韓 飛 陸恩光 楊 群

(1.上海浦江橋隧運(yùn)營管理有限公司 上海 200023； 2.同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海 201804)

瀝青路面由于其行車舒適安全、維修養(yǎng)護(hù)方便、開放交通較快等特點(diǎn)，在各種高等級公路上得到了廣泛的應(yīng)用。但其在使用過程中，受荷載、光照、雨水沖刷等外界條件耦合作用，路面會出現(xiàn)裂縫、車轍、坑槽等病害，影響行車的舒適和安全性[1-2]。

通常對瀝青路面的養(yǎng)護(hù)形式分為2類：①預(yù)防性養(yǎng)護(hù)；②矯正性養(yǎng)護(hù)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是指在路面狀況相對良好的情況下，所采用的早期養(yǎng)護(hù)手段，用以防止輕微路面病害進(jìn)一步發(fā)展。經(jīng)驗(yàn)表明，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)能有效延緩路面破壞，是一種效益費(fèi)用比良好的養(yǎng)護(hù)措施[3]。

霧封層作為一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的措施，其具有彌補(bǔ)路面輕微病害、造價(jià)低、施工便捷等特點(diǎn)，在實(shí)體工程中得到了廣泛的運(yùn)用[4-5]。本文結(jié)合上海某大橋養(yǎng)護(hù)工程，通過室內(nèi)性能試驗(yàn)，研究不同灑布量下，霧封層對路面抗?jié)B、抗滑等性能的影響。

1 原材料

1.1 霧封層材料

試驗(yàn)用的霧封層材料由施工方提供。對其開展性能檢測，檢測結(jié)果見表1。

表1 霧封層乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)

續(xù)表1

1.2 試驗(yàn)級配及瀝青用量

本次試驗(yàn)試件采用AC-13級配，其礦料基本參數(shù)見表3，合成級配曲線見圖1。試驗(yàn)所用瀝青為SBS改性瀝青，瀝青性能見表2，瀝青用量為5.0%。

表2 SBS(I-D)改性瀝青主要技術(shù)指標(biāo)

表3 礦料主要技術(shù)指標(biāo)

圖1 AC-13級配曲線

2 試驗(yàn)方案

2.1 抗?jié)B性能試驗(yàn)

成型AC-13瀝青混合料車轍板，按照J(rèn)TG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(以下簡稱《規(guī)程》)中T0730滲水試驗(yàn)對車轍板開展抗?jié)B性能測試，測定滲水系數(shù)。之后將車轍板置于60 ℃鼓風(fēng)烘箱內(nèi)烘干，放置在室外，將車轍板降至室溫。在涂抹0.6,0.8,1.0,1.2 kg/m2的霧封層材料后，再次測定車轍板試件滲水系數(shù)。通過對比涂刷前后的試件滲水系數(shù)，從而評價(jià)霧封層的抗?jié)B性能。

2.2 抗滑性能試驗(yàn)

在車轍板表面涂刷0.6,0.8,1.0,1.2 kg/m2的霧封層材料后，對車轍板養(yǎng)生，參照《規(guī)程》中T0731擺值儀測試法和JTG 3450-2019 《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》中的T0964手工鋪沙法，對涂刷前后車轍板的摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度開展測試，從而評價(jià)材料的抗滑性能。

2.3 高溫性能試驗(yàn)

在車轍板試件表面涂刷0.6，0.8，1.0，1.2 kg/m2的霧封層材料后，養(yǎng)生24 h，參照《規(guī)程》中車轍試驗(yàn)規(guī)程，對車轍板試件的空白部分和涂抹部分進(jìn)行車轍試驗(yàn)，通過動(dòng)穩(wěn)定度來評價(jià)材料的高溫性能。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 抗?jié)B性能

不同涂刷量對試件抗?jié)B性能的影響見圖2和圖3。由圖2可見，在涂刷霧封層材料之前，各個(gè)試件的滲水系數(shù)分別為26，41，31，35 mL/min，呈現(xiàn)出1號<3號<4號<2號的規(guī)律。在涂刷完0.6，0.8，1.0，1.2 kg/m2的霧封層材料之后，試件的滲水系數(shù)均發(fā)生了變化(見圖3)，滲水系數(shù)變?yōu)?，0，0，0 mL/min，各類試件的滲水系數(shù)分別下降了77%，100%，100%，100%，2，3，4號試件完全阻隔了水體的侵入，并使試件的滲水系數(shù)呈現(xiàn)2號=3號=4號<1號的規(guī)律。這表明霧封層材料涂刷量大于0.8 kg/m2之后，霧封層材料封閉了試件表面的連通空隙，從而有效地阻擋水體侵入到試件內(nèi)部，提高試件的抗?jié)B性能。因此，在實(shí)際的工程應(yīng)用中，建議霧封層的灑布量大于0.8 kg/m2，以保證養(yǎng)護(hù)后路面的抗?jié)B性能，防止雨水侵入路面結(jié)構(gòu)。

圖2 不同涂刷量下試件抗?jié)B性能試驗(yàn)結(jié)果

圖3 不同涂刷量下滲水系數(shù)變化量

3.2 抗滑性能結(jié)果與分析

不同涂刷量對試件抗滑性能的影響見圖4、圖5。

圖4 不同涂刷量下試件的摩擦系數(shù)

圖5 不同涂刷量下試件的構(gòu)造深度

由上述擺值和鋪沙試驗(yàn)結(jié)果可以看出，涂刷完霧封層材料后的車轍試件在抗滑性能上有不同幅度的下降。在摩擦系數(shù)方面，涂刷霧封層材料之前，試件的摩擦系數(shù)的大小規(guī)律為3號>4號>2號>1號，在涂刷之后各類試件的摩擦系數(shù)為3號>1號>2號>4號。當(dāng)霧封層材料涂刷量為0.6，0.8，1.0，1.2 kg/m2時(shí)，車轍板試件的摩擦系數(shù)均有所下降，各類試件的摩擦系數(shù)分別下降了2%，8%，13%，27%。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著霧封層材料涂刷量的增加，試件的摩擦系數(shù)下降幅度也在不斷提高。涂刷前后的試件摩擦系數(shù)均滿足一級公路中密集配瀝青混合料的摩擦系數(shù)要求[6]。

構(gòu)造深度方面，在涂刷霧封層材料前，試件的構(gòu)造深度呈現(xiàn)出1號>2號>4號>3號的規(guī)律。在涂刷霧封層材料后，試件的構(gòu)造深度呈現(xiàn)1號>2號>3號>4號。當(dāng)霧封層材料的涂刷量為0.6，0.8，1.0，1.2 kg/m2時(shí)，車轍板試件的摩擦系數(shù)分別下降了12%，18%，41%，45%。這表明隨著霧封層材料涂刷量的增加，試件的摩擦系數(shù)下降幅度在在不斷加大。試件1號和試件2號在涂刷霧封層材料前后構(gòu)造深度均大于0.45 mm，滿足一級公路構(gòu)造深度要求。但試件3號和4號在涂刷1.0，1.2 kg/m2的霧封層材料后，構(gòu)造深度只有0.37和0.36 mm，低于相關(guān)的要求。因此從摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度這2項(xiàng)指標(biāo)來看，在實(shí)際的工程應(yīng)用中，霧封層材料的涂刷量不宜大于0.8 kg/m2，否則將明顯降低原有路面的抗滑性能。

3.3 高溫性能結(jié)果與分析

各類試件的動(dòng)穩(wěn)定度見圖6。由圖6可見，在不同的涂刷量下，各類試件的動(dòng)穩(wěn)定度變化幅度為4%，1%，3%，2%?？梢娡克㈧F封層材料是在混合料表面形成一層保護(hù)層，并不會影響混合料本身的高溫性能。因此在實(shí)際的工程應(yīng)用中，假若原有路面車轍現(xiàn)象嚴(yán)重，應(yīng)謹(jǐn)慎使用霧封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

圖6 不同涂刷量下試件的動(dòng)穩(wěn)定度

4 結(jié)論

1) 霧封層材料涂刷量大于0.8 kg/m2之后，能夠有效地阻擋水體侵入到混合料內(nèi)部，提高路面的抗?jié)B性能。

2) 霧封層技術(shù)的使用會造成路面摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度下降, 且下降幅度隨用量增加而增大。因此在實(shí)際的工程應(yīng)用中，霧封層材料的涂刷量不宜大于0.8 kg/m2。

3) 霧封層的應(yīng)用并不會影響混合料本身的高溫性能。因此原有路面若車轍現(xiàn)象嚴(yán)重，應(yīng)謹(jǐn)慎使用霧封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)。