沥青雾封层技术在公路路面养护中的应用研究

吕国璞

摘 要：近年来，我国交通量日益增长，加大了道路交通通行压力，沥青路面一般在修建早期均会产生不同程度的轻微病害，如不及时处理，将带来路面结构性破坏，甚至危及后期公路养护工作。为此，必须采取科学、有效的预防性养护措施进行处理。雾封层作为一种高效的预防性养护技术，将其应用到公路路面养护施工，可有效提升路面质量、降低成本。为此，本文在充分了解雾封层封闭路面机理的前提下，利用热致老化试验，检测了雾封层材料性能，结果表明，路面掺加新型养护剂之后，可有效改善老化沥青的各项技术指标。并在此基础上，通过具体工程案例，对沥青雾封层技术要点进行了评价分析，以期全面提升工程质量。

关键词：沥青路面;雾封层;养护工程

中图分类号：U418.6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）12-0135-02

0 引言

随着我国公路网的基本建成，公路养护工作量将大幅增加。据相关数据显示，截止2017年底，我国公路总里程达到477万公里，其中467.46万公里为公路养护里程，占公路总里程97.9%。如此庞大的养护规模，采取何种养护方式成为了关键。当前，我国公路路面结构为以“柔性路面结构+半刚性基层”，这种结构养护一般分为2大类，第一，翻挖重建;第二，直接加铺。相比之下，两者养护方式都不完善，第一种将严重浪费资源，甚至会危害环境。经多年工程实践及研究发现，及时通过沥青再生剂进行养护，可有效延长路面使用寿命，一般可延长3～5年，如在适当阶段重复使用，寿命甚至能延长5～10年。这种預防性养护技术，不仅能延长路面使用寿命，还能节约养护成本，保护环境。雾封层技术作为一种高效的预防性养护技术，更具经济性，且环境污染程度更低，这对路面养护施工具有重要的现实意义。

1 雾封层封闭路面的机理

在行车荷载及自然因素反复作用下，沥青路面内乳化沥青、改性乳化沥青内水分将被大量蒸发掉。在此基础上，旧沥青材料通过雾封层施工，可在表面形成一种沥青薄层，从而保护路面结构，避免基层渗入水分。乳化沥青与改性乳化沥青还能完全裹覆松散的集料，通过增强新、老沥青之间的粘结性能，可充分粘结松散的集料，并形成一个整体。

于旧沥青路面而言，喷洒新型沥青路面养护剂之后，在路表面养护剂将快速分散，此时养护剂与旧沥青材料之间将产生一种类似相溶的作用，并以新形态呈现，形成一个新的整体。因沥青路面养护剂内存在大量不饱和键，且极性较强，已老化的沥青将被再次激活，此时可彻底挤出沥青集料内的空气，经一定时间养护后，可在沥青路面上形成一层保护膜，且具有良好的防水功能，从而实现封闭路面的目的。

2 雾封层材料性能检测分析

雾封层材料的组成包括基质沥青、溶剂、再生剂等材料，颜色为黑色，且属于一种浓稠的溶液。为全面了解雾封层材料的性能，本文选择热致老化法检测沥青老化情况，主要针对沥青三大指标，即针入度、软化点、延伸度进行分析，检测项目包括1～3个周期老化前、后的技术参数，完成测试后，并再次检测掺加雾封层添加剂后的指标值，从而了解到雾封层掺加是否能改善沥青老化程度。

2.1 一周期老化试验分析

先选取AH-70基质沥青样品进行试验，时间为一周期，记录好新基质沥青、一周期老化数据，随后掺加4.3%HAP沥青养护剂，均匀搅拌，试验结果如表1所示。

通过表1可见，一周期老化之后，（1）针入度方面。针入度下降较快，从新基质沥青到一周期老化降低了16.4mm，待掺加HAP沥青养护剂后，针入度增至95.1mm，相比老化沥青高出39.9mm;相比新基质沥青高出23.6mm，由此可见，掺加4.3%HPA沥青养护剂后，沥青针入度显著提升，且高于新基质沥青。（2）延度方面。老化后，沥青延度下降严重，从新基质沥青到老化阶段，下降了65.9cm，待掺加4.3%HAP沥青养护剂之后，延度大幅提升，增至100cm，达到新基质沥青程度。（3）软化点方面。相比之下，软化点变化不大，老化后升高了4.9℃，待添加养护剂后，达到47℃，在新基质沥青以下，效果更佳。

2.2 两周期老化试验分析

按上述试验进行两周期老化分析，结果如表2所示。

由表2可见，两周期老化之后，（1）针入度方面。针入度下降显著，从新基质沥青到老化沥青共下降了36.4mm，待添加养护剂后，针入度大幅提升，达到了76.8mm，高于新基质沥青。（2）延度方面。延度下降严重，从新基质沥青到老化沥青，下降了84.4cm，添加养护剂后，大幅提升，增至88.2cm。（3）软化点方面。相比新基质沥青软化点，老化沥青软化点有所提升，达到54.6℃，添加养护剂之后，有所下降，基本接近新基质沥青。由此可见，添加养护剂之后，可改善老化沥青技术指标。

2.3 三周期老化试验分析

按上述试验进行三周期老化分析，结果如表3所示。

由表3可见，三周期老化之后，（1）针入度方面。针入度下降较大，降低了38.9mm，再掺加养护剂之后，有所增长，达到58.8mm，与新基质沥青相近。（2）延度方面。延度方面下降严重，降低了47.8cm，掺加养护剂之后，增至71.5cm，基本接近新基质沥青延度。（3）软化点方面。老化沥青软化点增至56.9℃，高于新基质沥青7.9℃，掺加养护剂之后，软化点下降，降至53.2℃，基本接近新基质沥青水平。

综上所述，掺加养护剂之后，1～3周期老化沥青的三大指标均有不同程度地改善，表明掺4.3%HAP沥青养护剂，可提高沥青性能，保证施工质量。

3 工程概况

某公路工程为二级公路，路基、路面宽分别为12m、9m，原路面面层结构为4cm+3cm沥青碎石，本路段通车运营时间较长，局部路面出现了早期病害问题，如龟裂、块裂、横纵裂缝等，甚至存在沉陷、脱皮等情况。经路面勘查可知，本路段基层完整，仅属于轻微病害。为有效控制路面轻微病害，避免病害发展，通过多方协商，决定采取沥青雾封层技术对本路段路面进行预防性养护。通过现场调查，路面病害多以各类裂缝形式出现，其原因在于沥青碎石路面面层空隙较大，这是产生病害的主要因素。路标水经裂缝、路面孔隙将下渗至基层，甚至路基，在行车荷载与自然因素长期作用下，将加速路面面层混合料病害发生几率。本文以K26+000～K30+000段进行养护处理，本路段整体较为平整，路面存有少量裂缝，但有严重渗水情况，应用雾封层技术可有效修复路面，具有良好施工效果。

4 沥青雾封层技术要点分析

4.1 施工准备

（1）交通管制。施工前，先做好交通管制工作，并设置明显标志，保证施工安全。（2）路面病害处理。针对较为严重的病害问题，需提前做好修补，要求在完全修复好严重病害的情况下，才能进行雾封层施工。针对严重的早期病害问题，雾封层不能进行有效修补。（3）路面预处理。要求先清理干净路面，如树叶、灰尘等均要清理干净，并选择胶带做好施工段划分，避免对施工区域外路段造成污染。（4）施工材料及设备准备。施工前，需提前准备好施工材料，保证材料质量、用量均符合施工要求，此外，还要调试好机械设备，保证设备配置合理，运转正常，避免误工。

4.2 施工流程

第一，選择专用车辆、喷洒装置进行洒布施工，保证洒布均匀，此外还要做好行驶速度、洒布量的合理控制，一般情况下，可在每平方米0.3～0.5kg之间控制雾封层洒布量，不得过多，避免路面光滑，影响行车安全。若洒布量不足，将会严重影响雾封层应用成效。在洒布过程中，极易出现局部洒布量较大情况，此时洒布0.3～0.6mm细砂，用量为1kg/m2。

第二，经路面调查可见，局部位置存在较大空隙率，要求通过人工方式先进行一遍洒布，随后，在完成养护施工后，统一选择专用洒布车再进行一次洒布。

第三，整个施工中，要做好横向接头衔接控制工作，尤其是特殊路段，必须合理处理。

第四，养护阶段，需做好交通管制，不得有车辆、行人进入施工段，避免对雾封层施工效果造成不利影响。

5 结语

综上所述，沥青路面是我国高等级公路路面结构的主要类型之一，在长期运营实践中发现，沥青路面早期病害问题严重，如何改善路面质量成为了人们关注的焦点。雾封层技术作为路面预防性养护的主要技术，该技术的应用，可解决路面轻微病害，提高施工质量。

参考文献

[1] 张磊.雾封层技术在沥青路面养护中的应用[J].交通世界（上旬刊），2017（2）：102-103.

[2] 袁绪平.雾封层在沥青路面预防性养护中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2015，5（31）：1293.

[3] 吕亚东.沥青路面预防性养护剂（硅沥青）在高速公路上的应用[J].黑龙江交通科技，2013（1）：50，52.

[4] 万里，林俊涛，王腾，等.有机硅预养护材料的性能研究与应用[J].筑路机械与施工机械化，2012（8）：27-32.

[5] 杨志勇.雾封层在沥青路面预防性养护中的应用[J].交通世界（建养机械），2013（2）：74-75.

[6] 刘少伦.雾封层技术在高速公路中的应用[J].筑路机械与施工机械化，2010（5）：61-63.