雾封层沥青路面修复效果分析

2020-01-26张俊猛

西部交通科技 2020年12期

张俊猛

摘要：雾封层技术选用一种新型路面养护剂，使养护材料可渗入路面结构内部，激活路面结构内部沥青的活性，恢复路面材料的使用性能。文章阐述了雾封层的概念、技术特点，分析了雾封层路面封闭的机理，并依托晋济高速公路沥青路面雾封层养护实践，通过对养护前后试验段路面构造深度、抗滑摆值、渗水系数和渗透深度进行检测分析，得出养护后沥青路面使用性能明显恢复，达到了预期的养护效果。

关键词：沥青路面;雾封层;路面构造深度;抗滑摆值;渗水系数;渗透深度

0 引言

以往，改性沥青和乳化沥青路面养护技术只能修复沥青路面的一些细微裂缝，对路表裂隙进行简单封闭，不能从根本上处治沥青路面早期病害，经过一段时间的使用，路面很快就会出现破损。雾封层技术具有施工效率高、节约能源、施工成本低等技术优势，可直接喷洒在道路表面，修复宽度3 mm以下的裂缝，封闭沥青路面的裂隙，防止水分渗入，保护路面结构，粘结已经松散的沥青路面材料，防止破损加剧，降低老化、风化对路面结构的破坏作用。雾封层技术不仅可以延缓沥青路面早期病害的产生，恢复路面材料的使用性能，激活沥青材料的粘性，还可从根本上改善路面材料的性能，提高道路结构的承载能力，延长道路的使用寿命。

1 雾封层技术概述

1.1 雾封层技术简介

雾封层技术是按照一定比例加入一种新型路面养护剂拌和而成的新型改性乳化沥青流体材料，使用专门的施工设备喷洒到待修复的沥青路面上的一种养护技术。施工机械通过专用高压喷射头将新型改性乳化沥青流体材料雾化，喷洒到路面上形成一层封层结构，对沥青路面的破损部位进行修复。雾封层技术选用的是一种高渗透性的改性乳化沥青，可以激活路面结构内部的沥青材料，在路面表面形成一层紧密的防水层，封闭路面内部的空隙，隔离路表自由水，有效阻止自由水渗入路面结构内部，防止产生水破坏，保护路面结构，进而达到延长路面使用寿命的目的。

1.2 技术特点

（1）高渗透性。雾封层中的有机高分子成分可以通过沥青路面的裂缝渗透到结构内部，与原路面的沥青材料发生交换反应，激活沥青的粘附性。

（2）高修复性。雾封层技术通过激活原路面沥青的活性，恢复了路面材料的使用性能，延缓了沥青路面的老化，进而恢复了沥青路面的使用性能，修复性良好。

2 沥青路面雾封层强度形成机理

霧封层技术可以修复沥青路面的微小裂缝，封闭路表孔隙，防止水分渗入。旧路面结构内部由于长时间使用，水分已基本散失，再加上风化、老化作用，沥青材料失去了原有的活性。使用雾封层技术修补后的沥青面层材料，由于相似相溶原理，沥青的活性被激活。雾封层在路面结构能形成很薄的沥青层，封闭了路表孔隙，新旧沥青材料将路面松散材料粘结在一起，形成一个稳定的结构。

雾封层技术所选用的新型改性乳化沥青材料被喷洒到路面结构上以后，养护剂会迅速扩散到路面结构内部，与旧沥青发生相似相溶反应，激活沥青的粘结性。激活后的旧沥青与新材料融合为一体，当空气和水分挥发后，就会在路面表面形成一层保护膜，封闭路表孔隙，起到防水和保护路面结构的作用。

3 路面修复效果检测分析

3.1 雾封层养护方案

为了验证沥青路面雾封层的养护效果，在晋济高速公路养护过程中建立1 km试验段，并制定施工方案，完工后检测对比分析雾封层与普通沥青路面养护的效果。在试验段每隔100 m布置一个测点，分别在养护前后对路面构造深度、抗滑摆值、渗水系数和渗透深度等主要技术指标进行检测，分析加固效果。

3.2 路面构造深度检测分析

沥青路面构造深度采用手工铺砂法检测，分别在施工前和施工后进行检测，进行对比分析。结合《公路路基路面现场测试规程》（JTG 3450-2019）中的相关规定，对检测结果进行分析。沥青路面养护前后构造深度检测结果如表1所示，构造深度分布曲线如图1所示。

按照《公路路基路面现场测试规程》（JTG 3450-2019）中的相关规定，沥青路面构造深度≥0.55 mm。结合表1数据和图1数据分析可知，雾封层养护前后，构造深度TD值均>0.55 mm，符合规范要求。经过对比分析，养护后沥青路面的构造深度TD较养护前明显降低，最低值达到0.59 mm。构造深度TD养护前平均值为0.799 mm，养护后平均值为0.657 mm，总体下降了17.77%。养护后路面构造深度TD虽然下降了，但是有利于排水，减少路面损坏，可以延长路面的使用寿命。

3.3 路面抗滑摆值检测分析

沥青路面抗滑摆值检测采用摆式仪测定法，对养护前后的摩擦系数进行检测。记录数据如表2所示，养护前后路面抗滑摆值分布曲线如图2所示。

按照规范要求，沥青路面摩擦系数抗滑摆值应≥42 BPN。养护前后沥青路面摩擦系数抗滑摆值均有所下降，且养护后较养护前有所下降。路面摩擦系数抗滑摆值养护前平均值为51.2 BPN，养护后平均值为46.3 BPN，总体下降了9.57%。说明养护前后沥青路面抗滑摆值没有发生较大变化，控制得较好，雾封层修复后沥青路面抗滑性能良好。

3.4 路面渗水系数检测分析

沥青路面渗水系数检测采用渗水仪测定法。雾封层养护前后渗水系数检测值详见表3，各测点渗水系数分布曲线如图3所示。

分析表3数据和图3分布曲线可知，养护前沥青路面的渗水系数较大，如果不进行养护维修，容易产生渗水，长时间作用会出现水破坏，导致沥青路面剥落，严重时出现松散等病害，缩短路面使用寿命。雾封层养护后，渗水系数大幅度下降，总体下降了80.73%，其中最大值为2.01 ml/min，满足规范要求。这是因为雾封层处理后，沥青路面的微小裂缝被修复，渗水系数大幅下降。另外，也可以减少路面自由水的渗透作用，有效预防水破坏，延长路面使用寿命。

3.5 路面渗透深度检测分析

雾封层养护沥青路面渗透深度检测采用钻芯取样法，每100 m选取1处有代表性的位置钻芯取样，试验确定渗水深度。渗透深度记录如表4所示。

分析表4数据，得出雾封层修复后的沥青路面渗透深度平均值达到了5.624 mm，说明雾封层养护施工后明显提高了沥青路面的抗渗性能，养护效果良好。

4 结语

结合晋济高速公路沥青路面养护实践，建立试验段，对雾封层修复前后的沥青路面构造深度、抗滑摆值、渗水系数和渗透深度进行检测分析，得出以下结论：

（1）雾封层养护前后构造深度TD检测值均满足规范要求，虽养护后明显降低，总体下降了17.77%左右，但有利于路面排水。

（2）沥青路面摩擦系数抗滑摆值在雾封层养护后有小幅下降，总体下降了9.57%左右，且检测值均高于42 BPN，说明修复后沥青路面抗滑性能良好。

（3）养护后沥青路面的渗水系数大幅度下降，总体下降80.73%左右，说明养护后有效修复了沥青路面的微小裂缝，防止产生水破坏，延长了路面使用寿命。

（4）雾封层修复后的沥青路面渗透深度平均值达到了5.624 mm，沥青路面的抗渗性能明显提高，说明养护效果良好。

参考文献：

[1]王平，杨修志.含砂雾封层技术在公路沥青路面养护中的运用[J].华东公路，2012（2）：69-72.

[2]王斌.沥青雾封层技术在路面养护中的应用[J].交通世界，2020，27（11）：52-53.