含砂雾封层技术在汽车试验场沥青路面预防性养护中的应用研究

董月友　王修江　许海龙　王鹏

摘 要：文章结合汽车试验场高速环道试验路的路龄状况，积极引入含砂雾封层技术对高速环道试验道路进行早期的预防性养护干预。本文详述了含砂雾封层技术的施工工艺、质量控制和后期效果追踪比较，发现含砂雾封层材料不仅不会影响到路面的使用功能，而且具有防水、防结冰的效果，体现了含砂雾封层技术在试验场高速环道养护工作中经济有效、简便易行的路面防护应用价值，对未来汽车试验场试验道路的预防性养护的管理与实施具有指导性及实际操作性的积极作用。

关键词：汽车试验场;含砂雾封层;预防性养护

中图分类号：U418.6 文献标识码：A

0 引言

20世纪90年代以来，中国汽车产业进入了快速发展时期，汽车产品逐渐从生产资料领域进入了个人消费领域。根据调查研究，汽车增长率的弹性系数在未来10年左右还会处于增长事态，汽车销量保持10%左右的增速是完全有可能的[1]。然而汽车的飞速发展肯定是离不开汽车试验场的，现全国各地都在相继建设汽车试验场，据统计全国汽车试验场数量有30家左右。随着汽车试验场投入使用时间的推移，道路开始出现老化及各类指标下降，过去对于路面的处治方式主要采取先损坏后修复的被动养护方式，即在路面使用性能达不到规范要求时才对路面进行修复性的养护，这种养护方式不仅费用高、施工工期长、而且效果不佳、治标不治本。汽车试验场怎样安全、高效的运营管理与养护管理成为汽车试验场行业关注的重点。

含砂雾封层技术作为成熟的沥青路面早期预防性养护技术，其厚度薄（1 mm左右），在保护沥青路面的同时，几乎对原沥青路面的纹理构造不造成破坏，汽车试验场的高速环道试验沥青路面由于经过特殊的测试设计，对沥青路面的技术指标的保持要求更加严格，为了保证含砂雾封层技术能够最大限度的保持原试验路面的技术参数，维持路面较高的路用性能并延缓沥青路面的病害发生，延长试验道路的使用寿命。

1 项目概况

由于汽车试验场车辆测试比较繁忙，试车场的试验车道直接承受行车荷载、车辆速度、荷载类型、作用方向等多个行车驾驶要素与常规道路不同，高速环道跑道路面设计需要满足车辆高速行驶的安全性、舒适性、试验性的技术要求。表1、表2分别为高速环道试验道路沥青结构和抗滑要求。

高速环道试验路自2015年投入使用，2020年对高速环道沥青路面情况进行调查统计，发现多处微小裂缝及沥青膜老化脱落现象（见图1），未发现较大的网裂、龟裂、车辙等病害，为预防早期病害发展影响路面整体结构，封闭路面微小裂缝，为了保持试车的行车安全性，同时要维持原路面抗滑性能，我们采用了西尔玛公司提供的一种新型树脂型含砂雾封层材料作为高速环道、试车场道路的预防性养护施工。

除此以外，盐城地处北亚热带气候向暖温带气候过渡地带，具有过渡性特征，且受海洋影响较大，季风气候较明显，冬季多偏北风夏季多偏南风[4]。风雨中容易夹带海盐，对路面长期造成盐腐蚀。冬季气温多集中在-5～5℃之间，高速环道试车带在冬季背阴面容易形成结冰带，对试车造成严重的安全隐患，进行预防性养护后的路面各项指标满足汽车测试需求（如图2所示）。

2 材料选择

2.1 树脂型含砂雾封层原料

含砂雾封层各项指标应满足《公路沥青路面养护技术规范》（JTG 5142—2019）中含砂雾封层材料的要求，为保证含砂雾封层耐久性能，通過正交试验得出原液合理固含量范围为54%～64%;本工程项目采用西尔玛公司生产的树脂型含砂雾封层原料，其技术指标见表3。

2.2 细粒砂

为提高路面抗滑性能，保证原路面的摩擦系数，需在雾封层中加入一定比例的细粒砂。本工程项目选用经机械筛选的玄武岩砂，对其性能指标进行检测，试验结果见表4。

3 施工质量控制

3.1 施工准备

施工前，要求对原路面进行清扫，使路表清洁，无杂物、尘土，无积水。原路面油污需要用西尔玛油污清洗剂处理，清除原路面的污油、油斑。原路面坑槽要事先用适当的热或冷沥青混合料予以修复，裂缝要用裂缝填料修补。

为达到最佳效果，材料配比参照以下比例进行混配。树脂型含砂雾封层原料：100 kg;玄武岩砂：45 kg;水：5～10 kg。

3.2 施工阶段

采用高压雾化洒布车对含砂雾封层混合物进行洒布，洒布时气温应高于10℃，且不能在雨天施工，含砂雾封层洒布量控制在1.0 kg/m2，并提前对喷头进行检查，防止阻塞而导致洒布不均，调整喷头角度及洒布宽度，对未洒布到的部位进行人工涂刷，保证整体美观，洒布车辆应保持匀速行驶。

3.3 养生及恢复试车

施工完成后进行养生，原则上养生时间不少于4 h，待乳化沥青完全破乳固化后结合气温情况恢复试车。

4 施工质量评价

4.1 前后检测比较

施工前后对路面构造深度、渗水系数、抗滑摆值进行检测比较，见下表5。

由表5可知，采用含砂雾封层养护的路面，封层前后路面渗水系数均值由33 mL/s下降至0 mL/s，表明含砂雾封层养护后的路面基本不渗水防水性能良好。采有含砂雾封层对路面进行养护后，路面构造深度略有下降，但影响很小。摩擦系数在含砂雾封层实施后略有增加，表明采用含砂雾封层处理的路面保持了原路面的抗滑性能，从而保证了行车安全。

4.2 峰值制动力系数测试

为了进一步论证含砂雾封层材料行车安全性，参照GB/T 269867—2011道路车辆路面摩擦特性测定恒速、瞬态制动力法，对原路面和含砂雾封层路面进行峰值制动力系数测试。见下表6。

汽车向前运动的直接因素数与地面的摩擦有关，当摩擦力太小而驱动力很大时汽车会打滑。道路的附着系数受车轮结构、材料，道路表面形状、材料有关，不同性质道路其附着系数变化甚大。一般干燥洁净的沥青路面（称为良好道路）纵向峰值制动力系数高达0.8～0.9[9]。

由表6可以看出，在路面干燥时，含砂雾封层施工后的试验段区域路面摩擦系数为0.9比高速环道原路面0.881略大，试验车辆行驶安全;在路面湿润状况下，含砂雾封层施工后的试验段区域路面摩擦系数为0.71比高速环道原路面0.805降低，因差别较小，试验车辆行驶相对安全。

4.3 防结冰观测

此次在高速环道的背阴面冬季低温天气下易出现结冰的路段实施了一段含砂雾封层材料，在2020年冬季-6℃气温下进行防结冰效果观察，观测结果见下图3所示。

从图3可见，在实施了含砂雾封层的路段，未出现结冰现象，而没有实施路段依然出现结冰现象，由此可以证明西尔玛的树脂型含砂雾封层材料具有一定的防结冰效果，可以一定程度上消除冬季试车的安全隐患。

5 结论

试验场建成投入使用后，如何能够将试验场安全、高效、科学的运营管理与养护管理，成为了汽车试验场一个新的课题。

本项目是含砂雾封层技术在中汽试验场高速环道进行预防性养护的第一次应用，从安全性、防渗水、防结冰等结果看起到了良好的预养护效果，沥青路面的早期病害发生发展都与水损害、冻融损伤有很大关系，含砂雾封层技术的有效性延缓了病害的产生和发展，避免沥青路面过早的损坏，延长路面使用寿命，推迟大中修时间，填补了汽车试验场沥青路面早期预防性养护中的技术空白，对含砂雾封层技术在汽车试验场沥青路面当中的应用有着较大的推动作用。

参考文献：

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[2]付国振.路面预防养护之含砂雾封层技术应用研究[C].2014全国公路养护技术学术年会论文集桥隧卷，2014：67-73.

[3]祁文洋，刘佳宁，王作杰.汽车试验场高速环道沥青铺面结构研究[J].上海公路，2021（2）：104-106+138+168.

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[10]公路工程质量检验评定标准：JTG F80/1—2017[S].

[11]徐燕平.汽车试验道路的设计施工与质量保证[D].上海交通大学，2007.