【摘要】针对沥青路面早期易出现微裂缝、坑槽等水损害病害，采用有机硅、改性乳化沥青、CAP及TIT含砂嵌固等几种不同的雾封层材料进行预防性养护处治，并对处治后的效果进行了跟踪观测及演化规律分析。结果表明:实施雾封层养护处治后，路面封水效果良好，构造深度变化不大，路面破损状况整体均呈先下降再缓慢上升的趋势，抗滑性能影响不一。四种封层养护措施的相对优劣顺序为:TIT含砂嵌固＞CAP＞改性乳化沥青＞有机硅。
【关键词】沥青路面 | 预防性养护 | 雾封层 | 演化规律
0.引 言
随着公路建设的快速发展及路网的日趋完善，大量早期建设完成的公路已进入以养护维修为主的中后期阶段，养护维修俨然已成为未来路面最重要的一个环节[1]。湿热重载地区夏季高温多雨，特殊的气候条件加上超重载车辆的增多，沥青路面水损害现象更为严重，加之沥青胶结料的逐渐老化，在温度、荷载、动水压力等因素的作用下，路面更易出现裂缝、松散、坑槽等病害[2-3]。
雾封层是目前采用较为常规的一种预防性养护技术，它是通过喷洒一层乳液状材料对路面出现的微裂纹和大空隙进行及时修补，防止动水压力下裂缝和空隙的继续扩大而引发更大面积的病害，同时也能及时修复路面表面胶结料与石料的粘附性，延长路面的使用寿命。
本文以湿热重载地区SSW高速公路为依托工程，以该工程采用的各种雾封层养护措施效果为核心，通过路面破损状况(PCI)、横向力系数(SFC)、构造深度(TD)、渗水系数(Cw)等指标，检验评价雾封层处治后的效果。
1.工程概况
SSW高速公路于1996年底建成通车，2008年~2009年分期完成了全线的路面大修工程。完成大修后，整体上路面使用状况良好。经运营5年后，局部路段抗滑性能及平整度逐渐衰减，个别路段渗水系数较大，路面破损也逐年发展。
根据路面技术状况，于2013年~2014年分期分段地采用改性乳化沥青封层、有机硅橡胶雾封层、CAP沥青还原剂封层、TIT含砂嵌固雾封层等典型雾封层预防性养护措施进行了处治。
2.预防性养护措施处治效果及演化规律
2.1有机硅雾封层
有机硅雾封层技术是在沥青路面上喷洒有机硅，利用有机硅防水抗油剂优异的渗透性，将内部的空隙尤其是细微空隙堵住，形成一道密实的防水层，从而提高沥青路面的抗水损害性能和耐久性[4]。有机硅雾封层养护路段的实施效果及演化规律见表1。
从表1可知:
(1)工后1个月双向路段PCI均值略比工前好。随着运营时间增长，PCI均值整体呈下降趋势，工后41个月PCI均值仅为80.3和84.7，对比工后1个月分别下降了14.3和13.6。
(2)横向力系数SFC值分别为44.3和46.0，比工前分别下降了4.0和3.1。以SFC值发展规律来看，整体呈先下降再慢慢增长的趋势，工后41个月双向路段SFC值分别为47.9和49.2，与工前水平相当。这一点与构造深度变化规律一致。分析原因可能为，有机硅雾封层实施后，随着有机硅封缝后表面构造变小，但该措施耐久性不足，通车运营一段时间后，表面有机硅膜已慢慢脱落，表面构造恢复至工前水平。
(3)工前渗水系数均值为60.0mL/min，处治后较为密实，基本不渗水;工后34个月渗水系数仅为17.1mL/min，渗水系数均较小，封水效果良好。
2.2改性乳化沥青封层
改性乳化沥青封层是指将特定浓度的改性乳化沥青或特制的路面保护剂材料，通过特殊工艺均匀分布于沥青路面表面，达到修复微裂纹和弥补沥青胶浆缺失等功能[5]。改性乳化沥青封层养护路段的检测结果见表2。
从表2可知:
(1)实施改性乳化沥青封层路段PCI均值分别为98.2、99.2，均评定为良等级;从跟踪检测结果看，总体上PCI呈下降趋势。工后41个月双向车道PCI均值仅为84.6和86.7，相比工后一个月，分别下降了13.6和12.5，下降幅度接近。
(2)工后41个月后SFC均值分别为55.5、49.6，SFC值整体呈先下降再上升的趋势;从跟踪检测结果看，近几次SFC的变化不明显，呈现相对稳定的状态。
(3)工前路面渗水系数分别为64.0mL/min和92.9mL/min，从跟踪检测结果看，工后9个月基本不渗水，后期逐步上升，幅度较小。
(4)工后34个月路面构造深度均值分别为1.07mm、0.96mm，对比工后1个月的检测结果，分别增加了0.24mm、0.14mm。2.3CAP沥青还原剂封层
CAP是一种对老化胶结料具有再生功能的活化物，通过其优良的渗透性及还原性达到封闭路面渗水通道及提高沥青混合料内聚力和粘结力的目的[6]。经过CAP封层处治后的沥青层能满足防水、防松散、防开裂等技术要求，同时翻新路面，使路面美观、防水、抗滑。
CAP沥青还原剂封层养护路段的检测结果见表3。
从表3可知:
(1)CAP沥青还原剂封层路段工后34个月PCI均值分别为90.9、87.8，比工后1个月检测结果分别下降6.7、9.0。
(2)实施完CAP沥青还原剂封层措施后，横向力系数SFC显著提高，分别提高了52.4%和52.8%。从跟踪检测结果看，SFC值呈现出工后提高显著再逐步下降到相对稳定的趋势。工后34个月的SFC均值分别为55.9、49.5，对比工后1个月检测结果，SFC分别降低了10.5、18.8。
(3)工后21个月路面渗水系数均值分别为4.8、9.0(mL/min)，施工完封水效果良好，基本不渗水，后期渗水系数变化不大。
2.4TIT含砂嵌固雾封层
TIT含砂嵌固雾封层是采用高性能纳米级热固性特种材料为核心原料，配合一定比例的乳化沥青和一定级配的耐磨细集料(如金刚砂)，为原路表面提供填封、抑制松散、防水、抗滑、抗磨等全面保护[7]。高性能纳米级热固性特种材料是一种热固性聚合物，固化后其材料性能较稳定，特别适合用于耐温、耐磨、潮湿、腐蚀等条件恶劣的场合。其还具有很强的反应活性，均匀混合后能够把乳化沥青类热塑性材料转变为热固性材料。TIT含砂嵌固封层具有良好的抗渗、抗滑、抗老化、抵抗环境介质侵蚀等性能，能够显著提高旧路面性能指标，不仅能够提升旧路表面的功能，改性行车的安全性和舒适性，而且适用于新建路面的整体预防性养护。
TIT含砂嵌固雾封层养护路段的检测结果见表4。
从表4可知:
(1)工后34个月TIT含砂嵌固雾封层路段PCI均值为98.0，对比历次检测结果，PCI变化不明显。
(2)工后34个月的SFC均值为43.6，对比工前检测结果，SFC均增加了3.7。从跟踪检测结果看，工后SFC在初始阶段提高明显，之后呈现出逐步下降的趋势再有小幅增加。
(3)工后21个月路面渗水系数均值为4.5mL/min，对比工前检测结果，路面渗水系数下降了33.2mL/min，总体上呈现基本不渗水的状态。
(4)工后21个月路面构造深度均值为1.14mm，对比工后1个月的检测结果，构造深度增加0.33mm。
3.封层实施效果对比分析
3.1路面损坏状况
对比分析了近年来实施四种预防性养护措施路段的路面损坏状况PCI，统计分析情况见表5。
从表5可知:
(1)对路面进行封层养护一个月后，路面PCI值均增大，后慢慢减小。其中SZ方向养护路段工后34个月PCI下降最多的是有机硅封层(-8.5)，PCI下降最少的是改性乳化沥青封层(-5.1);ST方向养护路段工后34个月PCI下降最多是CAP封层(-9.0)、下降最少的是TIT含砂嵌固封层(-0.6)。
(2)以相同运营时间34个月为节点看，四种养护措施工后路面损坏状况PCI均出现不同程度的衰减，TIT封层的衰减速度相对较慢，其次是改性乳化沥青，然后是有机硅雾封层，速度最快的是CAP还原剂封层。
3.2横向力系数
通过对各养护处治措施路面横向力系数SFC的统计分析，各养护处治措施路段工前和工后SFC的发展规律见表6。
从表6可知，有机硅和改性乳化沥青封层横向力系数呈先降低再缓慢增长至工前水平的趋势，这可能是由于处治材料耐久性不足，在车轮及气候荷载作用下慢慢脱落，表面抗滑性能与工前一致;CAP和TIT含砂嵌固横向力系数呈先增长后慢慢降低的趋势，其中CAP实施后，路面抗滑性能短期内出现较大幅度增长，后随材料磨耗及脱落慢慢下降，TIT趋势整体与CAP类似，但增长幅度略小。综合分析，采用CAP还原剂封层处治的抗滑性能最好，其次是TIT含砂嵌固封层，改性乳化沥青再次之，有机硅雾封层最差。
3.3渗水系数
通过对各养护处治措施路面渗水系数的统计分析，各养护处治措施路段工前和工后路面渗水系数的统计对比结果见表7。
从表7可知，不同雾封层材料具有良好的封水效果，工后21个月，渗水系数基本相当。有机硅和改性乳化沥青封层34个月后封水效果也较好。
3.4构造深度
通过对各养护处治措施路面构造深度的统计分析，各养护处治措施路段工前和工后路面构造深度的统计对比结果见表8。
由表8可知，双向车道实施封层养护路段的历次检测路面构造深度结果均大于0.8(mm)，整体状况良好，各养护措施对构造深度影响不大，工前工后表面构造均变化不大。
3.5封层实施效果对比分析
以四种封层养护路段的路面损坏状况、横向力系数、渗水系数、构造深度四个指标为基础，对比分析该措施对路面性能改善程度。假设四个指标所占权重均相等，量化指标权重为1/4，按照各措施对该指标的改善程度以此按序打分，分为四个等级，改善程度最高的取4分，相反，贡献值相对最低的取值1分，采用加权平均的方法进行各指标的综合，得到各指标的综合评分，依据得分高低即可排出各养护措施对路面综合性能的优劣顺序，具体的统计结果见表9。
由表9可知，虽然渗水系数和构造深度两大指标均未细化区分开来，但是PCI下降速度和横向力系数衰减程度能较清晰地分别出养护措施的差距。由加权得分结果可以得知，四种封层养护措施的相对优劣顺序为:TIT含砂嵌固＞CAP＞改性乳化沥青＞有机硅。
4.结论
通过对深汕西高速公路采用预防性养护路段(改性乳化沥青封层、有机硅橡胶雾封层、CAP沥青还原剂封层、TIT含砂嵌固雾封层)的跟踪检测，可以得到以下结论:
(1)实施雾封层预防性养护措施工后路面封水效果良好，构造深度变化不大，路面破损状况整体均呈先下降再缓慢上升的趋势，抗滑性能影响不一。
(2)改性乳化沥青封层、有机硅橡胶雾封层、CAP沥青还原剂封层、TIT含砂嵌固雾封层四种预防性养护措施均能在一定时间内提高路面的使用性能。四种预防性养护措施中，TIT含砂嵌固封层＞CAP还原剂封层＞改性乳化沥青封层＞有机硅雾封层。
来源：广东公路交通、沥青路面
