沥青路面养护雾封层材料路用性能研究

安晓峰

（山西交通控股集团有限公司太原高速公路分公司，山西 太原 030001）

0 引言

在雾封层施工完成后，所用的养护材料可不断渗入至路面之中，并促使已老化的沥青还原，同时与新铺设沥青层之间形成性质稳定、性能良好的结构体，同时两者之间的温度变化相对一致，有助于形成均一的整体。这一技术主要应用于承载能力良好的路面工程中，且对早期裂缝、路面松散、结构渗水有着较好的处理效果[1]。本文基于雾封层的性能试验确定了路面黏附性、耐久性、抗滑性等基本性质，并且综合评定了其路用性能。

1 原材料

在本研究中主要采用SBS-I-D改性沥青、70#道路石油沥青进行试验。其中所用的粗、细集料均采用石灰岩，此外矿粉也通过石灰岩打磨而成，纤维选用聚酯纤维。养护剂的各项成分及比例如表1所示。

表1 养护剂的主要材料成分

2 雾封层材料性能试验

2.1 黏附性

在借助雾封层技术将材料撒布至道路表面之后，养护剂就能够附着在原有路面结构之上且不断向下渗透抵达一定的深度，进而还原沥青，封堵结构中存在的微小裂隙，起到防水的作用。研究表明[2]，在可靠的雾封层技术下，路面结构的防水效果能够持续2~3年，所以需要对其自身黏度及养护剂、粗集料之间的黏附性展开研究。

（1）养护剂自身黏度

在测定养护剂自身黏度时，遵照沥青黏度试验方法分别在25℃及60℃温度条件下对养护剂开展试验，最终测得其黏度为16s及8s，这也表明养护剂具有较好的渗透能力，能够有效封堵裂缝，起到防水效果。

（2）养护剂与粗集料的黏附性

养护剂、粗集料之间黏附性的检测，借助水煮法完成，其试验检测结果如表2所示。

表2 养护剂、粗集料黏附性试验结果

根据表2中试验结果可以发现，该养护剂能够与粗集料之间产生较好的黏附性。

2.2 抗老化性

以SBS-I-D改性沥青为研究对象，分别在0h，5h，10h的老化时间下开展旋转薄膜老化试验，测定材料性能。随后在相应的沥青中分别以4%的比例掺加养护剂，并将其搅拌至均匀状态，随后再次测定其3个时间点下的老化性能，结果如表3所示。

表3 4%养护剂水平下沥青指标结果

根据表3中数据可以看出，沥青的老化全过程中，针入度、延度及软化点指标在老化的早期均发生了较为显著的变化。但在后续老化进程中，这3个指标的变化速度逐渐变缓。在掺加养护剂后，针入度、延性均呈现出变大的趋势，而软化点则不断变小。由此可以看出，养护剂在针入度、延度方面的改善效果较好，可以改善老化沥青的轻质成分。

2.3 防水性能

对4种不同组分构成下的混合料展开试验检测，其中AC-13及AC-16混合料掺加70#道路石油沥青，而SMA13、SMA16混合料则掺加SBS-I-D改性沥青。其中所用的粗、细集料均采用石灰岩，此外矿粉也通过石灰岩打磨而成，纤维选用聚酯纤维。

在这4类混合料之下分别形成车辙板后，需要依据我国现行检测标准，借助渗水仪测得车辙板的渗水系数，同时对其进行清洗、晾干处理，并在其上以0.25kg/m2为标准涂刷养护剂，在通风环境中静置48h后再次测定其渗水系数。将涂刷养护剂前后的车辙板测得的渗水系数进行比对，其各自试验结果如表4所示。

表4 养护剂防水性试验检测结果

根据表4可以发现，涂刷养护剂前后试验所用4种混合料的渗水系数均发生了较大的变化，这也表明养护剂能够很好地封闭其中存在的空隙，阻隔外部水的渗透作用。此外，在相近公称粒径下当孔隙率更大时试件的渗透性也更强。

2.4 抗滑性能

（1）抗滑摆值

抗滑性能的检测选用AC-13、AC-16、SMA-13、SMA-16四类混合料，并首先在未涂刷养护剂的情况下借助摆式仪来检测试件的摆值，同时记录下测试的位置。随后在其清洗、晾干后在原测试位置以0.25kg/m2的标准涂刷养护剂，将其置于通风环境中静置1d、3d后分别按照标准测定其摆值，试验结果如图1所示。

根据图1可以发现，不同类型的试件在涂刷养护剂后，所测得的摆值均存在一定的减小，且都满足大于等于42BPN的基本要求。此外，涂刷养护剂后，随着时间的不断推移，测得的摆值也表现出增加的趋势。

图1 养护剂抗滑性能试验检测结果

（2）表面构造深度

选用以上4种不同的混合料制备的试件，通过手工铺砂法来检测涂刷养护剂前后试件的表面构造深度。其试验检测结果如图2所示。

图2 养护剂表面构造深度试验检测结果

根据图2可以发现，对于不同混合料制备的试件，通过涂刷养护剂均呈现出表面构造深度减小的趋势，其减幅分别达到了24%,19%,13%和11%。也即是在相近的公称直径条件下，AC系列混合料制备的试件较SMA系列，养护剂的作用效果更加显著。

2.5 渗透性能

在借助雾封层技术将养护剂洒布至路面之上后，往往需要结构具有良好的渗透性，才可保证养护剂能够顺利渗入至结构中，并在深层次位置产生还原作用，此外与新铺沥青融合，形成稳定的整体，因此养护剂的渗透性能也是需要考虑的一项重要因素[3]。

在本研究中将荧光粉散布至养护剂中，并以0.25kg/m2的标准将其撒布至车辙板试件上，使其保持静置养护48h后进行切割，通过紫光灯照射切割面。通过切割面的发光程度来判断养护剂在试件中的渗透程度。在本研究中，可于切割面上选择5个不同的测点，取其所有实测数据的平均值，得到试验结果如图3所示。

图3 养护剂渗透深度试验检测结果

通过图3可以发现，在养护剂处理后，车辙板试件中的渗透深度大多集中于4.2~4.9mm的范围内。同时对于不同类型的混合料而言，一般其空隙率越大渗透程度也更深。

2.6 耐磨耗性能

在采用养护剂处理路面结构后，若受到降水、车轮磨损等的影响很容易出现养护层损耗的问题，这样就会导致预防性养护效果的丧失。为了保证路面养护效果、提升其耐久性，就需要对养护剂进行湿轮磨耗试验。研究表明[4]，在雾封层技术处理下，路面结构最容易发生磨损的位置在粗集料的棱角，本研究中首先将试件切割为10~15mm厚的切片，并分别通过切割面和车辙板碾压面来假定集料顶面的接触。将切片清洗、晾干后分别以0.25kg/m2为标准涂刷养护剂，随后在室温条件下静置养护24h后称重并做湿轮磨耗试验。

将养护、称重后的切片置于湿轮磨耗仪中，并向其中加水至淹没，启动湿轮磨耗仪，保持仪器内水温为20℃，持续磨耗5min后取出，并经清洗、晾干后再次称重，得到其磨损质量，以此来评定材料的耐磨耗性能。

表5 养护剂耐磨耗性试验检测结果

根据表5可以发现，持续磨耗5min后，切割面及碾压面养护剂的损失量分别达到了28.8%及24.4%，其中切割面的损耗程度更高，这主要是由于切割面具有更加光滑的表面，因此其上的养护剂更易发生磨损，因此渗透性指标的影响往往也更加突出。

3 试验路段实例验证

以我国某公路工程为例进行分析，该项目所处地区降水较为丰富，且存在超载的问题，因此在运营早期就出现了横向及纵向裂缝，此外还伴随坑槽、下陷等病害，若不加以处理这些病害将持续发展，损害路面结构的性能。在这样的背景下，技术人员选择采用预防性养护技术进行处理，借助雾封层技术对沥青路面左右幅位置3m的超车道开展作业。

在雾封层施工后，路面结构的外观发生了显著改善，其颜色更深且路标线更加明确。通过雾封层技术，原有路面结构中存在的裂隙、空隙得到了填充密实，使得老化沥青恢复了原有的性能，同时增强了集料件的黏结性，显著减少了路面地表水对于路面结构的渗透作用，减弱了可能出现的水损问题，避免路面松散、下陷的发生。

4 结语

本文基于雾封层技术展开了研究，探究了其在路面预防性养护中的主要作用。同时，借助室内试验的方法分析了雾封层的主要性能，并验证了其处理的实际效果。试验结果表明：在雾封层技术的处理下，养护剂能够深入到原有路面结构中，改善结构的外观，加深其颜色，有助于创造更加稳定、良好的行车环境。同时，养护剂对于结构中微裂缝的还原作用也可以恢复路面力学性能，防止结构剥落、松散、开裂等问题的发生，减弱由此带来的路面损坏，延长公路工程的使用寿命。