工藝的優化以及應用效果的長期監測等。因此，在霧封層技術的研究與應用的后續研究中，新材料和新工藝有待于不斷探索，以改善霧封層技術的質量與效率。

參考文獻

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收稿日期：2024-04-30

作者簡介：王春瑜（1980—），女 ，本科，工程師，研究方向：公路養護。