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公路路面含砂雾封层养护施工技术全解析

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摘要 近年来,公路建设规模持续扩大,公路养护的重要性日益凸显。含砂雾封层作为预防性养护施工技术的一种,具备延缓沥青路面老化、提升路面抗滑能力、优化路面使用性能以及降低养护成本等特性。本文深入探究含砂雾封层的性能特点,以某一具体工程案例为依托,详细剖析路面含砂雾封层养护施工的技术关键要点,并对施工效果展开深入研讨,旨在有效提升路面行车的舒适性与安全性,为公路的良好运营与可持续发展提供有力支撑与保障。
引言 公路运营期间,受行车荷载与自然因素的双重持续作用,且随着服务时长的逐步累加,路面服务水平呈持续下滑态势。为维持道路良好技术状况,依据实际路况定期开展针对性维修养护工作势在必行。含砂雾封层技术由普通雾封层技术发展而来。相较于普通雾封层,含砂雾封层需运用专门的含砂雾封层高压喷洒车,将乳化沥青与细粒砂等原料充分搅拌形成的混合料均匀洒布于沥青路面之上,形成的微薄覆盖层具有封闭路面微裂缝、阻拦雨水下渗以及防止石料剥落等多重功效。由此可见,在预防性养护施工领域,含砂雾封层施工技术占据关键地位,在公路工程养护维修中极具推广与应用价值。
含砂雾封层性能特点
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材料性能
1.1 原液性能
19 世纪早期,乳化沥青用于控制沥青路面灰尘,后经实践发现其可改善路面性能。如今,依据路面状况可添加改性剂。抗剥落剂能增强乳化沥青与集料的粘附性,预防剥落;稳定剂可维持乳化沥青的稳定性,防止变质。合理运用改性剂可提升原液性能,满足多样养护需求。
原液性能对含砂雾封层材料耐久性至关重要。在实际养护中,需精准评估路面状况,如老化程度、病害类型等,据此选择适配的改性剂,以充分发挥材料优势。例如,对于老旧且病害较多的路面,可适当增加抗剥落剂并配合适量稳定剂,增强乳化沥青与集料的粘结,抵御外界侵蚀,延长路面使用寿命,降低养护成本。
1.2 固化时间
固化时间是影响含砂雾封层材料性能的关键因素。雾封层材料固化分两个阶段:前期为原液破乳阶段,水分大量蒸发,沥青基材料富集,乳化沥青乳液结构瓦解,沥青颗粒聚集;后期为路面修复阶段,原液与旧路面相互作用,固化形成强度。
若原液固化时间不足,在未充分渗透路面裂缝等需修复部位时就已固结,含砂雾封层与路面的粘结力将减弱,易脱落,无法达成养护目标。例如在寒冷天气施工时,气温较低会使固化时间延长,若未相应调整施工参数,就可能出现此类问题。反之,若固化时间过长,路面将长时间处于施工状态,无法正常开放交通,会对交通通行造成严重不利影响,如在交通繁忙路段,长时间固化会引发交通拥堵与延误,带来诸多不便并造成经济损失。
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原路面情况
原路面状况对含砂雾封层耐久性有显著影响。集料的耐磨性是关键因素之一,耐磨性差的集料在车辆行驶过程中易磨损,从而改变路面表面构造,影响含砂雾封层与路面的粘结效果与整体稳定性。例如,集料磨损后表面变光滑,含砂雾封层难以牢固附着。
原路面的表面构造同样不容忽视。若表面过于光滑,含砂雾封层难以附着;若过于粗糙,则可能导致雾封层材料分布不均。因此,在施工前需详细勘查原路面状况,包括集料类型、级配、磨损程度以及路面平整度、粗糙度等。对于表面光滑的路面,可预先进行拉毛处理以增加粗糙度;对于表面过于粗糙的路面,可适当打磨或填补部分大孔隙,确保含砂雾封层均匀附着,提高施工质量与路面耐久性。
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施工工艺
在含砂雾封层施工中,洒布量的确定极为关键,主要依据原路面技术状况,如级配类型与路面病害情况等。密级配路面较为致密,洒布量相对较少;开级配路面空隙较大,所需洒布量较多。若路面病害严重,如存在较多微裂缝,也需适当增加洒布量。
洒布量不足时,含砂雾封层材料在路面形成的保护膜厚度不够,固化时间缩短,因材料较少水分蒸发较快,来不及充分渗透和固化,难以有效修复微裂缝,空隙无法完全封闭,外界水分和空气容易侵入,加速路面损坏。洒布量过多,多余材料会在路面表面堆积,既浪费材料,又会降低路面抗滑性能,增加车辆行驶安全隐患。
根据相关规定,当原液用量为 50% 且稀释比例为 1:1 时,致密表面的路面洒布量宜控制在 0.15 - 0.50L/m²;相同条件下,粗糙表面的路面洒布量则可控制在 0.4 - 1.0L/m²。在实际施工过程中,需综合考虑多种因素,如天气状况、交通流量等,对洒布量进行微调,确保含砂雾封层施工达到最佳效果,有效提升路面的耐久性与使用性能。
工程概况
某公路是连接两地的重要通道,在区域交通中具有重要意义。路面调查报告显示,其承载能力总体良好,破损程度较轻。然而,由于运营时间较长,局部路面出现老化现象,主要表现为沥青膜剥落,这在一定程度上影响了路面的耐久性与整体性。经深入分析病害特点,确定采用预防性养护措施。经过多方专业研讨,最终选定含砂雾封层养护技术进行施工,期望借此恢复路面性能,保障公路安全畅通运行。
路面状况检测分析
经现场勘查得知,该路段为双向四车道,试验段长度为 1000 米。为精准确定养护技术方案,对路面构造深度、渗水系数等进行检测与评价分析。
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构造深度
在试验段构造深度检测过程中,科学选取 4 个具有代表性的检测点,对 4 个车道分别进行构造深度检测。检测结果表明,所有检测点的构造深度处于 0.27 - 0.42mm 之间,数据较为均匀。进一步分析发现,无论上行还是下行方向,1 车道的构造深度均小于 2 车道。这可能是由于 1 车道交通流量较大、车辆行驶轨迹相对集中,导致路面磨损更为严重。此差异将作为后续养护施工的重点考量因素,需据此制定针对性方案,以保障施工的精准性与有效性,提升路面整体质量,增强行车安全舒适性,使公路更好地服务于大众出行与区域经济发展。
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抗滑摆值
为精确评估路面抗滑能力,选取抗滑摆值作为关键检测指标。在路段中精心挑选 4 个检测点,针对 4 个车道逐一进行抗滑摆值检测。检测数据显示,上下行 1 车道的抗滑摆值均超过 60BPN,部分区域峰值可达 70BPN,能够有效保障车辆行驶稳定性。相比之下,2 车道的抗滑摆值相对较低,在潮湿或特殊路况下易引发安全隐患,因此亟需实施预防性养护施工以提升其抗滑性能。
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渗水系数
经对 4 个车道的渗水系数进行细致检测,结果表明无渗水现象,充分彰显本试验段具备卓越的抗渗能力,能够有力阻止外界水分侵入路面结构,为路面长期稳定提供坚实保障。
综合路面病害全面调查结果来看,此路段虽局部存在横向裂缝、旧路面构造深度不足以及 2 车道抗滑摆值较低等问题,但得益于良好的抗渗性能,采用预防性养护措施切实可行。为高效恢复旧路面使用性能,含砂雾封层施工工艺脱颖而出,经严谨测算,最终确定洒布量为 0.6kg/m²,力求达成最佳养护成效。
含砂雾封层路面技术状况要求
含砂雾封层技术本质上是在原路面铺设一层薄膜。相较于其他养护技术,它仅能处理表层病害,无法改变旧路面结构强度与承载能力。因此,对旧路面有特定要求。
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对封层材料具有良好的吸收效果
应用含砂雾封层时,旧路面对封层材料的吸收效果极为关键。对于表面致密型路面,乳化沥青吸收效果欠佳,难以充分吸收。这会导致路表摩擦系数降低,甚至形成光滑表面,严重威胁行车安全。所以,雾封层养护技术在渗透性良好的乳化沥青路面使用,才能取得理想效果。例如在一些老旧但质地紧密的沥青路面上,若贸然使用含砂雾封层技术,因吸收不良,封层材料易在表面堆积,反而使路面更滑,增加事故风险。只有路面能有效吸收乳化沥青,才能让含砂雾封层与路面紧密结合,发挥其修复微裂缝、防止石料脱落等功效。
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强度和刚度良好
旧路面及其基层是沥青路面的承重主体,需承受长期反复的荷载作用。在此过程中,要具备良好的抗变形能力,尽量避免出现残余变形以及剪切、弯拉破坏等情况。就如同坚固的桥梁,其桥墩和桥身需要有足够的强度和刚度,才能在车辆的不断碾压和各种外力作用下保持稳定。若旧路面强度与刚度不足,在车辆长期行驶产生的压力和摩擦力作用下,路面容易出现凹陷、裂缝甚至断裂等严重病害,影响道路的使用寿命和行车安全。
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整体稳定性良好
旧路面的整体水稳性和抗车辙性能对施工后路面稳定性影响显著。含砂雾封层施工主要作用于路面表面,对路面整体结构稳定性的提升作用有限,即不具备结构抗应变能力。所以,在选择原路面时,必须确保其结构稳定性良好。比如在一些经常积水或高温环境下的路段,如果原路面水稳性差,容易出现唧浆现象;抗车辙性能不佳,则会产生车辙,即使进行了含砂雾封层施工,也难以保证路面的长期稳定,无法有效延长路面使用寿命。
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表面平整且洁净
大量实践表明,含砂雾封层不能改善路面平整度。所以,施工前若路面平整度较差,需提前进行处理。同时,路面要洁净无杂物。因为不平整的路面会使车辆行驶颠簸,影响舒适性和安全性,也不利于含砂雾封层材料的均匀铺设;而杂物会阻隔封层材料与路面的接触,影响粘结效果,导致封层容易脱落,降低养护质量。
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路面病害要求
当路面出现贫油、微裂缝、老化等现象时,可采用含砂雾封层施工工艺进行养护。具体适用于轻微纵、横裂缝,轻微表面不平整,老化与松散程度小,渗水程度小且路面温度在 15℃以上的情况。例如一些使用时间较长但病害尚不严重的路面,出现了少量细微裂缝和轻微老化迹象,此时含砂雾封层技术就能发挥作用,通过渗透到裂缝中并在表面形成防护层,延缓病害发展,改善路面状况。
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交通状况要求
依据现行公路沥青路面设计规定,公路交通量依据每车道、每天大客车及中型以上货车数量可划分为 4 个等级:轻交通(小于 600 辆 /(d・车道))、中等交通(600 - 1500 辆 /(d・车道))、重交通(1500 - 3000 辆 /(d・车道))、特重交通(大于 3000 辆 /(d・车道))。普通雾封层改善旧路面性能时会降低摩擦性能,含砂雾封层则能克服此缺点,适用性更强。对于该工程,在中轻交通等级的沥青路面养护中采用含砂雾封层技术,可有效提升路面性能,延长路面使用寿命,降低养护成本,具有良好的应用效果。
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施工准备
施工前,务必落实交通管制工作。对施工作业面采取局部行车道封闭措施,并在显著位置设置安全标识,以保障施工区域安全。准备好施工材料与设备后,准时进驻施工现场。原路面清理工作同样关键,需彻底清除诸如砂砾、油污等影响路面粘结性的杂物。特殊情况下,可借助吹风设备、高压水枪等进行深度清理。依据现行规定,含砂雾封层技术适用路面有宏观指标要求,一级公路路况指数中的 PSSI、PCI、SRI、RQI 均应不小于 85;二级及以下公路的这些路况指数均需控制在不小于 80。
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施工要点
施工时,对于小面积区域可采用人工涂刷方式,确保沥青路面涂刷均匀。若施工面积较大,则需运用专用高压喷洒机械,且设备应由电脑精准控制流量,以实现均匀喷洒。根据路面实际状况合理选择材料与喷洒遍数:若路面平整且无裂纹、坑槽,含砂雾封层可喷洒 1 - 2 遍,并保证均匀性;若路面平整但存在少量车辙、麻面、微裂缝,可视情况进行 2 - 3 遍材料喷洒;若路面不平整且存在坑槽等病害,应先处理旧路面病害,再依据实际进行 2 - 3 遍材料喷洒,且每次喷洒都要均匀。完成含砂雾封层喷洒施工后,随即开展养护施工,封闭养护约 4 小时,之后便可将施工作业面上的工具、材料等移除,保障后续通行顺畅。
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注意事项
施工过程中,要确保空气流通,使含砂雾封层材料洒布均匀。施工前需密切关注气象情况,尤其重视气温,施工时气温应超过 10℃,且空气湿度不宜过高。施工结束后,要保证 1 天内无降雨,否则会严重影响施工质量。交通开放时,务必确保含砂雾封层已固结。
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质量检测
施工结束后,对路面性能展开了为期 2 年的跟踪观测,检测点设在上行 2 车道的 1 个检测点,主要检测指标为路面构造深度与抗滑摆值。结果显示:构造深度方面,施工前原路面为 0.41mm,施工后降至 0.14mm,施工后 6 个月回升至 0.26mm,12 个月时为 0.29mm,24 个月时达 0.38mm;抗滑摆值方面,施工前原路面是 46BPN,施工后升至 59BPN,6 个月后降至 49BPN,12 个月为 47BPN,24 个月稳定在 47BPN。
原路面经含砂雾封层施工后,构造深度由低到高变化。这是因为施工初期含砂雾封层材料填充了部分路面孔隙,使构造深度降低,之后随着车辆行驶与自然因素作用,填充材料被磨损或压实,构造深度逐渐恢复。抗滑摆值呈现先高后低再恢复的趋势。由于原路面运营久,抗滑能力下降,施工后路面细砂与集料粘结良好,形成粗糙路表,抗滑摆值提高;但车辆反复碾压使部分细砂脱落,抗滑摆值随之下降,而后随着路面进一步压实稳定,抗滑性能逐步恢复。总体而言,在沥青路面构造较好时,含砂雾封层技术在养护中能发挥良好效果,有效改善路面性能,延长路面使用寿命,提升行车舒适性与安全性。
结语 我国交通运输业蓬勃发展,沥青路面因性能优越,在高等级公路施工中广泛应用。但随着使用年限递增,受汽车轴载攀升与渠化交通等影响,路面早期病害逐渐显现。含砂雾封层技术用于沥青路面养护,可高效治理松散病害,遏制病害蔓延,有力保障路面结构完整,显著提升施工质量,延长路面服役期限,降低养护成本,为公路交通的安全顺畅运行筑牢根基,促进交通运输体系的稳健发展,在公路养护领域意义重大且应用前景广阔。


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