霧封層技術在高速公路瀝青砼路面早期破壞預防性養(yǎng)護探討

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1、路面早期病害成因分析

本路段區(qū)域氣候屬中亞熱帶北部濕潤氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充沛。年平均氣溫16.2℃,極端最高氣溫39.4℃,年平均降水量2037.7mm。雨水是造成本路段路面病害產生的主要外因，也是路面早期破壞力中最大的一種病害。因雨水進入表層后，仍然停留在表面層和下層的交界面上，在車輛荷載的長期作用下，瀝青膜逐漸由面層的底部脫落，并向上發(fā)展。同時水由路面縫隙進入路面內部，在車輛荷載的長期作用下，這部分水一方面影響基層或橋面粘結層的穩(wěn)定，使得其整體性遭到破壞，當路面下部碎石上瀝青的不斷脫落，導致瀝青砼失去原有的強度，出現網裂和形變。另一方面這部分水在高溫和行車作用下，在動水壓力作用下，造成瀝青與集料的剝離，大大降低混合料的整體性和結構強度。

當然本路段路面病害還有路面施工質量控制不力、路面施工工藝的局限性、材料選擇不合理等多方面因素綜合造成的。而由于施工原因導致路面壓實度偏低、現場空隙率大也是本路段發(fā)生病害的主要原因之一。

2、預防路面早期破壞的養(yǎng)護方案

本次路面養(yǎng)護方案設計以路面現有病害處治與預防性養(yǎng)護相結合為主要原則。同時，結合本項目所處地區(qū)的氣候、水文、土質等自然條件，結合以往路面施工經驗和材料供應情況，在滿足交通量和使用要求的前提下，遵循技術先進、經濟合理、安全適用、選材合理、方便施工、利于養(yǎng)護的原則。

所以，依照該路段前期的調查和分析，該路段主要的病害為局部輕微松散、輕微車轍。其檢測的結果：該路面強度和路面抗滑性能都符合要求。從使用周期和成本效益來分析，在該路段使用霧封層技術最為合適。

3、霧封層技術的預防養(yǎng)護原理

3.1 霧封層使用條件

霧封層是指采用機械設備（瀝青噴灑車）將稀釋的慢凝乳化瀝青均勻地噴灑在原瀝青路面上形成的封層。第一、原路面結構強度足夠，表面狀況尚好；允許的路面損壞類型和程度包括：輕微不規(guī)則裂縫、麻面和輕微松散。第二、霧封層的施工應在溫暖或炎熱干燥的天氣進行，一般要求氣溫高于10℃，下雨天嚴禁施工。

3.2 霧封層的養(yǎng)護原理

霧封層作為一種路面早期破壞的預防性養(yǎng)護處治措施，其主要作用是：（1）使局部瀝青膜剝落的碎石有機會重新裹覆上瀝青，改善瀝青路面表面貧油狀況；（2）阻止、抑制瀝青路面表面水下滲，預防、減輕路面水破壞；從而達到推遲瀝青路面水破壞類病害的發(fā)生時間，延長公路使用壽命的目的。其養(yǎng)護原理是：填充瀝青路面表面層中由于貧油、表面細集料散失或建設時期因施工方面的因素而產生的縫隙，在路面上形成一層嚴密的防水層，使雨水無法滲入路面的表面層，起到保護路面的功能，從而減小路面的水破壞，大大增加了路面的使用壽命。

4、霧封層技術的實際應用

霧封層技術是瀝青路面養(yǎng)護中的關鍵技術，當原材料等各項指標均符合規(guī)范的基礎上，在省內某一高速公路（K72+550～K78+000）進行了路面的霧封層施工。

4.1 原材料的選擇與加工

（1） 原材料的分類

霧封層主要選用的材料有瀝青、乳化劑、改性劑等，其中瀝青采用進口埃索A-70#重交通石油瀝青；乳化劑采用山東淄博臨淄區(qū)齊都福利磨料廠SBR乳化劑；改性劑采用山東百和金博力公司SBS改性劑；水采用飲用清潔水。

（2）技術要求與材料加工工藝

改性乳化瀝青技術要求見表1。

本項工程改性乳化瀝青的生產，采用河南省高遠公路養(yǎng)護技術有限公司自行研制生產的GYRY05D型全自動控制的改性乳化瀝青生產設備進行生產。首先，加入熱水，水溫控制在50℃到60℃之間，在配制乳化劑水溶液；瀝青的溫度控制在140℃左右。一定要注意，切勿將瀝青加熱過度或過低，最后將乳化劑水溶液、改性劑和熱瀝青按規(guī)定比例配制，生產出合格的改性乳化瀝青。

4.2 霧封層的施工

表1 改性乳化瀝青主要技術要求

圖1 霧封層瀝青加工工藝流程圖

4.2.1 施工路段的前期檢測

在路段施工前，對施工的路段進行一次詳細的檢測，并記錄成冊，不留任何施工質量隱患。依據路面的構造和所處位置，對該路段的路面滲水系數和抗摩擦系數實行檢測。每50～100米設置一個點，按照實際情況進行加密測點，能更好的為施工提供數據準備和施工前后的數據對比。

4.2.2 施工機械準備

該霧封層施工機械采用北京歐亞公司生產的EA860型灑布車。該車操作便捷，施工效率高，質量穩(wěn)定，還配備養(yǎng)護所必須的工具車和吹風機、標線扣板等施工設備。

4.2.3 霧封層灑布

(1)為了減少交通隊本次施工的影響，在施工時實行單車道全封閉施工。

(2)清理作業(yè)路面，保持路面無污染物和雜物。

(3)標線要用拖板覆蓋，要對其保護，減少對標線的污染。

(4)在霧封層施工時，采用專用車輛以及配套噴灑系統，遵照《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》（JTGF40-2004）進行規(guī)范作業(yè)。

(5)可由天氣情況而定，對路面進行養(yǎng)生，時間一般在2h～4h之間。

(6)解除交通管制

4.3 霧封層施工中的質量控制

4.3.1 瀝青噴灑的控制

在施工過程中，影響瀝青噴灑的控制主要有兩個因素：一是改性乳化瀝青的質地是否均勻，二是噴灑設備的性能是否穩(wěn)定，要保證以上兩點不影響噴灑的均勻度，就要在施工準備時，對噴灑設備進行重復檢查和調試。

4.3.2 改性乳化瀝青濃度和噴灑量的控制

因為現在還沒有對霧封層施工所用的改性乳化瀝青濃度及噴灑量沒有明確的規(guī)定，本路段實施根據以往工程的操作經驗和根據該路段的實際情況，提出一個建議性的數據，油水比例控制在65:35，噴灑量控制在0.2～0.4KG/M2

4.4 霧封層施工質量檢測

由于目前國內對于霧封層尚未特別制定驗收標準，故其質量驗收標準可參照國內瀝青路面施工驗收規(guī)范中相應條目執(zhí)行，除此之外，未規(guī)定的內容應參照《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1-2004）執(zhí)行。霧封層工程的檢測應該在路面開放通行一個月后進行，主要是對其滲水系數和抗滑摩擦系數以及構造的深度指標進行檢測，具體檢測項目和檢查方法見表2，

5、結語

綜上所述，霧封層技術在高速公路瀝青砼路面養(yǎng)護中的應用效果比較明顯，對路面的防滲水效果明顯，在霧封層施工后滲水降低了90%以后，大大減少了路面的水破壞。同時，霧封層養(yǎng)護技術對于選擇適當的養(yǎng)護時機非常重要，如果養(yǎng)護時間偏后，病害發(fā)展嚴重，霧封層的使用效果就會大大降低，這時可以采用微表處、薄罩面等其他處理方法對以上的缺陷進行處理?？傊绻プ∵m當時機進行霧封層預防性養(yǎng)護，可使路面性能維持2～3年時間，延長道路使用壽命，節(jié)約成本，提高經濟效益。

表2 霧封層檢測技術要求