安曉峰

（山西交通控股集團有限公司太原高速公路分公司，山西 太原 030001）

0 引言

在霧封層施工完成后，所用的養(yǎng)護材料可不斷滲入至路面之中，并促使已老化的瀝青還原，同時與新鋪設瀝青層之間形成性質穩(wěn)定、性能良好的結構體，同時兩者之間的溫度變化相對一致，有助于形成均一的整體。這一技術主要應用于承載能力良好的路面工程中，且對早期裂縫、路面松散、結構滲水有著較好的處理效果[1]。本文基于霧封層的性能試驗確定了路面黏附性、耐久性、抗滑性等基本性質，并且綜合評定了其路用性能。

1 原材料

在本研究中主要采用SBS-I-D改性瀝青、70#道路石油瀝青進行試驗。其中所用的粗、細集料均采用石灰?guī)r，此外礦粉也通過石灰?guī)r打磨而成，纖維選用聚酯纖維。養(yǎng)護劑的各項成分及比例如表1所示。

表1 養(yǎng)護劑的主要材料成分

2 霧封層材料性能試驗

2.1 黏附性

在借助霧封層技術將材料撒布至道路表面之后，養(yǎng)護劑就能夠附著在原有路面結構之上且不斷向下滲透抵達一定的深度，進而還原瀝青，封堵結構中存在的微小裂隙，起到防水的作用。研究表明[2]，在可靠的霧封層技術下，路面結構的防水效果能夠持續(xù)2~3年，所以需要對其自身黏度及養(yǎng)護劑、粗集料之間的黏附性展開研究。

（1）養(yǎng)護劑自身黏度

在測定養(yǎng)護劑自身黏度時，遵照瀝青黏度試驗方法分別在25℃及60℃溫度條件下對養(yǎng)護劑開展試驗，最終測得其黏度為16s及8s，這也表明養(yǎng)護劑具有較好的滲透能力，能夠有效封堵裂縫，起到防水效果。

（2）養(yǎng)護劑與粗集料的黏附性

養(yǎng)護劑、粗集料之間黏附性的檢測，借助水煮法完成，其試驗檢測結果如表2所示。

表2 養(yǎng)護劑、粗集料黏附性試驗結果

根據表2中試驗結果可以發(fā)現(xiàn)，該養(yǎng)護劑能夠與粗集料之間產生較好的黏附性。

2.2 抗老化性

以SBS-I-D改性瀝青為研究對象，分別在0h，5h，10h的老化時間下開展旋轉薄膜老化試驗，測定材料性能。隨后在相應的瀝青中分別以4%的比例摻加養(yǎng)護劑，并將其攪拌至均勻狀態(tài)，隨后再次測定其3個時間點下的老化性能，結果如表3所示。

表3 4%養(yǎng)護劑水平下瀝青指標結果

根據表3中數(shù)據可以看出，瀝青的老化全過程中，針入度、延度及軟化點指標在老化的早期均發(fā)生了較為顯著的變化。但在后續(xù)老化進程中，這3個指標的變化速度逐漸變緩。在摻加養(yǎng)護劑后，針入度、延性均呈現(xiàn)出變大的趨勢，而軟化點則不斷變小。由此可以看出，養(yǎng)護劑在針入度、延度方面的改善效果較好，可以改善老化瀝青的輕質成分。

2.3 防水性能

對4種不同組分構成下的混合料展開試驗檢測，其中AC-13及AC-16混合料摻加70#道路石油瀝青，而SMA13、SMA16混合料則摻加SBS-I-D改性瀝青。其中所用的粗、細集料均采用石灰?guī)r，此外礦粉也通過石灰?guī)r打磨而成，纖維選用聚酯纖維。

在這4類混合料之下分別形成車轍板后，需要依據我國現(xiàn)行檢測標準，借助滲水儀測得車轍板的滲水系數(shù)，同時對其進行清洗、晾干處理，并在其上以0.25kg/m2為標準涂刷養(yǎng)護劑，在通風環(huán)境中靜置48h后再次測定其滲水系數(shù)。將涂刷養(yǎng)護劑前后的車轍板測得的滲水系數(shù)進行比對，其各自試驗結果如表4所示。

表4 養(yǎng)護劑防水性試驗檢測結果

根據表4可以發(fā)現(xiàn)，涂刷養(yǎng)護劑前后試驗所用4種混合料的滲水系數(shù)均發(fā)生了較大的變化，這也表明養(yǎng)護劑能夠很好地封閉其中存在的空隙，阻隔外部水的滲透作用。此外，在相近公稱粒徑下當孔隙率更大時試件的滲透性也更強。

2.4 抗滑性能

（1）抗滑擺值

抗滑性能的檢測選用AC-13、AC-16、SMA-13、SMA-16四類混合料，并首先在未涂刷養(yǎng)護劑的情況下借助擺式儀來檢測試件的擺值，同時記錄下測試的位置。隨后在其清洗、晾干后在原測試位置以0.25kg/m2的標準涂刷養(yǎng)護劑，將其置于通風環(huán)境中靜置1d、3d后分別按照標準測定其擺值，試驗結果如圖1所示。

根據圖1可以發(fā)現(xiàn)，不同類型的試件在涂刷養(yǎng)護劑后，所測得的擺值均存在一定的減小，且都滿足大于等于42BPN的基本要求。此外，涂刷養(yǎng)護劑后，隨著時間的不斷推移，測得的擺值也表現(xiàn)出增加的趨勢。

圖1 養(yǎng)護劑抗滑性能試驗檢測結果

（2）表面構造深度

選用以上4種不同的混合料制備的試件，通過手工鋪砂法來檢測涂刷養(yǎng)護劑前后試件的表面構造深度。其試驗檢測結果如圖2所示。

圖2 養(yǎng)護劑表面構造深度試驗檢測結果

根據圖2可以發(fā)現(xiàn)，對于不同混合料制備的試件，通過涂刷養(yǎng)護劑均呈現(xiàn)出表面構造深度減小的趨勢，其減幅分別達到了24%,19%,13%和11%。也即是在相近的公稱直徑條件下，AC系列混合料制備的試件較SMA系列，養(yǎng)護劑的作用效果更加顯著。

2.5 滲透性能

在借助霧封層技術將養(yǎng)護劑灑布至路面之上后，往往需要結構具有良好的滲透性，才可保證養(yǎng)護劑能夠順利滲入至結構中，并在深層次位置產生還原作用，此外與新鋪瀝青融合，形成穩(wěn)定的整體，因此養(yǎng)護劑的滲透性能也是需要考慮的一項重要因素[3]。

在本研究中將熒光粉散布至養(yǎng)護劑中，并以0.25kg/m2的標準將其撒布至車轍板試件上，使其保持靜置養(yǎng)護48h后進行切割，通過紫光燈照射切割面。通過切割面的發(fā)光程度來判斷養(yǎng)護劑在試件中的滲透程度。在本研究中，可于切割面上選擇5個不同的測點，取其所有實測數(shù)據的平均值，得到試驗結果如圖3所示。

圖3 養(yǎng)護劑滲透深度試驗檢測結果

通過圖3可以發(fā)現(xiàn)，在養(yǎng)護劑處理后，車轍板試件中的滲透深度大多集中于4.2~4.9mm的范圍內。同時對于不同類型的混合料而言，一般其空隙率越大滲透程度也更深。

2.6 耐磨耗性能

在采用養(yǎng)護劑處理路面結構后，若受到降水、車輪磨損等的影響很容易出現(xiàn)養(yǎng)護層損耗的問題，這樣就會導致預防性養(yǎng)護效果的喪失。為了保證路面養(yǎng)護效果、提升其耐久性，就需要對養(yǎng)護劑進行濕輪磨耗試驗。研究表明[4]，在霧封層技術處理下，路面結構最容易發(fā)生磨損的位置在粗集料的棱角，本研究中首先將試件切割為10~15mm厚的切片，并分別通過切割面和車轍板碾壓面來假定集料頂面的接觸。將切片清洗、晾干后分別以0.25kg/m2為標準涂刷養(yǎng)護劑，隨后在室溫條件下靜置養(yǎng)護24h后稱重并做濕輪磨耗試驗。

將養(yǎng)護、稱重后的切片置于濕輪磨耗儀中，并向其中加水至淹沒，啟動濕輪磨耗儀，保持儀器內水溫為20℃，持續(xù)磨耗5min后取出，并經清洗、晾干后再次稱重，得到其磨損質量，以此來評定材料的耐磨耗性能。

表5 養(yǎng)護劑耐磨耗性試驗檢測結果

根據表5可以發(fā)現(xiàn)，持續(xù)磨耗5min后，切割面及碾壓面養(yǎng)護劑的損失量分別達到了28.8%及24.4%，其中切割面的損耗程度更高，這主要是由于切割面具有更加光滑的表面，因此其上的養(yǎng)護劑更易發(fā)生磨損，因此滲透性指標的影響往往也更加突出。

3 試驗路段實例驗證

以我國某公路工程為例進行分析，該項目所處地區(qū)降水較為豐富，且存在超載的問題，因此在運營早期就出現(xiàn)了橫向及縱向裂縫，此外還伴隨坑槽、下陷等病害，若不加以處理這些病害將持續(xù)發(fā)展，損害路面結構的性能。在這樣的背景下，技術人員選擇采用預防性養(yǎng)護技術進行處理，借助霧封層技術對瀝青路面左右幅位置3m的超車道開展作業(yè)。

在霧封層施工后，路面結構的外觀發(fā)生了顯著改善，其顏色更深且路標線更加明確。通過霧封層技術，原有路面結構中存在的裂隙、空隙得到了填充密實，使得老化瀝青恢復了原有的性能，同時增強了集料件的黏結性，顯著減少了路面地表水對于路面結構的滲透作用，減弱了可能出現(xiàn)的水損問題，避免路面松散、下陷的發(fā)生。

4 結語

本文基于霧封層技術展開了研究，探究了其在路面預防性養(yǎng)護中的主要作用。同時，借助室內試驗的方法分析了霧封層的主要性能，并驗證了其處理的實際效果。試驗結果表明：在霧封層技術的處理下，養(yǎng)護劑能夠深入到原有路面結構中，改善結構的外觀，加深其顏色，有助于創(chuàng)造更加穩(wěn)定、良好的行車環(huán)境。同時，養(yǎng)護劑對于結構中微裂縫的還原作用也可以恢復路面力學性能，防止結構剝落、松散、開裂等問題的發(fā)生，減弱由此帶來的路面損壞，延長公路工程的使用壽命。