超薄封层在高速公路预防性养护中的应用

２０１７年第２期　广东公路交通　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　总第１４９期　

文章编号：１６７１—７６１９（２０１７）０２—００２５—０３　

超薄封层在高速公路预防性养护中的应用　

刘　桂　

（广东华路交通科技有限公司，广州５１０４２０）　

摘要：针对雾封层技术降低了沥青路面构造深度所带来的抗滑不足问题，开展了超薄封层在高速公路预防性养　护中的应用研究。首先针对超薄封层原材料的相关技术要求开展相关试验，在此基础上，进行配合比设计。依　托ＧＨ高速公路预防性养护工程项目进行实体工程验证，并对超薄封层路段使用性能进行跟踪观测，结果表明：　超薄封层材料可快速恢复路表功能，并具有良好的抗滑性能与抗渗水性能。　关键词：道路工程；超薄封层；预防性养护；配合比设计；抗滑性能：抗渗水性能　中图分类号：Ｕ４１８．６　文献标识码：Ｂ　

０　引言　

超薄封层是将乳化沥青的二次改性产品与特　

殊骨料按照合适的比例掺合以进行喷洒施工的混　合料［　。　

超薄封层通过在原路面形成厚度为２　４ｍｍ　

的薄层。减少跑砂的同时增加抗滑性．很好地解决　

了雾封层抗滑问题，提高了路面的摩擦系数　＿＿　。　

同时可以起到封闭路面空隙，提高路面渗水状况。　

在其他省份高速公路及国干线得到了较多的应　

用　。　

本文开展了超薄封层在高速公路预防性养护　

中的应用研究。首先对原材料进行检测，在此基　

础上进行配合比设计研究，提出了适合于高速公　

路预防性养护工程的施工配合比，并对超薄封层　

路段使用性能进行了跟踪观测，结果表明，超薄封　

层材料抗滑性能和抗渗水性能良好。　

１　原材料技术要求　

沥青为经深加工后的特种改性乳化沥青，其　

技术要求　及检测结果如表１所示。原液为该乳　

化沥青同改性剂、外掺剂配制而成，原材料还包括　

乳胶、集料、助剂和水，原液、乳胶及集料的主要技　

术要求及检测结果如表２。　

表３为超薄封层材料矿料级配范围及矿料级配。　

由表１～表３可见，原材料均满足技术要求，　

矿料级配也在规定级配范围内。　表１　沥青技术要求及检测结果　

表２　其他原材料主要技术要求及检测结果　

级配　通过下列筛孔（ｍｍ）的质量百分率／（％）　

类型　２．３６　１．１８　ｏ．６　ｏ．３　ｏ．１５　ｏ．０７５　

作者简介：刘桂（１９８６一），男，湖南益阳人，大学本科，路桥工程师，主要从事路面工程方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：３４５０１１３４３＠ｑｑ　ｔｏｍ　・２５・

　２０１７年第２期　广东公路交通　总第１４９期　

２施工配合比设计　

２．１最佳乳胶及助剂用量　

采用深加工后的特种改性乳化沥青、改性剂　及外掺剂构成的原液，先固定乳胶用量，再添加不　同用量的助剂，通过比较不同配比下的湿轮磨耗　

损失，以确定最佳助剂用量。在确定最佳助剂用　量后，通过改变不同的乳胶用量，比较不同配比下　

的湿轮磨耗损失，以确定最佳乳胶用量。如此，便　

确定了性能最优的最佳乳胶及助剂用量。　根据工程经验．初选乳胶用量为原液质量的　２％，助剂用量初选为原液质量０％～１．２％，以　

０．２％为间隔。共７个不同的用量。成型及试验方法　参照现行规范　¨８＿中湿轮磨耗试验相关规定，将成　

型后的试样进行湿轮磨耗试验，试验结果如表４。　

表４不同助剂用量下的湿轮磨耗损失（乳胶用量２％）　

由表４可以看出，湿轮磨耗损失随着助剂用　

量的增加先减小后增加，存在最佳值，最佳值对应　的助剂用量为１％　在确定最佳助剂用量为１％后。乳胶用量初选　

为原液用量０％～３．５％。以０．５％为间隔，共８个不　同的用量。分别进行湿轮磨耗试验，试验结果如表５　

表５　不同乳胶用量下的湿轮磨耗损失（助剂用量１％）　

由表５可见，湿轮磨耗损失随着乳胶用量的　增加先减小后增加，存在最佳值，最佳值对应的乳　

胶用量为３％。因此，最终确定最佳乳胶用量为　３％，助剂用量为１％。　

・２６・　２．２最佳集料用量　

固定原液、乳胶、助剂用量，根据工程经验，初　拟三个不同的集料用量．加水量初拟为原液质量　的１％．配比如表６所示。表中集料用量为相对于　

原液的质量百分比。　

表６配合比各材料用量　

序号　材料用量／（％）　原液　助剂　乳胶　水　集料　１５　３　１　１８　２１　配合比１　配合比２　１００　配合比３　

参照表６初拟配合比结果，在室内成型试样，　

分别进行湿轮磨耗试验，试验结果如表７。　

表７湿轮磨耗试验结果　

如表７所示，三个配合比成型的试样湿轮磨耗　值存在明显的差异，配合比３＞配合比２＞配合比１。　

用初拟的三个配合比分别铺筑１５０ｍ试验段，　分别于铺筑前和养生结束后利用摆式仪测量其抗　滑性能。测试结果如表８。　

表８铺筑前和养生后抗滑性能检测结果　

如表８所示，配合比１、２、３摆值分别提高了　５、８、６。可见，对于抗滑性能提高的有效性大小为　配合比２＞配合比３＞ｄｅ合比１。　

综合室内湿轮磨耗试验结果以及对抗滑性能　的要求，最终确定配合比２为最优配合比。　２．３最佳用水量　

在配合比２的基础上，为了满足施工喷洒的工　艺要求，要对超薄封层材料的黏度进行调节。本研　

究采用加水的方式进行调节。具体采用的试验方法　是加入不同比例的水进人材料搅拌均匀后用雷氏杯　判定黏度是否达到标准喷洒施工黏度。雷氏杯采用　

８０／７０杯子测量其黏度．其理想黏度为１４～２５ｓ　

根据确定的配合比２，用水量为原液质量的百　２０１７年第２期　刘桂：超薄封层在高速公路预防性养护中的应用　总第１４９期　

分比，调节用水量为０．８％～１．８％，间隔为０．２％，　用水量共６组。试验结果如表９。　

表９不同用水量下的雷氏粘度　

如表９所示，满足雷氏粘度为１４～２５ｓ的用水　

量在１％～１．６％时满足施工要求，结合当时施工　气候及路面状况，选择１．３％为工程施工用水量。　

为此，确定了最终的施工配合比如表１０所示，　表ｌ０中用量均是相对于原液的质量百分比。　

表１Ｏ施工配合比　

材料　原液　集料　乳胶　助剂　用水量　用量／（％）　１００　１８　３　１　１．３　

通过试验段验证。表明以上配合比满足喷洒　

施工的要求，可作为施工配合比。　

３　工程验证　

某高速公路全长约３０ｋｉｎ，双向四车道，路面结　

构为半刚性基层沥青混凝土路面，上面层为４ｅｍ　中粒式沥青混凝土（ＡＣ一１６），中面层为６ｃｍ中粒　

式沥青混凝土（ＡＣ一２０），下面层为８ｅｍ粗粒式沥　

青混凝土（ＡＣ一２５）。　通车两年后，在重载交通的作用下，沥青路面　出现了裂缝等早期病害，为提高路面使用性能、防　止裂缝病害后的进一步水损坏。养护部门于２０１５　

年８月对部分路段实施了超薄封层预防性养护，　

养护路段长度累计２　０３７ｍ，具体路段见表１１。　表１１　２０１５年８月预防性养护路段　

４使用性能跟踪观测　

采用横向力系数测试车对超薄封层路段工前一　

个月、工后一个月、工后一年的主车道抗滑性能　（ＳＦＣ）进行了检测；采用多功能检测车分别对超薄　

封层路段工前一个月、工后一个月、工后一年的主车　道破损（Ｐ　）进行了检测，检测结果见表１２所示；采　用渗水仪　对超薄封层路段进行检测。检测结果如表　１３。表中数据均为超薄封层路段统计平均结果。　

表１２超薄封层路段使用性能跟踪观测　

由表１２可见，实施超薄封层预防性养护措施　

一个月后，路面的抗滑性能得到了显著改善，破损　也得到了一定的改善。工后一年，抗滑性能依旧维　

持在较高水平，破损也维持在较好状态。可见，超　薄封层微罩面预防性养护措施可快速恢复路表功　

能，并改善原路面的抗滑性能。　

表ｌ３超薄封层路段渗水状况检测结果　

由表１３可见。超薄封层预防性养护措施可以　

显著改善沥青路面的渗水状况。　５　结语　

本文开展了超薄封层材料在高速公路预防性　

养护中的应用研究，依托ＧＨ高速公路预防性养护　工程项目进行了配合比设计并提出了施工配合　

比，施工配合比为原液：集料：乳胶：助剂：用　

水量为１００：１８：３：１：１．３。　通过实体工程跟踪观测，检测结果表明：超薄　封层材料可快速恢复路表功能。并具有良好的抗　

滑性能与抗渗水性能，具有良好的应用前景。　

参考文献：　『１］蔡锡荣．沥青路面高性能超薄封层技术及工程应　用研究［Ｄ］．广州：华南理工大学，２０１１．　『２］杨明，苏卫国．预防性养护雾封层措施试验路工　程实践［Ｊ］．公路，２００６（１１）：２０５—２０８．　［３］雷超旭，王端宜．雾封层施工质量控制最优化研　究［Ｊ］，施工机械＆施工技术，２００８，２５（７）：３７—３９．　４］王利利．路面雾封层预养护技术使用效果的评价　［Ｊ］，市政技术，２００７，２５（５）：３７５—３７８．　５］杨娥，李运辉．雾封层在河惠高速公路预防性养　护中的应用［Ｊ］．广州航海高等专科学校学报，２００８，１６　（２）：２９—３２．　『６］公路沥青路面施工技术规范ＪＴＧ　Ｆ４０—２００４［ｓ］．　北京：人民交通出版社．２００５．　（下转第５６页）　

・２７・

　２０１７年第２期　广东公路交通　总第１４９期　

Ｉ６ｍｍ减少到加同后的１０ｌｌ＇ｌｍ，静载试验挠度校验　

系数理论上可降至１．０以下。　

表９广济２　桥有限元模型工况３满载作用加固前后挠度　理论值对比　

计簧：模型　１　况３作朋下计算模型　对应挠度计算值／ｒａｍ　有损模型（施工接缝开裂）　１６　进行本次加同后　ｌ０　

６　结语　

在桥梁结构中检测受到了１３益广泛的重视，　其中静、动载试验又是桥梁检测中的一个主要方　

法。是目前为止为桥梁加固设计提供可靠依据的　

方法和手段之一。　参考文献：　＿ｌ１罗子文．罗成斌．塘屿刚架拱桥的荷载试验研究　ｆ　Ｊ］．山东建筑大学学报，２０１５（３）：２１６—２２３．　２］勾红Ｉ１　｝　．蒲黔辉。王君明．某双曲拱桥的静力荷载　试验与分析ｆｊ］．中外公路，２００７（３）：９２—９４．　『３］施尚伟，向中富．桥梁结构试验检测技术ｌ　Ｍ］　雨　庆：重庆大学出版神，２０１２．　ｆ４］公路桥梁承载能力检测评定规程ＪＴＧ／ＴＪ２１—２０１　１　『Ｓ］．北京：人民交通　版社，２０１１．　『５］公路桥涵设计通用规范ＪＴ　ＧＤ６０［Ｓ］．北京：人民　交通ＨＪ版社．２００４．　『６］公路桥梁技术状况检测评定标准ＪＴＧ／３、Ｈ２１—　２０１１『Ｓ］．北京：人民交通｝【Ｊ版社，２０１１．　『７］金中凡，　昌宏，张高朝．大跨连续刚构桥的荷载　试验『Ｊ］．巾外公路，２０１０（５）：１６６—１６９．　（收稿日期：２０１６一ｌ２－０５）　

Ｌｏａｄ　ｔｅｓｔ　ａｎｄ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｊｉ　２＃ｂｒｉｄｇｅ　

ＺＨＡＮＧ　Ｑｉｌｏｎｇ，ＸＩＯＮＧ　Ｆｅｎｇ　（Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｃｏ．，Ｌｉｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，５　１０６２３）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｏａｄ　ｌｅｓｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｄｉｒｅｃｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ　ｂｒｉｄｇｅ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．　ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｔｒａｉｎ　ｉｎｄｅｘ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｐｏｉｎｔｓ　ｉｎ　Ｇｕａｎｇｊｉ　２＃Ｂｒｉｄｇｅ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ　ｌｅｖｅｌ　ｌｏａｄ—　ｉｎｇ　ｓｔａｔｅｓ．ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｃ　ｌｃａｄ　ｌｅｓｔ　ａｎｄ　ｄｖｎａｍｉｃ　ｌｏａ￣ｌ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ　ｈａｓ　Ｉ）ｅｅｎ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｂｖ　ｔｈｅ　ａｉｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｒｎｅｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ＭＩＤＡＳ．ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｅａｌ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｖａｌｕｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｍＴｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ＷＯＩ’ｋｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｏｂｔａｉｎｅｄ，ｗｈｉｃｈ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｖａｌｕｅｓ，ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｗｎｒｋｉｎｇ　ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｌｏａｄ　ｔｅｓｔ，ａｆｔｅｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ，ｔｈｅ　ｓｔｉｆｎｅｓｓ　ｏｔ’Ｇｕａｎｇｊｉ　２＃Ｂｒｉｄｇｅ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ．ｗｈｉｃｈ　ｃｏｕｌｄ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｒｉｇｉｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｂｒｉｄｇｅ；ｌｏａｄ　ｔｅｓｔ；ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｌｏａｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ　ｄｅｓｉｇｎ