霧封層新材料防水抗油劑的性能及工程應用

韋 靜 馬友成 吳 非

摘要：文章介紹了新材料防水抗油劑的優(yōu)越性能，并以長200m瀝青路面試驗段為例介紹了防水抗油劑作為新型霧封層材料的施工工藝，驗證了材料的應用效果。

關鍵詞：霧封層；防水抗油劑；構造深度；摩擦系數(shù)

中圖分類號：TS198.13文獻標識碼：A文章編號：1000-8136(2009)35-0022-02

本課題組通過試驗研究研制了一種瀝青路面防水抗油劑，能夠迅速滲透進人瀝青面層的空隙中，將空隙堵住，形成一道密實的防水層，阻礙水分下滲，從而提高瀝青混凝土的水穩(wěn)定性，消減空隙率偏大對瀝青路面造成的負面效應，主要用于瀝青路面預防性養(yǎng)護霧封層施工。為了驗證該材料的性能，本課題組選擇了京承高速公路K0+000～K0+200段200m長的試驗路段進行路面的防水抗油劑霧封層處理。

原SMA-16瀝青路面處于基本完好時期，但路面開始出現(xiàn)疲勞龜裂、損失細骨料的現(xiàn)象，如果在這一時期不進行及時處理，會導致網(wǎng)裂、龜裂、坑洞等路面破壞。由于京承高速試驗段處交通量大，為了不影響其正常通行，施工時間安排在0：00-5：00，凌晨5點開放交通。施工溫度：環(huán)境溫度26℃，地表溫度為30℃。

1防水抗油劑性能及指標

防水抗油劑是一種有機硅路面養(yǎng)護材料，由硅樹脂溶液、滲透劑和增黏劑組成，是一種無色液體，密度為0.91gcm³，滲透性能良好。具有與瀝青黏結性強、防水效果好、使用方便、無毒害、不污染環(huán)境等特點。

該材料以Si-O-Si為分子主鏈，是一種具有高度交聯(lián)結構的交聯(lián)型高聚物。硅原子上連接有甲基、乙氧基等有機基團，兼顧了無機材料與有機樹脂的雙重特性，因此具有許多優(yōu)良的性能。如耐氧化、耐候、耐油、防紫外老化、憎水、耐熱、耐寒等。

(1)耐熱性：常溫下，防水抗油劑固化成膜后。具有較高的分解溫度，在100℃下長期使用不分解、不變色。短時間內(nèi)甚至可以承受200℃的高溫。

(2)耐寒性：由于硅氧烷鏈具有優(yōu)異的低溫柔順性。因此防水抗油劑具有較好的耐寒性，可在－25℃下使用。能經(jīng)受－20℃～20℃的冷熱反復作用。

(3)耐候性：防水抗油劑固化成膜后，對紫外線幾乎不吸收，即使在強烈的紫外光照射下，也能夠耐泛黃，不起游離基反應，不發(fā)生氧化，因而具有優(yōu)異的耐候性能。

(4)憎水性：由于防水抗油劑分子鏈中有機基團在硅氧的側基排列，其與水的接觸角可與石蠟相媲美，因此具有優(yōu)良的憎水性能。

(5)耐化學試劑性：固化后的膜，具有良好的耐燃料油性能，對許多化學藥品有很強的抵抗能力，可耐H²SO⁴、HNO³、HCI等強酸，對氯氣和弱堿有良好的抵抗能力。

將防水抗油劑噴灑在瀝青混凝土上面層時。由于其優(yōu)異的滲透性，可以滲透進入瀝青面層內(nèi)部，固化后將內(nèi)部的空隙尤其是微細空隙堵住，從而形成一道密實的防水層。由于路面空隙被堵住，因此，可以減少外界水分、空氣等因素對瀝青路面的路用性能的影響，提高路面的耐久性、抗水損害性、疲勞特性。其在瀝青路面的主要功能如下：

(1)防滲水：防止水滲透到瀝青層內(nèi)，而且在多次結冰解凍后仍有防水作用，從而提高了路面的水穩(wěn)定性。

(2)抗老化：有效阻礙紫外線對瀝青層的輻射，避免氧氣對瀝青層的氧化，因此對路面老化具有延緩作用。

(3)抗油污：可有效地防止汽油等油類對瀝青路面的侵蝕，延長路面的使用壽命。減少瀝青路面的養(yǎng)護。

2施工前準備

2.1路況調(diào)查

正式施工前，必須對施工路段的所有病害進行一次細致的調(diào)查，對未處理到位的病害要重新處置，不留施工質量隱患。根據(jù)不同的路面情況，對路面的滲水系數(shù)、路面摩擦系數(shù)和構造深度進行檢測，平均2點／200m，為下一步的施工作好數(shù)據(jù)準備工作，同時也可進行施工前后的數(shù)據(jù)對比，以反映施工效果。

2.2設備選擇

因試驗段工程量較小。總面積約3000m²，故采用半機械撒布，使用機動撒布車、噴霧器、路面清潔設備等。

2.3材料準備

防水抗油劑、橡膠粉。

3施工流程及工藝控制

(1)在清潔路面后及時對路面噴涂防水抗油劑，每平方米用量控制在350g～450g之間。

(2)噴涂時，要求均勻。無斷頭，無漏點，來回噴涂兩遍，對已修補的特殊部位要增加噴涂量。為提高路面抗滑性能，第一次沿行車方向噴涂防水抗油劑每平方200g～250g；并在凝固前即噴灑橡膠粉粒，撒布量約10g／m²；30min～1h后在進行第二次噴涂防水抗油劑100g／m²～150g／m²封水，并將抗滑材料粘附牢固，以防散失。

(3)試驗段在7月初進行，氣溫較高，根據(jù)路面狀況，施工完畢2h后即已干燥固化，恢復了道路正常行車。

(4)為使防水抗油劑有充分的時間凝固，兩次噴灑之間時間間隔為1h～6h，這主要取決于環(huán)境溫度，溫度較低時可適當延長時間。

4注意事項

(1)在施工噴灑過程中，整個路幅大面積噴灑時可采用乳化瀝青噴灑車，局部小面積噴灑時可采用人工農(nóng)用噴霧器。噴灑后的養(yǎng)護至關重要，應避免雨淋，養(yǎng)護時間其主要取決于環(huán)境溫度，溫度較低時可適度延長時間。

(2)施工時實行交通管制，應注意必須保持路面干凈，噴涂時，施工人員要面向噴霧方向，倒退或側身行走；防水抗油劑遇水會產(chǎn)生絮凝，噴灑之前確保路面干燥；當?shù)乇頊囟鹊陀?℃時，不宜施工；雨天禁止施工。

(3)施工結束待防水抗油劑完全固化后開放交通。(1h～2h)

表2為施工前后試驗段的構造深度、濕摩擦系數(shù)、滲水系數(shù)的參數(shù)對比。由表2可見，采用防水抗油劑施工后。對原路面構造深度影響較小。摩擦系數(shù)基本沒有改變，路面的防水能力有較大改善。

5結論

從試驗段的施工及應用效果可看出該材料施工工藝簡單，容易控制。可采用人工霧化，工程量大時，也可采用機械撒布。防水抗油劑無色透明，對瀝青路面不起著色作用，不會改變?yōu)r青路面顏色，因此不影響司機的視覺效果。

常態(tài)下防水抗油劑與瀝青的粘附等級為一級，兩者具有良好的黏附性；在合適的用量下，防水抗油劑可以使瀝青路面的滲水系數(shù)降為零，起到很好的防水效果；防水抗油劑具有良好的滲透性，其在瀝青混凝土中的滲透速率為水的3.5倍，能夠滲透到水分所不能及的空隙中。

經(jīng)試驗段施工檢驗表明：防水抗油劑噴灑在瀝青路面表面后可迅速滲透到瀝青路面內(nèi)部，溶劑揮發(fā)后在瀝青內(nèi)部形成無色的有機薄膜，堵住連通的孔隙，防止水分滲入瀝青路面內(nèi)部而實現(xiàn)抗水損害的要求。

防水抗油劑作為霧封層施工的新材料，除了能夠提高路面防水能力外，更能夠防止油污對瀝青面層的影響，同時能夠避免氧氣對瀝青層的氧化，因此對路面老化具有延緩作用。與普通的霧封層材料相比，工程造價基本相同，因此具有更高的實用價值和經(jīng)濟價值。