含砂雾封层技术在沥青路面预防性养护的应用

陈忠

摘要：针对高等级公路出现的沥青表面剥落等病害，通过对含砂雾封层技术简述并实地结合试验段进行含砂雾封层施工，分析含砂雾封层在提高沥青路面养护阶段性能的用途。结果表明，含砂雾封层作为一种预防性路面养护技术，可防止路表沥青膜剥落引起的各种病害，并能起到美化路面外观的作用。

关键词：预防性养护；含砂雾封层；路面性能检测；路面美化

中图分类号：U418.6文献标志码：B

Abstract： Aimed at the asphalt spalling and other diseases that occur on highgraded highways， the purpose of using fog seal with sand cover in asphalt pavement maintenance was analyzed by introducing the fog seal technology and carrying it out in test section. The results show that as a pavement preventive maintenance technology， fog seal with sand cover not only prevents diseases caused by the asphalt spalling， but also beautifies the appearance of the roads.

Key words： preventive maintenance； fog seal with sand； pavement performance detection； road beautification

0引言

含砂雾封层作为一种预防性路面养护技术，由特种沥青、细集料、聚合物改性剂和催化剂等组成，可渗入或流入至集料孔隙中，从一定程度上恢复路面沥青粘聚力性能，填充原路面细微空隙，增加路面抗渗水能力；在公路、城市道路及停车场等各种路面中，可防止路表沥青膜剥落引起的各种病害，并能起到美化路面外观的作用[1]。本文结合试验段进行含砂雾封层施工，根据施工后的路面性能检测结果，分析含砂雾封层在提高沥青路面养护阶段性能的用途，为今后预防性养护措施的推广应用提供依据。

1含砂雾封层特点、施工工艺和技术标准

1.1含砂雾封层的特点

（1） 含砂雾封层含有一定掺量的细砂，可渗透、填入到路面微裂缝中或空隙中，起到填充和封水的作用，提高路面抗滑能力[2]。

（2） 含砂雾封层含有聚合物改性剂等材料，能够使路面沥青性能得到一定程度的恢复，延缓路面沥青的老化。

（3） 含砂雾封各种材料组成具有合理的配比，能够在路面上形成保护层。

（4） 含砂雾封层独特的科学配比可降低路面受到紫外线的侵袭和影响，对改善和恢复路面色泽的作用较为持久。

（5） 含砂雾封层是一种环保型沥青施工技术，在生产和施工过程中不会产生对环境和人体有害的挥发物质。

（6） 含砂雾封层材料基本为水基性材料，具有不易挥发、无腐蚀和性能稳定等特点，在存放和使用方面的安全性较高。

1.2含砂雾封层施工工艺

1.2.1施工注意事项

（1） 现场准备。喷洒前，应将沥青表层清扫干净，去除所有异物（碎屑、泥土、砂砾等），用森林灭火器吹净杂物，再用清水冲洗，且水分必须完全蒸发。含砂雾封层所用材料不能在雨天或雾天施工，施工前后的环境温度必须在20 ℃以上。若路表温度高于38.0 ℃，建议喷湿路面后再喷洒混合料，相对湿度最高不宜超过80%。

（2） 配套保护。清扫完毕后，根据委托方要求，若要保留原有标线，可用特定尺寸的胶带保护好标线、箭头、文字等，胶带尺寸可根据标线尺寸定制。为了保护路缘石的清洁、绿化不受污染，需用挡板遮挡喷杆边缘，以防止喷溅出的雾状细料造成黑色污染。

（3） 喷涂层数。预防性养护应遵从“四合适”原则，即在合适时间、合适地点，用合适方法、合适材料进行预防性养护。对于路面构造深度较大的排水路面等可以喷涂3层混合料，以延长材料寿命。而对路面构造深度一般的路面（AC或SMA路面）可喷涂2层混合料。喷涂2层混合料的做法适合大部分高速公路。而构造深度很小的市政路面，亦可喷洒1层的混合料（1层较2层的维持寿命将减半或更多）。据不完全统计，含砂雾封层按2层的量喷涂于路面上，日交通量在5万辆次的道路上，有效功能期为2～4年。在一条路的有效生命周期中，每隔2～4年喷洒1次，可延长道路的使用寿命2倍[3]。

（4） 喷涂后干燥。正常情况下喷洒完第1层，在干燥1 h后即可喷洒第2层，在阳光条件充足的情况下，2 h左右即可开放交通。

1.2.2施工步骤

（1） 含砂雾封层施工一般在当天进行沥青与细集料的拌和，拌和过程中的环境温度应控制在20 ℃～30 ℃之间。沥青材料可于施工前1 d加入洒布车，进入罐车或者搅拌容器前需要进行过滤，防止沥青中混入颗粒物质。

（2） 采用智能型沥青洒布车喷洒乳化沥青，根据现场实际情况合理选择喷头，以一定的洒布速度和喷洒量进行施工。洒布车应有良好的计量设施，确保按规定数量均匀地实施喷洒。根据需要的宽度开启喷嘴数量，1次喷洒宽度可至3.75 m。

（3） 人工喷涂只限于小范围使用。采用人工手持喷洒杆进行喷洒，如需喷洒第2层，应尽可能地沿第1层的垂直方向进行。

（4） 施工完毕后开放交通的时间须根据当日气温情况和交通情况及时调整，一般不宜小于2 h。

（5） 施工完应立即清洗沥青洒布车，做到彻底清除固体残留物，防止喷嘴堵塞影响到下次施工。

1.3含砂雾封层质量技术标准

含砂雾封层施工完后，应进行渗水、构造深度及摩擦系数试验，以保证封层作用。含砂雾封层交工验收检测一般在通车1个月以后进行，各项指标应符合表1要求。

2含砂雾封层应用分析

为直观反映含砂雾封层技术在工程养护中的应用效果，特选择江苏QY高速公路K150+000～K160+000上行段作为本项目含砂雾封层试验段。含砂雾封层施工不但要满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）及《公路沥青路面养护技术规范》（JTJ 073.2—2001）等相关规范，而且含砂雾封层所用材料技术也要符合上述规定的要求[

45]。为方便项目开展，拟分别在路面施工前1个月与施工后的1个月、3个月、6个月、9个月、12个月6个时段，分别对含砂雾封层试验路段进行路面性能检测及对现场取芯试件进行室内性能测试，通过对相关技术指标的对比分析，综合评定含砂雾封层技术的真实应用性能。

2.1沥青室内试验

通过对施工前1个月及施工后的1、3、6、9、12个月的路面进行钻芯取样，对芯样沿厚度方向各取2 cm的沥青混合料进行抽提试验，对分离出的沥青按照《沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）中的试验方法[6]，分别进行针入度、延度、软化点3项沥青常规性能试验，并对所取芯样（4 cm切片）切割后进行马歇尔试验，试验结果如表2、3所示。

对上述室内采集的试验数据进行分析，结论如下。

（1） 从表3中可以看出含砂雾封层施工后的路面性能，比施工前老化沥青性能（针入度、延度、软化点）有一定程度的改善作用，且呈现出利于材料性能本身的提升或降低，可见含砂雾封层对老化沥青路面的使用性能有较好的改善效果。

（2） 施工后的路面芯样的马歇尔稳定度和流值均大于施工前的路面芯样物理指标，最大值发生在施工后12个月，稳定度性能分别提高了1.02倍和1.03倍。虽然提高幅度有限，但仍然看出该施工方式对原有沥青路面高温稳定性有一定的保持和改善功效。

2.2现场路用性能测试

依据JTG E60—2008与JTG F80/1—2004规范的相关要求[78]，对路用性能最为直观的路面渗水系数、构造深度与摩擦系数进行了现场试验检测，测试结果如表4和图1、2所示。

根据上述图表，得出结论如下。

（1） 含砂雾封层施工前路面有一定程度的渗水，但能满足相关技术规范的要求。施工后的路面渗水系数均一致为零，表明此时的路面表层已被彻底封住，路表水不再沿着路面往下渗水，进一步证明含砂雾封层技术对路面防渗性能的提升有很大的改善作用。

（2） 构造深度在含砂雾封层施工前后表现出“先降—后升—再微降（趋于稳定）”的变化特点。究其原因为：在施工后短期内，因含砂雾封层原材料所含大部分原剂仍滞留在路面而形成一层特殊的保护膜，致使路面构造深度下降明显；此后随着行车荷载的反复作用，该层保护膜被逐渐磨耗，从而使路面构造深度再次得到提升[9]。

（3） 摩擦系数在含砂雾封层施工前后也表现出“先降—后升—再微降（趋于稳定）”的变化特点。与路面构造深度原因几乎相似，因含砂雾封层原材料所含大部分原剂仍滞留在路面而形成致使路面摩擦系数下降明显的保护膜，但仍满足摩擦系数不小于42的规范要求。伴随行车荷载的累计作用，路面保护膜被不断磨耗，路面抗滑性能才得以逐步恢复。施工后12个月的路面摩擦系数基本恢复到施工前摩擦系数水平，呈现出略有降低的趋势，真实地反映了路面抗滑性能变化规律。

3结语

沥青路面含砂雾封层在施工后短期内会引起路面抗滑性能暂时下降，尽管如此，所测抗滑性能指标仍能满足规范要求。含砂雾封层对提高沥青路面的抗渗性能尤为明显，虽然施工短期内引起的构造深度和摩擦系数降低，但从长远角度看，对老化沥青性能依然有不同程度的改善作用，因此对沥青面层也有相应的改善作用；抗滑性能在短时间偏低，之后有较大程度的恢复。相对其他改善路面病害的施工方法，该技术具有一定的革新性质，对于今后在国内开展大规模老路预防性养护有着较大的应用价值和实用意义。

参考文献：

[1]李卫民，夏骥，李善强.雾封层技术的研究[J].广东公路交通，2011（S1）：3945.

[2]杨波.沥青再生雾封层技术的应用研究[J].山西建筑，2012，38（7）：144145.

[3]韩瑞民，弥海晨.雾封层性能研究[J].石油沥青，2012（4）：3539.

[4]JTG F40—2004，公路沥青路面施工技术规范[S].

[5]JTJ 073.2—2001，公路沥青路面养护技术规范[S].

[6]JTG E20—2011，沥青混合料试验规程[S].

[7]JTG E60—2008，公路路基路面现场测试规程[S].

[8]JTG F80/1—2004，公路工程质量检验评定标准[S].

[9]王健德.雾封层技术在公路预养护中的应用[J].筑路机械与施工机械化，2015，32（5）：7174.

[责任编辑：杜敏浩]