雾封层材料养护性能研究

韩 飞 陆恩光 杨 群

(1.上海浦江桥隧运营管理有限公司 上海 200023； 2.同济大学道路与交通工程教育部重点实验室 上海 201804)

沥青路面由于其行车舒适安全、维修养护方便、开放交通较快等特点，在各种高等级公路上得到了广泛的应用。但其在使用过程中，受荷载、光照、雨水冲刷等外界条件耦合作用，路面会出现裂缝、车辙、坑槽等病害，影响行车的舒适和安全性[1-2]。

通常对沥青路面的养护形式分为2类：①预防性养护；②矫正性养护。预防性养护是指在路面状况相对良好的情况下，所采用的早期养护手段，用以防止轻微路面病害进一步发展。经验表明，预防性养护能有效延缓路面破坏，是一种效益费用比良好的养护措施[3]。

雾封层作为一种预防性养护的措施，其具有弥补路面轻微病害、造价低、施工便捷等特点，在实体工程中得到了广泛的运用[4-5]。本文结合上海某大桥养护工程，通过室内性能试验，研究不同洒布量下，雾封层对路面抗渗、抗滑等性能的影响。

1 原材料

1.1 雾封层材料

试验用的雾封层材料由施工方提供。对其开展性能检测，检测结果见表1。

表1 雾封层乳化沥青技术指标

续表1

1.2 试验级配及沥青用量

本次试验试件采用AC-13级配，其矿料基本参数见表3，合成级配曲线见图1。试验所用沥青为SBS改性沥青，沥青性能见表2，沥青用量为5.0%。

表2 SBS(I-D)改性沥青主要技术指标

表3 矿料主要技术指标

图1 AC-13级配曲线

2 试验方案

2.1 抗渗性能试验

成型AC-13沥青混合料车辙板，按照JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(以下简称《规程》)中T0730渗水试验对车辙板开展抗渗性能测试，测定渗水系数。之后将车辙板置于60 ℃鼓风烘箱内烘干，放置在室外，将车辙板降至室温。在涂抹0.6,0.8,1.0,1.2 kg/m2的雾封层材料后，再次测定车辙板试件渗水系数。通过对比涂刷前后的试件渗水系数，从而评价雾封层的抗渗性能。

2.2 抗滑性能试验

在车辙板表面涂刷0.6,0.8,1.0,1.2 kg/m2的雾封层材料后，对车辙板养生，参照《规程》中T0731摆值仪测试法和JTG 3450-2019 《公路路基路面现场测试规程》中的T0964手工铺沙法，对涂刷前后车辙板的摩擦系数和构造深度开展测试，从而评价材料的抗滑性能。

2.3 高温性能试验

在车辙板试件表面涂刷0.6，0.8，1.0，1.2 kg/m2的雾封层材料后，养生24 h，参照《规程》中车辙试验规程，对车辙板试件的空白部分和涂抹部分进行车辙试验，通过动稳定度来评价材料的高温性能。

3 实验结果与分析

3.1 抗渗性能

不同涂刷量对试件抗渗性能的影响见图2和图3。由图2可见，在涂刷雾封层材料之前，各个试件的渗水系数分别为26，41，31，35 mL/min，呈现出1号<3号<4号<2号的规律。在涂刷完0.6，0.8，1.0，1.2 kg/m2的雾封层材料之后，试件的渗水系数均发生了变化(见图3)，渗水系数变为6，0，0，0 mL/min，各类试件的渗水系数分别下降了77%，100%，100%，100%，2，3，4号试件完全阻隔了水体的侵入，并使试件的渗水系数呈现2号=3号=4号<1号的规律。这表明雾封层材料涂刷量大于0.8 kg/m2之后，雾封层材料封闭了试件表面的连通空隙，从而有效地阻挡水体侵入到试件内部，提高试件的抗渗性能。因此，在实际的工程应用中，建议雾封层的洒布量大于0.8 kg/m2，以保证养护后路面的抗渗性能，防止雨水侵入路面结构。

图2 不同涂刷量下试件抗渗性能试验结果

图3 不同涂刷量下渗水系数变化量

3.2 抗滑性能结果与分析

不同涂刷量对试件抗滑性能的影响见图4、图5。

图4 不同涂刷量下试件的摩擦系数

图5 不同涂刷量下试件的构造深度

由上述摆值和铺沙试验结果可以看出，涂刷完雾封层材料后的车辙试件在抗滑性能上有不同幅度的下降。在摩擦系数方面，涂刷雾封层材料之前，试件的摩擦系数的大小规律为3号>4号>2号>1号，在涂刷之后各类试件的摩擦系数为3号>1号>2号>4号。当雾封层材料涂刷量为0.6，0.8，1.0，1.2 kg/m2时，车辙板试件的摩擦系数均有所下降，各类试件的摩擦系数分别下降了2%，8%，13%，27%。试验结果表明，随着雾封层材料涂刷量的增加，试件的摩擦系数下降幅度也在不断提高。涂刷前后的试件摩擦系数均满足一级公路中密集配沥青混合料的摩擦系数要求[6]。

构造深度方面，在涂刷雾封层材料前，试件的构造深度呈现出1号>2号>4号>3号的规律。在涂刷雾封层材料后，试件的构造深度呈现1号>2号>3号>4号。当雾封层材料的涂刷量为0.6，0.8，1.0，1.2 kg/m2时，车辙板试件的摩擦系数分别下降了12%，18%，41%，45%。这表明随着雾封层材料涂刷量的增加，试件的摩擦系数下降幅度在在不断加大。试件1号和试件2号在涂刷雾封层材料前后构造深度均大于0.45 mm，满足一级公路构造深度要求。但试件3号和4号在涂刷1.0，1.2 kg/m2的雾封层材料后，构造深度只有0.37和0.36 mm，低于相关的要求。因此从摩擦系数和构造深度这2项指标来看，在实际的工程应用中，雾封层材料的涂刷量不宜大于0.8 kg/m2，否则将明显降低原有路面的抗滑性能。

3.3 高温性能结果与分析

各类试件的动稳定度见图6。由图6可见，在不同的涂刷量下，各类试件的动稳定度变化幅度为4%，1%，3%，2%。可见涂刷雾封层材料是在混合料表面形成一层保护层，并不会影响混合料本身的高温性能。因此在实际的工程应用中，假若原有路面车辙现象严重，应谨慎使用雾封层养护技术。

图6 不同涂刷量下试件的动稳定度

4 结论

1) 雾封层材料涂刷量大于0.8 kg/m2之后，能够有效地阻挡水体侵入到混合料内部，提高路面的抗渗性能。

2) 雾封层技术的使用会造成路面摩擦系数和构造深度下降, 且下降幅度随用量增加而增大。因此在实际的工程应用中，雾封层材料的涂刷量不宜大于0.8 kg/m2。

3) 雾封层的应用并不会影响混合料本身的高温性能。因此原有路面若车辙现象严重，应谨慎使用雾封层养护技术。