含砂雾封层技术在福银高速温沙段的应用

万 超，陈 家

（江西省高速公路投资集团抚州管理中心工程队，江西 抚州 330086）

1 工程简介

江西省福银高速温沙段全长177.36km，于2004年9月26日竣工通车，采用水泥稳定碎石基层沥青路面。由于运营时间长，交通流量大，车辆重载多，全线路段均出现不同程度的坑槽、车辙、松散以及脱落等病害。为有效控制病害的发展，结合含砂雾封层技术的特点，选取K513+000～K515+000下行线作为试验路段，进行含砂雾封层技术应用研究。总工程量为17000m2，工程总费用约50万元。

2 含砂雾封层的特点和施工工艺

2.1 含砂雾封层的特点

含砂雾封层是由改性乳化沥青（或煤沥青基）材料、陶土、聚合物添加剂、细粒砂组成的混合料，采用专用的含砂雾封层高压喷洒车，在沥青路面上喷洒形成一薄层，起到封闭路面微裂缝、防止松散石料脱落、阻止水分下渗的作用，从而能够延缓沥青路面老化、降低沥青面层温度、保持路面抗滑性能，改善路面外观、延长路面大中修周期[1]。此外，含砂雾封层材料全部为水基产品，不易燃，无毒无刺激，存放和施工过程中不需要特殊存储。还原剂在施工时全部采用大型机械设备高压喷洒，面层更加均匀，施工速度更快[2]。

与传统雾封层相比，含砂雾封层有以下优势：

（1）含砂雾封层中含有一定成分的细粒砂，可相对提高路面抗滑性能；

（2）含砂雾封层中能较好地渗透到面层孔隙和微小裂缝中，并填封原有路面的孔隙，细粒砂能迅速地渗透到微小裂缝中，起到填充作用，有效防止水分的下渗；

（3）含砂雾封层因含有聚合物添加剂，使路表沥青材料的性能得到一定程度的恢复，能够保持和加强沥青路面骨料间的黏结力，补充原有路面流失掉的沥青并黏接锁住集料；

（4）含砂雾封层可以补偿原路面的沥青损失，因其多种成分的合理搭配，形成了一层很好的路面保护层，持久耐力[3]。

2.2 含砂雾封层施工工艺

为了验证含砂雾封层技术的实际效果，结合福银高速温沙段养护的实际情况，选取K513+000～K515+000下行线作为此次含砂雾封层的试验段，含砂雾封层施工应满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）及《公路沥青路面养护技术规范》（JTJ 073.2—2001）等相关规范，含砂雾封层材料技术要求应符合相关规程的要求。

含砂雾封层施工流程如下。

（1）施工前准备工作。严格遵循《公路养护安全作业规程》（JTG H30—2004）进行交通安全布控，同时人工清扫路面，保证路表面清洁无浮尘杂物，并用塑料胶膜对标线进行保护。

（2）搅拌含砂雾封层材料。根据设计要求，将雾封层材料先进行中速搅拌，待搅拌均匀后，按照设计要求确定砂的添加比例，调节至高速搅拌，使其均匀拌和。为达到最佳效果，沥青还原剂按照以下配合比掺配后使用[3]：MasterSeal浓缩封面料，100gal；砂子，300～500lb；水，20～25gal。

（3）第一层喷洒。根据施工路面宽度，设定喷洒宽度为一个车道，同时选择施工行进方向，确定喷洒位置、喷洒量、喷洒速度、喷洒压力等相关参数，进行第一层喷洒，第一层喷洒量为0.65～0.9kg/m2。

（4）第二层喷洒。在第一层喷色结束后，养生2～4h，用手指轻触表面，待无材料黏附手指时，认为风干完毕，可喷洒第二层，第二层喷洒量为0.5～0.7kg/m2。

（5）养生工作。施工完毕后，保持有足够的养护时间，一般在路面干涸不黏试纸时，将覆盖在交通标线上的塑料胶膜揭去后，开放交通。开放交通时间应至少保证施工后路面在常温、空气湿度不小70%的条件下养护4～6h。

3 含砂雾封层技术效果评价

为了真实、有效地检测含砂雾封层技术在福银高速温沙段中的应用效果，分别选择路面施工前、施工后1个月、施工后6个月、施工后12个月这4个时段，对含砂雾封层试验路段进行路面性能检测以及对取芯试件进行检测，通过相关技术指标的对比，来评定含砂雾封层技术的性能。

3.1 沥青室内试验

通过对施工前及施工1个月后的路面进行钻芯取样，对芯样上部沿厚度方向各取1cm沥青混合料芯片，分别进行抽提试验，然后通过阿布森法试验分离出沥青，对分离出的沥青按照《沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）中的试验方法，分别进行针入度、延度、软化点三项沥青常规性能试验，并对部分芯样（2cm切片）切割后进行马歇尔试验，试验结果如表1和表2所示。采用雾封层技术前后沥青性能对比如图1和图2所示。

表1 沥青室内试验结果

图1 沥青室内试验结果

表2 芯样（2cm切片）马歇尔试验结果

图2 芯样（2cm切片）马歇尔试验结果

根据上述室内试验的数据，可以得出以下结论。

（1）根据芯样沥青抽提试验结果，可以看出含砂雾封层施工后1个月后的路面，比含砂雾封层施工前的老化的沥青，针入度、延度、软化点均有所改善，针入度提高了3.8%，延度提高了7.1%，软化点下降了4.4%。因此，含砂雾封层对已经老化的沥青在性能上有所改善，提高了施工前老化沥青的塑形、柔性和黏稠性。

（2）对路面芯样进行了马歇尔试验，结果显示雾封层施工后的路面芯样马歇尔稳定度和流值普遍大于含砂雾封层施工前的路面芯样，分别提高了1.02倍和1.03倍，说明含砂雾封层对老化沥青路面的耐高温稳定性有改善效果。

3.2 路面性能检测

根据《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60—2008）与《公路工程质量检验评定标准》（JTG F/80—2004）的要求，对路面现场的渗水系数、构造深度与摩擦系数进行了现场试验检测，试验结果分别如表3、表4、表5所示。试验数据变化趋势分别如图3、图4、图5所示。

表3 渗水系数试验结果

图3 渗水系数试验结果

表4 摩擦系数试验结果

图4 摩擦系数试验结果

表5 构造深度试验结果

图5 构造深度试验结果

根据上述路面性能检测试验数据，可以得出以下结论。

（1）根据路面渗水系数试验数据，可以看出，在含砂雾封层施工前，路面渗水系数平均值为30mL/min；在含砂雾封层施工后，路面渗水系数平均值均为0，表明路面不渗水。说明含砂雾封层技术对于路面防渗性能有很大程度地提升。

（2）根据路面抗滑系数试验数据，可以看出，在含砂雾封层施工前，路面抗滑系数BPN20平均值为57；在含砂雾封层施工后1个月，路面抗滑系数BPN20平均值为42，下降了26.3%；在含砂雾封层施工后6个月，路面抗滑系数BPN20平均值为58，上升了38.1%；在含砂雾封层施工后12个月，路面抗滑系数BPN20平均值为55，下降了5.2%。在施工后1个月，由于含砂雾封层还原剂大多在表面，路面抗滑性能明显下降，但是满足规范值≥42，随着行车荷载的作用，路面表层被磨损，路面抗滑性能得到提高，在施工后12个月，路面抗滑性能接近施工前。

（3）根据路面构造深度系数试验数据，可以看出，在含砂雾封层施工前，路面构造深度平均值为1.12mm；在含砂雾封层施工后1个月，路面构造深度平均值为0.74mm，下降了33.9%；在含砂雾封层施工后6个月，路面构造深度平均值为0.94mm，上升了27.0%；在含砂雾封层施工后12个月，路面构造深度平均值为0.72mm，下降了23.0%。在施工后1个月，由于含砂雾封层还原剂大多在表面，路面构造深度明显下降，但是满足规范值≥0.7mm，随着行车荷载的作用，路面表层被磨损，路面构造深度得到提高，随着车辆荷载时间的累计，路面构造深度逐渐减小。

4 结语

沥青路面含砂雾封层，虽然会引起路面暂时性的抗滑性能下降，但是均在规范值范围内。沥青路面含砂雾封层可很大程度提高沥青路面的抗渗性能，短时间内可减小构造深度，减小摩擦系数，对原老化沥青性能略有改善作用，对沥青路面的表层形貌也有良好地改善作用，含砂雾封层技术相对传统方式处治路面病害的施工方法，具有交通封闭时间短、对周边环境污染低、节省养护资金等优势，是一种有效的预防性养护施工工艺。

[1]韩民.沥青路面含砂雾封层在高速公路养护中的应用[J].中国新技术新产品，2011（24）：45.

[2]贾继尧，桂楠.含砂雾封层在武汉某高速养护上的应用[J].科技资讯，2012（30）：19.

[3]梁仲昌，康佳.含砂雾封层与传统雾封层的区别浅析[J].科技创新与养护，2012（10）：106.

[4]JTG E60—2008，公路路基路面现场测试规程[S].

[5]JTG F/80—2004，公路工程质量检验评定标准[S].

[6]JTG E20—2011，沥青混合料试验规程[S].

[7]JTG H30—2004，公路养护安全作业规程[S].

[8]JTG F40—2004，公路沥青路面施工技术规范[S].

[9]JTJ 073.2—2001，公路沥青路面养护技术规范[S].