沥青路面封涂层在高速公路养护中的应用

张玉云

（武威公路事业发展中心高速公路养护所，甘肃 武威 733000）

0 引言

G30连霍高速古永段公路2002年建成通车，是国家高速公路网连接东西方向重要的交通经济主干线，全长112.9km，双向四车道。随着运营年限的逐步增加，路面不同程度出现一些病害，期间对部分路段虽进行过中修，但仍有部分路段路面存在裂缝、麻面、细集料老化散失、渗水大、抗滑性能差等问题。为了阻止病害的进一步扩大，延缓使用年限，2017—2021年武威公路事业发展中心高速公路养护所对此类病害，引进了STAR沥青路面封涂层进行了预防性修复处治，处治后路面渗水、抗滑效果明显。因此，本文可为STAR沥青路面封涂层在高速公路路面预防性养护中大范围推广使用提供参考。

1 沥青路面封涂层材料

STAR沥青路面封涂层是美国进口的高端材料，是一种以精制煤焦油沥青乳液为主，添加了橡胶类高分子聚合物与表面活性剂的混合物。其中含有煤焦油沥青，矿物填料和表面活性剂，当喷涂在沥青路面后，表面会形成一层耐久、耐磨、有弹性和优质抗湿性的保护层，保护沥青路面不受空气氧化与紫外线辐射的侵害，保护沥青路面不受水、盐和气候等物质的渗入，保护沥青路面不受各类化学物质品的侵蚀软化。

2 沥青路面封涂层材料的性能特征

STAR沥青路面封涂层具有以下出色的特性：

2.1 防滑性

沥青路面封涂层是在原路面上，用专用喷涂设备在一定的压力下喷涂出厚约1mm的带石英砂细骨料的高悬浮性黑色乳液，由于添加了耐磨性细骨料（石英砂），沥青乳液在充分裹覆骨料后，增大了沥青路面的防滑系数，使路面表面防滑性能增加，而细骨料石英砂含硅量在95%以上，非常坚固耐磨，可以增加路面抗滑性能。

2.2 防水性

沥青路面封涂层材料具有优质抗湿性、抗水性，当路面喷涂封涂层后形成一层保护层，其封住路面表面水分，阻止水渗入路面深层，隔绝水分渗入，从源头处消除水损坏隐患。

2.3 防老化性

沥青路面封涂层是以高温精炼煤沥青作为基质，故对路面有较好的防护性能，可有效防止紫外线对路面的侵害，防止路面老化。

2.4 防油性

沥青路面封涂层是高温精炼的煤沥青封涂层，与传统的石油为基质的燃油有较大区别，为惰性物质，不易被分解，无挥发，喷涂后形成一层黑色涂层，隔离了机油、柴油、汽油的渗入，不但可以防渗入，还可洗去各种化学物质。

2.5 防化学物质

冬季降雪，积雪覆盖路面，养护人员洒布融雪剂，融雪剂同样会腐蚀路面，沥青路面封涂层可隔绝油类、酸类、盐类、酒精等气体物质对路面的损坏。

2.6 施工方便快捷，绿色环保

该材料使用专用喷涂设备进行施工，施工工作效率高，不会产生废弃物，而细骨料结构可降低噪音。又因材料中含有煤焦油沥青，将此材料喷涂在沥青路面上，路面更加黑亮，喷涂后的路面美观程度大大提升，美化如新。同时，施工无需中断交通，车辆可正常行驶。

3 沥青路面封涂层使用范围

STAR沥青路面封涂层是一种用于预防性养护的材料，主要用于沥青路面相对平整，路面无结构性破损的路段，是对路面早期出现的病害进行的保养，适用于小于3mm的轻微裂缝，沥青路面与粒料粘结力不足出现的细集料散失，沥青路面压实度不足空隙率偏大出现的渗水。这些病害如果能尽早进行养护处治，会防止沥青路面的老化，预防病害扩大，恢复其原有性能，延长路用寿命。

4 施工工艺

4.1 施工前准备工作

（1）施工前确定好施工路段，计算喷涂面积，根据喷涂面积准备好所需材料及用量：煤焦油沥青乳液、石英砂、水、快干剂等材料，材料符合施工要求。

（2）严格按照GB5768.4—2017《道路交通标志和标线 第4部分：作业区》中高速公路作业区布置要求，规范布置安全施工作业区域，去除路面浮尘、石屑、泥沙等杂物，使路面干燥，无油污，彻底清洁路面后，用塑料胶膜对路面标线进行保护以防污染，同时为防止造成黑色污染，对桥梁防撞墙、路缘石、护肩墙等采取遮挡措施，以免溅出细料将其污染。

4.2 配制混合料

STAR沥青乳液是从美国生产运抵国内，在运输国内后有一定的存放时间，期间会出现沉淀现象，因此需将每桶沥青乳液搅拌均匀后才可吸入专用喷涂设备罐中。专用喷涂设备罐中带有强制性搅拌功能。按照参配比例将水加入搅拌器保持中速运转，匀速加入石英砂。路面情况不同，石英砂的参配比例不同，根据路面状况确定砂的比例，其混合料配合比例如表1所示。添加量最高不超过50%，添加完石英砂盖紧容器罐盖子快速搅拌10min后，再中速搅拌，保持混合料的均匀性，让沥青乳液充分裹覆到石英砂上。

表1 高速公路建议混合料配合比例

4.3 喷涂

根据高速公路路面状况，确定喷涂区域及施工行走方向，施工前对专用喷涂设备的每个喷嘴进行严格检查，不能有堵塞现象，经检查达到畅通无阻后，设定喷涂的位置、喷涂的宽度、喷涂行走速度、喷涂量、喷涂压力等相关参数，设定好参数后，按现场负责人口令进行匀速行进、均匀喷涂。一般情况下第一层喷涂完后待光化干燥1h后即可进行第二层喷涂，第二层应沿第一层垂直方向喷涂，提高喷涂的匀均性，喷嘴开启数量依据路面宽度确定，正常情况下高速公路半幅喷涂宽度按3.75m设定，喷涂量控制在每分钟200～210kg，喷涂时行走速度控制在每小时为3.2～3.5km，混合料用量控制在每平米1.5kg，确保喷涂路面完全被覆盖和喷涂均匀。喷涂完毕后，人工对机械喷涂不到位的边角位置进行勾边涂刷，以保证混合料的覆盖质量与边线美观。

4.4 养生

施工完毕后，保留一定的养护时间，正常情况下用试纸检测，路面干涸不黏时，揭去标线上覆盖的塑料胶膜后，开放交通。开放交通时间应保证路面温度在零上10℃～37.8℃之间、湿度不高于80%，低于60%的条件下，在阳光照射情况下，约4～6h后开放交通。

5 沥青路面封涂层应用效果

5.1 施工效果对比

经过连续5年的实施，对不同路段进行观测和检测对比，实施过封涂层路段的渗水系数呈下降趋势，施工前渗水系数平均为108mL/min，施工后为“0”，施工六个月后观测仍为“0”，在最冷的冬季渗水系数为2.2mL/min，这是由于冬季低温冻裂的原因，由此可见，防渗水效果显著。实施过封涂层路段的路面抗滑性能呈上升趋势，施工前抗滑指数平均值为48.9，施工后平均值为61.0，抗滑指数上升了12.1，施工六个月后观测摆置为60.3，摩擦系数基本保持在施工后的水平，没有随着时间降低。证明使用STAR沥青路面封涂层后路面病害得到有效处治，路面抗滑性能和防渗水性能有明显提高。同时，施工后路面颜色黑亮如新，路面病害无扩大，达到了预期效果。

5.2 施工体会

STAR沥青路面封涂层作为一层极薄的封涂层，密封了沥青路面，阻止了水分的渗入，发挥了较好的防渗水效能，但沥青路面封涂层不能改变路面的结构性能，只能作为预防性养护沥青路面的功能层养护材料，沥青路面封涂层的施工相当于在旧沥青路面上增加了一层防水层，防止雨水从路面的缝隙渗入路基。此工艺可提高路面防渗水性能，防止了水损害，是一种有效的预防性修复措施。由于沥青路面封涂层施工简单，喷涂速度快，每台设备每天双层可喷涂10 000～12 000m，单层更快，在不阻断交通的情况下施工，降少了施工工期，相比其他一些预防性养护方法，养护成本略高，但相比挖除路面处治损坏部分的方法，养护成本还是比较低的，节约了资金，使用寿命延长3～5年。另外，STAR沥青路面封涂层处治桥面渗水效果较好，在不改变桥梁荷载的情况下，有效防止了雨水从桥面渗入导致板底铰缝脱落、碱化、混凝土剥落等问题。

6 施工要点

（1）为保证施工质量，技术人员在确定施工方案后，施工过程中要严格控制施工工艺和混合料配合比的使用，以达到最佳喷涂效果。

（2）对路面使用年限较长，老化严重与污染的路段，先采用3倍清水对沥青乳液进行稀释后进行喷洒，每平方米喷洒量控制在0.22～0.33kg，等喷洒区域干透后，再喷涂混合料。

（3）在施工过程中，为防止混合料填塞管道或喷嘴，搅拌机要连续进行搅拌，使混合料处于悬浮状态，确保混合料的均匀性。

（4）安排施工前要时刻关注天气信息，不得在雨天、雾天以及温度低于10℃以下施工。施工路面温度与空气温度必须在10℃以上，温度过低或过高均不适宜施工，若路面温度高于32℃以上，须采取洒水车降温，并等路面干燥后方可施工。

（5）在配制混合料前根据喷涂面积，做好施工用料的计划，当天配制的混合料必须当天用完，不得存放。

7 结语

通过近年来在G30连霍高速古永段路面预防性养护中对STAR沥青路面封涂层的应用，有效解决了沥青路面粒料粘结力不足、渗水等问题，处治后效果较明显，通过对不同路段的实施和观察，处治后的路面有明显防渗水的作用，降低了病害发生率。